3. 简述统计参数x 、Cv 、Cs 的含义及对频率曲线的影响。
答:统计参数x 为平均数,它为分布的中心,代表整个随机变量的水平。当Cv和Cs值固定时,由于x 的不同,频率曲线的位置也就不同, x 大的频率曲线位于x 小的频率曲线之上。Cv称变差系数,为标准差之和与数学期望值之比,用于衡量分布的相对离散程度。当x和Cs值固定时,Cv值越大,频率曲线越陡;反之,Cv值越小,频率曲线越平缓。Cs为偏差系数,用来反映分布是否对称的特征,它表征分布的不对称程度。当x 和Cv值固定时,增大Cs,频率曲线上段变陡,下段变平,中部向下。 4. 简述推理公式法的基本原理和基本假定
答:基本原理:推理公式是从成因概念出发,认为降落在流域上的暴雨经过产流和汇流,按等流时线的原理,形成流域出口的最大流量。基本假定:①设计暴雨及损失时空分布均匀;②暴雨、洪水同频率;③汇流遵循等流时线原理。
5.设计洪水和设计年径流频率计算的主要异同点是什么?
答:二者的主要共同点是都要对资料进行“三性”审查,然后在经验频率计算的基础上用适线法确定理论频率曲线。主要不同点是:①设计洪水按年最大值法选样,年径流计算一般无此问题;②设计洪水频率计算时一般都有特大洪水加入,因此要对特大洪水进行处理,设计年径流计算一般无此问题;③校核洪水可能需要加安全修正值,设计年径流计算则不需要。 6. 从哪几方面分析论证设计洪水成果的合理性?
从水量平衡原理、雨洪径流形成规律、水文现象随时间和地区的变化规律、各种因素对洪水的影响、统计参数的变化规律、与国内外发生的大洪水进行对比等
7. 何谓经验频率?经验频率曲线如何绘制?在频率计算中,为什么要给经验频率曲线选配一条“理论”频率曲线?
是用实测资料计算的,因之称为经验频率。将及其相应的经验频率点绘在频率格纸上,并通过点群中间目估绘出一条光滑曲线,即得该系列经验频率曲线。
因为样本系列一般比较短,当设计标准很稀遇的情况下,在经验频率曲线上就查不到设计值,必须将经验频率曲线外延,为避免外延的任意性,给经验频率曲线选配一条理论频率曲线,将是一种比较好的方法。其次,一个国家用同一个线型,还便于地区之间的参数比较,也便于参数的归纳和分析。 8. 典型洪水放大有哪几种方法?它们各有什么优缺点?
典型洪水放大有同倍比法和同频率法两种。同倍比法又有按洪峰倍比和按某一历时洪量的倍比之分,该方法简单,计算工作量小,但按峰放大和按量放大结果不同,按峰放大,放大后的洪峰等于设计洪峰,但洪量就不一定等于设计洪量。同频率法能使放大后的过程线,洪峰等于设计洪峰,各历时洪量都等于相应的设计洪量,但计算工作量较大,如控制时段过多,放大后的洪水过程线变形较大。 10. 何谓自然界的水文循环?产生水文循环的原因是什么?
答:地球上的广大水体,在太阳的辐射作用下,被蒸发成水汽,随风向各处输送,并在适当的气象条件下,成云致雨,降落在地面或海洋上,前者又形成地面、地下径流,回归大海。地球上这种蒸发—水汽输送—降水—径流—再蒸发??的循环过程,称水文循环。形成水文循环的原因,可分为两个方面:一是水具有固、液、气三态转化的特性;再是太阳辐射和重力作用。 11. 形成降水的充分必要条件是什么?
答:(1)充足的水汽供应;(2)强烈持续的空气上升动力冷却。 12. 为什么我国的年降水量从东南沿海向西北内陆递减?
因为降水是水文循环过程中输送的水汽在适当的条件下形成的,而这些水汽主要来自海洋的蒸发,在向内陆的输送中,距离海洋愈近,水汽愈丰沛,形成降水的条件愈有利,所以降水丰沛;水汽输送途中,随着不断的降水,气流中的水汽不断减少,形成降水的条件愈来愈不利,使西北内陆的降水量也就逐渐减少。 13. 写出某闭合流域的年水量平衡方程式,并说明各符号的物理意义。
答:某闭合流域的年水量平衡方程式为:R=P-E-ΔS式中:R 为流域的年径流量,mm; P 为流域的年降水量,mm ;E 为流域的年蒸发量, mm ;ΔS 为流域的年末、年初蓄水量之差,称年蓄水变量,mm。
14. 影响土壤下渗的因素主要有哪些?
答:影响土壤下渗的因素主要有:土壤地质性质、降雨、植被、流域地形及人类活动因素。 15. 何谓水文统计?它在工程水文中一般解决什么问题?
