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水文业务知识资料--其它相关基础知识

湖南水文 发布时间: 2016-01-02 【字体:

  14.1 为制定一个地区(或流域)水文测站总体布局而进行的水文站网规划,其基本内容有: 进行水位分区;确定站网密度;选定布站位置;拟定设站年限;各类站网的协调配套;编制经费预算,制定实施方案。水文站网规划的主要原则是根据需要和可能,遮掩于依靠站网的结构,发挥站网的整体功能,提高站网产生的社会效益和经济效益。(基本站网的布设原则是: 以最经济、合理的站数,控制水文要素的变化规律。)

  14.2 按目的和作用,水文测站分为基本站、实验站、专用站和辅助站。按观测项目,水文测站可分为水文站、水位站、雨量站、蒸发站等。天然河道上的流量站,根据控制面积大小和作用,分为大河控制站、区域代表站和小河站。

  14.3 各水情站在测报工作中应当力争做到: 四随(随测算、随发报、随整理、随分析)和四不(不错报、不迟报、不缺报、不漏报)。水情测站测报时间均以北京时间,即东经120°标准时为准。水情报电码中规定有指示组(表面此次电报属特殊水情或特殊内容;固定列在电报首位,即站码之前。凡用指示组发报的电报必须单独派拍发。)、标志组(表面某一组或数组电码的内容,列在所要表示的电码之前。)、标志三种固定符号和字码。凡一个站需同时列几种水情时,应按降水量、水情、沙情、冰情的顺序在同一电报内依次列报。降水量拍报包括降水量电报、暴雨加报电报、山洪电报和雹情电报四种。水情拍报电码格式分为: 江河水情电报、闸坝水情电报、水库湖泊水情电报、潮水位电报,旬、月水文特征值电报和特殊水情电报六种。水情站拍报的水位,均以基本水尺水位为准。沙情电报分为含沙量电报和旬、月输沙总量电报两种。

  14.4 广义的水资源保护包括: 防止水质污染、保护水质、防止水源枯竭、稳定江河基流、防止水流阻塞,保证河道畅通、防止水土流失,加强水土保持。狭义的水资源保护,系指在管理工作种的水质保护以及水利部门承担的水环境保护工作。

  14.5 用水管理一般可分为宏观、中观、微观三个层次。水资源规划、计划、调度和分配。属于宏观层次,即水资源管理。水利供水工程和城市公共供水企业对水的经营管理,属于中观层次,即供水管理;工农业用水户对自身用水纳入生产管理的内容,属于微观层次,即生产用水管理。水资源管理的总任务,时从宏观上调控水资源的配置,即水资源的开发利用和调度分配问题。水资源管理包括动态管理、权属管理、监督管理。

  14.6 单位线的基本假定: 流域下垫面因素不变,即单位线的形状不变;单位线的倍比假定,适用与倍比原则;单位线的线性叠加假定。适用于线性叠加。即把流域汇流看成是一个线性时不变系统。推求单位线的方法有: 列表分析法、斜线图解法,试错法。

  14.7 按照单位线线性时不变的假定分析的单位线应是不变的,但由于非线性的影响,实际上用各次雨洪资料求得的单位线差异很大,产生这种现象的原因是: 流域汇流存在非线性线性;各次降雨径流在流域空间的分布不同;各次洪水径流的水源组成不同。

  14.8 流量间测的目的: 在取得多年实测流量资料以后,如经分析证明已建立的水位流量关系比较稳定,并能满足推算逐日流量和各种径流特征值的要求。则可以采取流量间测。以腾出一定的人力和仪器设备等,更好更多的开展新站的水文测验和实验研究各项工作。

  14.9 产生洪水波变形的原因有: 洪水波本身的水力特性;河道特性;区间来水影响。洪水波变形有展开和扭曲两种。洪水波分为运动波、扩散波、重力波、动力波(多存于北方的平原河流)。天然河道中一般可以简单的认为是扩散波。

  14.10 河道流量演算是没有预见期的,主要作用有: 用于河系连续预报;用于推求区间入流过程。

  14.11 影响产流的主要因素有: 流域自然地理及水位地质方面的因素又称下垫面因素;降雨蒸发、土壤前期湿润情况及地下水埋深等。当降雨量与降雨历时都相同而雨型不同时,产流量也不相同。一般先降小雨后降大雨的雨型比降大雨后降小雨的产流量大。由降雨量推求径流量的途径主要有: 降雨径流经验相关图法(根据实测次雨洪资料,用次降雨和相应产生的次径流量,以及影响它们的主要因素位参数建立起来的一种相关图)下渗曲线法;模拟流域产流规律的产流数学模型。

