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1、水文学提纲考试题型选择题，10 题，每题 1 分，共计 10 分；名词解释，5 题，每题 2 分，共计 10 分；简答题，4 题，每题 5 分，共计 20 分；计算题，3 题，每题 10 分，共计 30 分；综述题，2 题，每题 15 分，共计 30 分。1.水文学：主要是研究地球上水的起源、存在、分布、循环、运动等变化规律和运用这些规律为人类服务的知识体系。 2.水文循环：地球上的水在太阳辐射和地心引力等的作用下，不断因蒸发而生成水汽进入大气，再由气流的水平输送和上升凝结形成降水，落回地面或者海洋。落回地面的雨水，一部分蒸发返回大气，另一部分以地表径流及入渗进入土壤以地下径流的形式注入海洋。
2、自然界中这种水分以蒸发降水、入渗和径流等方式进行周而复始的运动过程，称为水文（分）循环。 1.全球水文循环：水在陆地，海洋，大气之间的迁移。2.陆地水文循环：地表水和地下水的运动，运动过程中伴随着与地球表面物质相互反应的物理和化学作用，且受进行的生物过程的影响。（The land phase of the hydrologic cycle: The movement of water on and under the land surface, physical and chemical interactions with earth materials accompanying that m
3、ovement, and the biological processes that conduct of affect that movement. ）3.连续性方程 Continuity Equation流进(I) 流出 (O) =储存量的变化量 (S)Volin(进入的体积) Volout(出去的体积) =S（mass 体积、容积）Flowin(进入的流速) Flowout(出去的流速) =S/t (rate 速率)Inputs (I)Precipitation (P)降水Groundwater in (Gin)进入的地表水Outputs (O)Evapotranspiration (E
4、T)蒸散发Groundwater out (Gout)流出的地表水River discharge (Q)河水排放量Storage (S)Groundwater - Rivers - Lakes 地表水-河流- 湖泊4.水量平衡 Water BalanceS = P + Gin (Q + ET + Gout)5.径流系数 runoff coefficient（C）Excess intensity 净雨 Abstractions 初始损失EX(第二次作业第五题)：初始损失和净雨包括哪些组成部分？对其包括的水文循环环节进行简要叙述。初始损失=雨期蒸发+植物截留+填洼+下渗损失净雨包括降雨扣除径流损失
5、后的雨量，即净雨=降雨初始损失植物截留即是雨水被植物茎叶拦截，滞留在植物枝叶上的现象，其截留的雨水水分在雨后将以蒸发的形式返回空中；填洼即流域内坡面上流动的水流向坡面上的洼地汇集，并积蓄于洼地的现象，其洪积蓄的雨水水分在雨后也将以蒸发的形式返回空中；下渗损失即流域坡面上的降雨渗入地下的水量中，不能成为径流那部分水量，这部分水量暂时蓄存在流域地下的土壤孔隙或岩石缝隙中，雨后仍将以蒸发的形式返回空中。不同地区的径流系数：EX.一个城市分区如下，求出这个地区的（平均）径流系数：解：从表中查得各个分区的径流系数：如家庭地区的 C=0.4；商业地区的C=0.6；公园的 C=0.15。从而得到：30.4.
6、670.15.3C集水径流时间1.汇流时间（TOC：time of concentration）：流域上最远点的净雨流到出口的历时。要求流域所有部分同时汇聚成出口流量的时间。汇流时间代表了集水区水力反应时间。浅水方程：（Shallow Flow Equation） 0.5VkS式中：V速度，m/s(ft/s)；S坡度， m/m（ft/ft） ；k土地覆盖的无量纲系数；（查表）a国际制单位中等于一个常数，10.土地类型面积单个家庭30 公顷商业地区3 公顷公园 7 公顷曼宁公式 213VRSn式中：V速度，m/s；n曼宁粗糙系数；R水力半径，m；S坡度， m/m；a常数，在中国等于 1.0。2.
7、对比计算开发前后的 TOC(总汇流时间)（作业参考，一样的步骤）开发前 河流/水道：视为矩形：宽 B=5m;高 D=2m对地表的径流：采用浅水方程： 0.5VkS解：A-B 段: for hay meadow ：k= 0.076, S=1.1%VA-B=a k S 0.5=10*0.076*(1.1/100)0.5= 0.080 m/stA-B =LA-B / vA-B = 200/0.080=2509.1 sB-C 段 : for short grass pasture ：k= 0.213, S=0.8%VB-C=ak S 0.5=10*0.213*(0.8/100)0.5= 0.191 m
8、/stB-C =LB-C / vB-C = 1500/0.191= 7873.5 sC-D 段: for cultivated straight row ：k= 0.274, S=0.6%VC-D=a k S 0.5=10*0.274*(0.6/100)0.5= 0.212 m/stC-D =LC-D / vC-D = 600/0.194=2827.0 s对于河流和水道：采用曼宁方程：213VRSnD-E 段: for Dense grass lined stream flow：a =1.49, n= 0.240, S=0.7%水力半径=面积 /湿周，即 R= (5x2)/(5+2x2)=10