对水文学中常用的数理统计方法有时就叫水文统计法。水文统计的任务就是研究和分析水文随机现象的统计变化特性,并以此为基础对水文现象未来可能的长期变化作出在概率意义下的定量预估,以满足水利水电工程的规划、设计、施工以及运营期间的需要。 16. 为什么在水文计算中广泛采用配线法?
答:广泛采用配线法的理由是:(1)用经验频率公式(数学期望公式)估算实测值频率,它在数理统计理论上有一定的依据,故可将经验频率点作为配线的依据;(2)现行配线法有一套简便可行的计算方法。 17. 何谓相关分析?如何分析两变量是否存在相关关系?怎样进行水文相关分析?它在水文上解决哪些问题?
答:按数理统计方法建立依变量和自变量间近似关系或平均关系,称为相关分析。变量间是否存在相关关系,首先应从物理成因上分析,看变量之间是否确有成因关系,并把变量间的对应观测值点在坐标纸上,观察点群的密集程度进行判断,也可计算出相关系数,通过相关系数的大小和检验判断。
相关分析步骤:(1)从成因上分析影响倚变量的主要因素,并结合实际选择相关变量;(2)建立相关方程(或相关图);(3)检验相关的密切程度和可靠性;(4)当相关密切及关系可靠时,其相关方程(或相关图)即可付诸使用。相关分析一般用于插补和延展水文系列及建立水文预报方案。 18. 什么叫设计洪水,设计洪水包括哪三个要素?
答: 符合设计标准要求的洪水称为设计洪水。设计洪水三要素包括:设计洪峰流量、设计洪水总量和设计洪水过程线。
19. 推求设计洪水有哪几种途径?
答:根据资料的不同,推求设计洪水的途径有:由流量资料推求设计洪水;由暴雨资料推求设计洪水。对于小流域,还可用推理公式法、地区经验公式法等。 20. 推求设计洪水有哪几种途径?
答:特大洪水是指稀遇的量级很大的实测洪水或历史调查洪水,其重现期需要通过历史洪水调查确定。特大洪水处理主要是特大洪水加入洪水统计系列后,使之成为不连续样本,在此情况下一般采用独立样本法或统一样本法计算洪水的经验频率,经验频率确定后,则可用包含特大洪水的矩法公式或三点法计算统计参数,用适线法推求理论频率曲线及设计洪水。 计算题
1.某河某站有24 年实测径流资料,经频率计算已求得理论频率曲线为P-Ⅲ型,年径流深均值R=667mm,Cv=0.32,Cs=2.0Cv,试结合下表求十年一遇枯水年和十年一遇丰水年的年径流深各为多少? 解:Cs=2.0Cv=2.0×0.32=0.64, R=667mm查附表 Ф10%=1.33 Ф90%=-0.19 K10%=(1.33×0.32+1)=1.4256 K90%=(-0.19×0.32+1)=0.9392 X10%=1.4256×667=950.0mm X90%=0.9392×667=626.4mm
2. 某水库坝址处有1954 年至1984 年实测年最大洪峰流量资料,其中最大的四年洪峰流量依次为:15080m3/s,9670m3/s,8320m3/s 和7780m3/s。此外,调查到1924 年发生过一次洪峰流量为16500m3/s 的大洪水,是1883 年以来最大的一次洪水,且1883 年至1953 年间其余洪水的洪峰流量均在10000m3/s 以下,试考虑特大洪水处理,用独立样本法和统一样本法分别推求上述五项洪峰流量的经验频率。 解:考证期系列长度 N=1984-1883+1=102(年) 实测系列长度 n=1984-1954+1=31 (年)
3. 、某水库坝址处有1960~1992 年实测洪水资料,其中最大的两年洪峰流量为1480m3/s、1250 m3/s。此外洪水资料如下:(1)经实地洪水调查,1935 年曾发生过流量为5100 m3/s的大洪水,1896 年曾发生过流量为4800 m3/s的大洪水,依次为近150 年以来的两次最大的洪水。(2)经文献考证,1802 年曾发生过流量为6500 m3/s的大洪水,为近200 年以来的最大一次洪水。根据下表形式,试用统一样本法推求上述5 项洪峰流量的经验频率。
4. 已求得某流域百年一遇的一、三、七日设计面暴雨量分别为336mm、560mm 和690mm,并选定典型暴雨过程如下表,试用同频率控制放大法推求该流域百年一遇的设计暴雨过程。
5. 已知x 系列为90、100、110, y 系列为5、10、15,试用无偏估值公式计算并比较两系列的绝对离散程度和相对离散程序?
6. 已知设计流域百年一遇3 天洪量为0.85 亿m3,选择的典型洪水过程线如下表,求百年一遇设计洪水过程线。