  14.12 蓄满产流模型: 蓄满是指包气带土层的含水量达到田间持水量。降雨时,在包气带土层未蓄满前,降雨全部填充土层,蓄满后,降雨全部成为径流,其中雨强大于地表下渗率的部分成为地面径流,渗入土层成为自由水的部分在重力作用下以壤中流的形式回归河槽,这种产流模型,称为蓄满产流模型。

  14.13 水库入流量主要有水库上游来水量;水库周边地区区间上的来水量;直接降落在水库表面的径流。推求区间来水量的方法目前常用以下几种: 区间入流系数法;指示流域法;水量平衡方程式法。调洪演算有以下几种方法: 试算法;半图解法;图解法。常用的中、长期预报方法有以下几类: 天气学方法;非大气因子方法;数理统计法(历史演算法、周期分析法、平稳时间序列法、回归分析法等)

  14.14 液体的主要物理力学性质: 惯性、质量与密度; 万有引力特性、重力与容重(单位体积内所具有的重量);粘滞性;(引起液体能力损失的根源)压缩性;表面张力特性。

  14.15 水文现象的特点: 时程上的周期性与随机性;地区上的相似性与特殊性。研究水文现象的方法: 统计分析法、成因分析法、地理综合法。

  14.16 我国水资源情况: 多年平均降水量628mm、年径流量约2.65万亿立方米占全球7%;水资源总量2.8万亿立方米。

  14.17 地球上的水受太阳热,而蒸发升空后,随气流运行,遇冷凝成降水回落地面。部分又蒸发,其余受重力作用而形成径流汇归海洋、或渗入地下。地下水部分蒸发,另一部分最终也经河道回归海洋,这种周而复始的水分运行交替的过程称为水分循环。形成水分循环的原因分外因(三态水的转换)和内因(太阳辐射和地心引力)。水分循环包括大循环(海-陆-海)、小循环(海-海、陆-陆)和内陆循环(在内陆部分径流,其余蒸发)三种。

  14.18 我国水分循环的路径: 我国水汽主要来自太平洋,由东南季风和热带风暴,将大量水汽输向内陆形成降水,雨量自东南沿海向西北递减,而径流则自西向东及自北向南注入太平洋。其次是印度洋水汽随西南季风进入我国西南、中南、华北以至河套地带。成为夏秋季降水的主要源泉之一。径流部分自西南一些河流注入印度洋,另一部分流入太平洋。

  14.19 水面横比降产生的原因: 地转偏向力、惯性离心力洪水涨落变化。

  14.20 径流计量单位: 径流总量: 某时段内通过断面的总水量(m3)。径流模数: 单位面积上的流量。径流深: 某时段内的径流总量平铺在流域上所得水深。径流系数: 流域某时段内的径流深与形成此径流的流域平均降水量的比值。径流变率: 某年的年平均流量与多年平均流量的比值。

  14.21 降水的类型: 气旋雨【包括锋面雨(冷锋雨: 强度大、历时短、面积小;暖锋雨)和非锋面雨】地形雨(迎风坡);对流雨(多发生在局部地区,强度大、历时短、面积小)台风雨。影响降水的因素: 地理位置;气旋及台风途径;地形;森林及水体;人类活动。雨量插补方法: 算术平均法、比例法、等值线法。

  14.22 土壤水分常数: 最大吸湿量: 在饱和空气中,土壤能吸收的最大水汽量。最大分子持水量: 指土粒分子力所能结合水分的最大量。凋萎含水量: 植物无法从土中吸收水分而枯死时的土壤含水量。毛管断裂含水量: 毛管悬着水的连续状态开始破坏会时的含水量。田间持水量: 无过剩重力水时,土壤所能保持的最大毛管选着水量。饱和含水量: 土壤中所以孔隙全部为水充填时的含水量。

  14.23 下渗特征值: 下渗率(强度): 单位时间内从地表渗入地下的水深。下渗能力: 充分供水条件下的下渗率。稳定下渗率: 土壤含水量达到田间持水量时的下渗率。下渗总量: 在一定时间内下渗至土壤的总水深。下渗的物理过程分为渗润、渗漏、渗透三个阶段。影响下渗的因素: 土壤特性、降雨特性、流域地面情况和人类活动。