9、/9VD-E=a/n R2/3S 0.5=(1.49/0.240) (10/9)2/3 (0.7/100)0.5= 0.56 m/stD-E =LD-E / vD-E = 1500/0.56= 2692.0 stT= tA-B+ tB-C + tC-D + tD-E= 2509.1 + 7873.5 + 2827.0 +2692.0=15901.5 s= 4.42 hr水汽 Water Vapor我们通过相对湿度（f，Relative Humidity）来考虑大气的局部饱和。 %10sef图中：critical point:临界点。1.水汽压/Water vapor (e)：大气中水汽所具有的
10、压力。2.饱和水汽压(es)：在一定温度下，空气中所容纳的水汽含量最大值为饱和水汽含量，对应的压力为饱和水汽压。3.相对湿度（RH，Relative Humidity）：同温度下，实际水汽压与饱和水汽压的比值。4. 露点（或霜点）温度： dew temperature。露点温度指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。EX.降雨形成的必备条件包括哪些？降雨类型有哪些，阐述厦门有哪几种类型的降水，以实例说明。1. 空气饱和时，气温继续下降；2. 有凝结核；3. 水滴增大到能降落到地面。四种降雨：1.地形雨潮湿气流受到山地阻挡，被迫沿迎风坡上升，温度降低，空气中的水汽凝結而降水，
11、称为地形雨。气流越过山顶，沿背风坡向下流动，則形成增温、干燥等现象，有些地方还出现干热的焚风。像厦门有些高度的山脉“天马山”就会形成局部地形雨。2.对流雨因地表局部受热，气温向上递减率过大、大气稳定性降低，下层空气膨胀上升与上层空气形成对流运动。上升的空气形成动力冷却而导致的降雨称为对流雨。对流雨一般强度大，历时短，雨区比较小。如厦门，有时候会局部下阵雨，有时只是岛外下大的阵雨，而岛内几乎没雨。3.锋面雨两个温湿特性不同的气团相遇时，在其接触区由于性质不同来不及混合而形成一个不连续面，称为锋面。由于锋面两侧温度、湿度、气压等气象要素有明显的差别，因此，锋面附近常伴有云、雨、大风等天气现象。锋面
12、活动产生的降水统称锋面雨。有冷锋（冷气团起主导作用，推动锋面向暖气团一侧移动，这种锋称为冷锋）和暖锋（暖气团起主导作用，推动锋面向冷气团一侧移动，这种锋称为暖锋） 。锋面雨也是厦门夏季降雨的主要类型，来自东南方向的暖湿气流遇到干冷空气形成较长时间的降雨，也即是厦门每年 4，5 月份的梅雨。4.气旋雨（台风雨）在热带洋面出现的热带气旋，其降雨主要是由海上潮湿空气的强烈辐合上升作用而形成，称为台风雨。热带气旋的范围较温带气旋小，但云层浓密，且环绕在低气压中心的气流强盛，带来狂风暴雨，经常造成灾害。热带气旋在东亚地区称为台风，在美洲地区则为飓风。像厦门经常会遇到台风季随着气旋或低压过境而产生的台风雨
13、。台风经常登陆和经过的地方，容易形成暴雨和大雨。降雨强度 ( i，Rainfall Intensity )：单位时间的降雨量，以 mm/hr 计，即降雨深度/降雨历时。降雨量过程线图 （Hyetograph）：。以时段降雨量为纵坐标，时间为横坐标绘制而成的柱状图，它表示时段降雨量的变化过程。也是一次单独降雨事件的降雨分布图，通常提供每降雨时间的降雨深度。 累积降雨量图（Accumulated Rainfall）：以横坐标为时间，以降雨开始到该时刻的累积降雨量为纵坐标绘制而成的柱状图。也是一次单独降雨事件的累积降雨分布图，通常提供每降雨时间的累积降雨深度。降雨历时（Rainfall Durati
14、on）：从降雨开始到结束的这段时间。为了帮助我们理解降雨，假设在降雨历时期间，降雨强度是一个常量。降雨频率（rainfall Frequency，f）：指定年数的时期内，某些巨大的或更大降水发生的次数。频率的值以百分比的形式表示上述降雨的发生概率。重现期（Return Period or Reoccurrence Interval）：频率的倒数，通常用来描述一次稀有的降雨事件。比如，以 25 年一遇的暴风雨降雨事件为例，这一事件是罕见的，很可能 25 年只发生一次，即这次降雨事件有一个百分之 4 的概率（频率）在任何给定的一年的发生。厦门 IDF curve(intensity duratio
15、n frequency 曲线可以从 IDF 曲线发现一个特定区域的雨量深度和持续时间，但他们是有限的，因为他们无法解释当地降雨的空间变化性。等雨量线图（Isohyetal Maps）：对于面积较大的区域或流域，为了表示次、日、月、年降雨量的平面分布情况绘制的图形，作法与等高线相似，首先将流域内各站雨量标注在相应位置上，然后根据其数值分布情况勾绘等值线，称其为等雨量线，按各时段顺序雨量绘制的由等雨量线构成的图形称为等雨量线图。Ex. 1. 以厦门（或福建省）为例，结合水循环和水量平衡的概念，绘制厦门市水循环图，并列出其水量平衡方程。2. 中国现在面临的水问题包括哪些？这些水问题与你们目前所学环境
16、工程专业知识的有哪些关联？举例说明。 4.根据曼宁公式，以及下面图表提供的信息，计算流域汇流时间（total of concentration） 。其中曼宁公式见 ppt， 取值 1.49。河段 汇流特征描述 坡度/% 长度/m 流速/m.s-1A-B 坡面径流（浅层流） 1.6 3200 0.7B-C 坡面径流（森林） 1.3 780 0.2C-D 河道径流（n=0.014,D=0.6m) 1.3 1200 ？D-E 长方形明渠（n=0.020,B=1.5m,D=0.8m) 0.4 1000 ？植物截留（Canopy interception）降雨被植物枝叶拦截并滞留在植物枝叶上的现象。植物单位投影面积上的截留量记为 I，简称截留量。降雨过程中:一部分穿过枝叶间隙落入地面，成为穿过林冠的降雨，为 穿透雨（Throughfall); 另一部分沿枝干流达地面，为树干径流（Stemflow )；
