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第8章答案_由暴雨资料推求设计洪水

23、答:在适当地点适当时间选定的地面露点值所对应的可降水量能反映暴雨期间输入雨区水汽量的多少,这个地面露点值称为暴雨代表性露点。
选取代表性露点的方法:在暖湿空气的入流方向大暴雨区边缘选取几个测站(一般4~5个),并取群站露点的平均值;每个测站代表性地面露点的选取,是包括最大24h暴雨期及前24h共48h内选取的持续12h最高露点值。
30. 24℃
31.(1)通过暴雨径流查算图表(或水文手册)查算统计历时的设计暴雨量,(2)通过暴雨公式将统计历时的设计雨量转化为任一历时的设计雨量
㈡选择题
1.[c]2.[c]3.[a]4.[b]5. [a]6. [d]7. [d]8. [c]
9. [b]10.[d]11.[c]12.[a]13.[b]14.[b]15.[b]16.[d]
25、答:原则上是典型暴雨发生地区与设计流域处于同一气象条件一致区,其间没有特别高大的山脉相隔,具体条件是:①移植距离不宜太远,一般移置范围在10个纬距之内;②地形条件不宜相差太大,两地高程相差一般不宜超过700~1000m;③暴雨气候特征相似;④形成典型暴雨的环流形势与天气系统应在设计流域也曾出现或有可能出现。移植暴雨法的方法步骤是:①查明拟移置暴雨发生的时间,地点及天气成因,等雨量线图,天气图;②由天气条件初步拟定一致区;③考虑地形、地理条件限制确定移置界限;④放大典型暴雨;⑤移置改正。
17.[b]18.[d]19.[d]20.[c]21.[d]22.[b]23.[a]24.[b]
25.[b]26.[c]27.[a]28.[c]29.[b]
㈢判断题
1.[T]2.[F]3.[F]4.[F]5. [T]6. [F]7. [T]8. [T]
9. [T]10.[T]11.[T]12.[T]13.[T]14.[T]15.[F]16.[T]
7、答:可从以下几个方面检查设计暴雨计算成果的正确性:(1)检查统计参数,设计暴雨历时越长,均值 增大,CV变小,某一历时的设计值 增大;(2) 把各统计历时的暴雨频率曲线绘在一张图上进行对比分析,不能相交,间距合理;(3)与实测大暴雨或邻近地区以及世界最大暴雨记录进行分析比较,检查其稀遇程度。
8、答:定点指流域中心点或其附近有长系列点雨量资料的雨量站, 定面是把流域作为固定面,建立固定点雨量和固定面雨量之间的关系,称定点定面关系。对于一次暴雨某种时段的固定点雨量,有一个相应的面雨量,在定点定面条件下,点面折减系数为: 。式中,xF、x0分别为某种时段固定面和固定点的暴雨量。有了若干次某时段暴雨量,则可有若干个α值,取其平均值,作为设计计算用的点面折减系数。同样的方法,可求得不同时段的点面折减系数。
8.算术平均法
9.泰森多边形法
10.流域上雨量站分布均匀,即各雨量站面积权重相同
11.适线
12.暴雨定点定面关系,暴雨动点动面关系
13.实测大暴雨
14.水汽因子,动力因子
15.大,小
16.设计的前期影响雨量Pa,p,降雨径流关系
17. Wm折算法,扩展暴雨系列法,同频率法
18.在现代气候条件下,一个特定流域一定历时的理论最大降水量
26、答:①选择典型暴雨,并计算其平均雨量P典;②计算当地典型暴雨的和可能最大暴雨的可降水量W典、Wm;③进行水汽放大,得可能最大暴雨 。式中W典由选取的代表性露点td,代查表得;Wm由选取的td,m查表得。
17、答:因流域面积小,忽略暴雨在地区上分布的不均匀性,可以把流域中心的点雨量作为流域面雨量,无需考虑点面雨量折算。
根据地区的雨量观测资料,独立地选取不同历时最大暴雨量进行统计,并转换为不同频率的平均暴雨强度~历时曲线,表达式为: 或
式中:t为暴雨历时(h);i为历时为t、频率为P的最大平均暴雨强度,(mm/h);SP为雨力,(mm/h);n为暴雨衰减指数;d为检验参数。
5、答:特大值处理的关键是确定重现期。由于历史暴雨无法直接考证,特大暴雨的重现期只能通过小河洪水调查,并结合当地历史文献有关灾情资料的记载分析估计。一般认为,当流域面积较小时,流域平均雨量的重现期与相应洪水的重现期相近。
6、答:“动点动面暴雨点面关系”包含了三个假定:①假定设计暴雨的中心一定发生在流域中心; ②假定设计暴雨的点面关系符合平均的点面关系;③假定流域周界与设计暴雨的某一等雨深线相重合。
15、答:全面汇流的洪峰流量推理公式
部分汇流的洪峰流量推理公式
式中:F为流域面积(km2); 为一定时段内的最大平均雨强(mm/h),对于全面汇流,时段为流域汇流时间,对于部分汇流,时段为净雨历时; 为平均下渗强度(mm/h);K为单位换算系数(k=0.278);F0为净雨历时间的最大共时径流面积(km2)。
12、答:典型暴雨过程的放大方法与设计洪水的典型过程放大计算基本相同,一般均采用同频率放大法。例如设计历时为7天,以1天,3天作为控制历时,其放大倍比的计算式为:
最大1天:
最大3天中其余2天:
最大7天中其余4天:
式中, -分别为1d、3d、7d设计暴雨量(mm);
-分别为1d、3d、7d典型暴雨量(mm)。