  14.24 影响水面蒸发的因素有: 饱和差(饱和差大蒸发大)、风速、温度、气压(正比)、水质与水面情况(浑水大、小面积大、平静水面较有波浪的水面蒸发小、水含盐时蒸发大)。影响土壤蒸发的因素有: 土壤含水量、地下水位、土壤结构、土壤色泽、地下及地面特性。

  14.25 河川径流包括地面径流、壤中流和地下径流三部分。三种成分汇流速度依次减小。三种径流成分的比重决定于流域植被、土层厚度、地下构造等。地面径流形成有四个阶段: 降雨阶段、蓄渗阶段、地面汇流阶段、河网汇流阶段。壤中流主要影响退水,使退水过程长。地下径流由潜水和层间水补给,潜水主要来源于大气降水和冰雪融水的下渗补给,层间水填充在两个隔水层之间。

  14.26 流域汇流包括坡面汇流和河网汇流两个阶段。影响流域汇流的因素有: 降雨空间分布、降雨强度、地表覆盖、流域形状地形及水系排列。

  14.27 河流出现较小流量,并经历一段较长的时间,这段时间的河川径流称为枯水。影响枯水的主要因素有: 枯水前期降雨情况、流域的地质和水文地质条件、流域及河流因素、流域内植被及湖泊分布。

  14.28 径流的年内分配的涵义是一年内河流总水量在各个月份分别是多少。水文年一般是按照洪、枯水期在一年内周期变化的特点来划分的,它是从稳定的地下补给转为地面补给逐渐增加时起,至枯水期结束为止的全年过程。我国径流年内变化的主要特点是: 每年至少有一个洪水期和枯水期。因为我国属于季风气候区。夏秋季节降水集中,出现洪水期。洪水期径流总量约占年径流总量的70%90%。冬、春干旱少雨而形成枯水期,枯水期径流总量只占年径流总量的10%30%

  14.29 径流的多年变化特征简称径流的年际变化。它包括径流的年际的变化和多年变化过程。年际变幅常用年径流变差系数Cv及实测最大年平均流量与实测最小年平均流量的比值,即年际极值来表示。我国的Cv值有从东南向西北递增的趋势。我国径流年际变化的特征: 在多年期间,年径流有丰水年但和枯水年组交替出现。各年的年径流过程不会重复出现。相邻流域丰、枯水同步出现,即相邻流域特别是中等河流,当气象条件一致时,年径流的多年变化存在着同步性。南方河流和北方河流丰、枯水年异步出现。

  14.30 河流泥沙的来源有: 河流的水土流失(表面侵蚀)【包括层状侵蚀、沟状侵蚀、陷穴侵蚀、滑坡和崩坍】河槽冲刷【包括底蚀和向源侵蚀、侧向侵蚀】泥石流。影响河流泥沙的包括: 流域自然地理特征、降雨特性、人类活动。

  14.31 泥沙的粒径包括: 等容粒径【用泥沙颗粒容积相等的球体直径来表示泥沙的粒径】平均粒径【直接测量出的泥沙粒径】筛孔粒径;沉降粒径【通过沙粒在静水中的沉降速度,按粒径和沉速的关系换算成粒径】。

  14.32 水文计算需要解决的问题: 各种特征值的数值大小,特征值在时间上的分布特征值在地区上的分布。

  14.33 各特征值对频率曲线的影响: CvCs不变,改变均值大小,曲线沿纵坐标作上下平行移动。均值、Cs不变, Cv越大曲线越陡。Cv、均值不变,Cs越大,曲线上部越陡,下部变平缓。

  14.44 流量测验误差可分为随机误差、未定系统误差、已定系统误差和伪误差。随机误差,应按正态分布,采用置信水平为95%的 随机不确定度描述。未定系统误差,应采用置信水平不低于95%的系统不确定度描述。已定系统误差应进行修正。含有伪误差的测量成果必须剔除。不确定度的数值应以百分数表示。

  14.45 当采用流速仪法测流并采用平均分割法计算流量时,其误差包括: 测深误差和测宽误差【由观读的随机误差和仪器本身的未定系统误差组成。】流速仪检定误差【由检定的随机误差和仪器本身在测量中所造成的未定系统误差组成】由测点有限历时导致的误差【I型】由测速垂线测点数目不足导致的垂线平均流速计算误差【II型】由测速垂线数目不足导致的误差【III型】。I型误差应为随机误差,II型及III型误差由随机误差和未定系统误差组成。

   


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