10、答:(1)用公式: 逐日计算,式中 , 分别为第t+1天、第t天的前期影响雨量;Pt为第t天的降雨量; 为流域蓄水容量,K为折减系数。(2)按公式: = +Pt-Rt-Et逐日计算。式中Rt为Pt产生的径流量,Et为第t天的流域蒸散发量。方法(1)不需要逐日蒸发、径流资料,计算简便,但精度不高。方法(2)计算精度较高,但需要逐日蒸发、径流资料,计算较繁。
14、答:图解交点法不需试算,根据推理公式
通过计算作图求解。该法是对式(2-8-4)、(2-8-5)和(2-8-6)分别作曲线Qmτ及τQm,点绘在一张图上,如下图所示。两线交点的读数显然同时满足式(2-8-4)、(2-8-5)和(2-8-6),因此交点读数Qm、τ即为该方程组的解。
图2-8-1交点法推求洪峰流量示意图
9、答:在缺乏暴雨资料的流域上,常以动点动面暴雨点面关系代替定点定面关系。这种关系是按照各次暴雨的中心与暴雨等值线图计算求得,因各次暴雨的中心和暴雨分布都不尽相同,所以称为动点动面关系。分析动点动面关系的方法是:①在一个水文分区内选择若干次大暴雨资料;②绘出各场暴雨各种历时的暴雨等雨深线图;③作出各场暴雨的点面关系; ④取各场暴雨点面关系的平均线作为该区综合的点面关系线。
24、答:(1)移植典型特大暴雨法:①移植可能性分析;从邻近地区选择特大暴雨典型;②气象因子极大化,放大典型暴雨得当地PMP;③移植改正,将那里的PMP移至设计流域。
(2)应用可能最大暴雨图集推求,方法步骤为:①查得流域中心可能最大24h点雨量 ;②查PMP时面深(T~F~α)关系图,求得各时段流域可能最大暴雨折算系数α;③计算相应时段的可能最大面暴雨量 。
第八章 由暴雨资料推求设计洪水
一、概 念 题
(一)填空题
1.设计洪水
2. 流域中心点雨量与相应的流域面雨量之间的关系,设计面雨量
3.同频率
4.同频率法
5.从经验频率点据偏离频率曲线的程度、模比系数K、暴雨量级、重现期等分析判断
6.推求设计暴雨,推求设计净雨,推求设计洪水
7.邻站直接借用法,邻近各站平均值插补法,等值线图插补法,暴雨移植法,暴雨与洪水峰或量相关法
目前水利部门广泛应用的是第一种形式。
22、答:可降水量是指垂直空气柱中的全部水汽凝结后在气柱底面上所形成的液态水深度,称为可降水量。计算方法有:①若是有各高度层的比湿实测资料,可直接用公式 计算;式中,q为比湿, 为分层气压厚度。②间接计算:确定地面露点值,并化算为1000hPa露点值;以露点值查表计算 ,其中 , 分别为海平面至水汽顶界和地面高度可降水。
2、答: 洪水与暴雨同频率,即某一频率的暴雨,就产生某一频率的洪水。如百年一遇的暴雨,就产生百年一遇的洪水。
3、答:由暴雨资料推求设计洪水的方法步骤是:①暴雨选样;②推求设计暴雨;③推求设计净雨;④推求设计洪水过程线
4、答:判断大暴雨资料是否属于特大值,一般可从经验频率点据偏离频率曲线的程度、模比系数K的大小、暴雨量级在地区上是否很突出,以及论证暴雨的重现期等方面进行分析判断。
16、答:流域设计洪水总量可由设计净雨来推求,一般用24小时的设计净雨乘以流域面积得出,即
式中:Wp为设计洪水总量,万m3;hp为设计净雨量,mm;F为流域面积(km2)。
小流域设计洪水过程线一般用概化过程线法推求。概化过程线有三角形,五边形和综合概化过程线。若概化过程线为三角形,则设计洪水过程线的峰为Qp,量为Wp,则底宽T=2Qp/Wp。
18、答:推理公式法计算设计洪峰流量流程如下图:
图2-8-2推理公式法计算设计洪峰流量流程图
19、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。
13、答:推理公式法是基于暴雨形成洪水的基本原理推求设计洪水的一种方法。
推理公式法计算设计洪峰流量是联解如下一组方程
便可求得设计洪峰流量Qm,及相应的流域汇流时间τ。
计算中涉及三类共7个参数,即流域特征参数F、L、J;暴雨特征参数SP、n;产汇流参数μ、m。为了推求设计洪峰值,首先需要根据资料情况分别确定有关参数。对于没有任何观测资料的流域,需查有关图集。从公式可知,洪峰流量Qm和汇流时间τ互为隐函数,而根据净雨历时tc与流域汇流时间τ的大小不同,流域汇流又分为全面汇流和部分汇流,因而需要试算法。试算方法是:① 通过对设计流域调查了解,结合水文手册及流域地形图,确定流域的几何特征值F、L、J,设计暴雨的统计参数(均值、CV、Cs/CV)及暴雨公式中的参数n(或n1、n2),损失参数μ及汇流参数m。② 计算设计暴雨的Sp、xTP,进而由损失参数μ计算设计净雨历时tc。③ 将F、L、J、tc、m代入式(2-8-1)、(2-8-2)和(2-8-3),其中仅剩下Qm、τ未知,故可求解。④ 用试算法求解。先设一个Qm,代入式(2-8-3)得到一个相应的τ,将它与tc比较,判断属于何种汇流情况,再将该τ值代入式(2-8-1)或式(2-8-2),又求得一个Qm,若与假设的一致(误差不超过1%),则该Qm及τ即为所求;否则,另设Qm仿以上步骤试算,直到两式都能共同满足为止。
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