水文学复习题作业题及答案Word文件下载.docx
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②在南北回归线之间的热带海区，水温最高，水温水平梯度较小，等温线较疏。
而在南北回归线以外的海区等温线变密，水平梯度增大，到南北纬40°
-50°
水温水平梯度达最大值；
南北纬40°
以外地区，等温线又变疏，水温水平梯度又减小。
③大洋东西两侧，水温分布有明显差异。
a.在大洋西侧寒暖流交汇处，等温线特别密集，水温水平梯度极大，其中以北大西洋墨西哥湾暖流与拉布拉多寒流之间最为明显；
b.在大洋东侧等温线较疏，水平梯度较小，在北大西洋因墨西哥湾暖流势力特别强大，故使大洋东侧高纬区水温高于大洋西侧。
c.在低纬海区，大洋西侧水温高于东侧温度。
④夏季大洋表面水温普遍高于冬季，可是水温水平梯度则是冬季大于夏季，这与太阳高度和日照时间有密切关系。
（3）海水温度的垂直分布特点：
大洋水温的垂直分布，从海面向海底呈不均匀递减的趋势。
3、湖泊水温垂直分布有何特点？
①当湖水温度随水深的增加而降低时，即水温梯度成负值时，将出现上层水温高，下层水温低，但不低于4℃，这种水温的垂直分布，称为正温层；
②当湖温随水深的增加而升高时，即水温垂直梯度成正值时，将出现上层水温低，下层水温高，但不高于4℃。
这种水温的垂直分布，称为逆温层；
③当湖温上下层一致，即水温垂直梯度等于零时，将出现上下层水温完全相同，这种水温的垂直分布，成同温状态。
（同温层，4℃）
4、世界大洋表面密度的分布规律性如何？
（水平、垂直）
从热赤道向高纬递增，在南半球三大洋中密度分布呈地带性；
（赤道地区由于温度很高，盐度较低；
亚热带海区盐度虽然很高，但温度也很高，所以密度仍然不大；
极地海区由于温度很低，所以密度最大；
在三大洋的南极海区，密度均很大。
）
第二节地球上水的化学性质
5、天然水中的各种物质按性质分为哪几类？
天然水中各种物质按性质通常分为三大类：
①悬浮物质：
粒径大于100纳米的物质颗粒，在水中呈悬浮状态。
②胶体物质：
粒径为100—1纳米的多分子聚合体
③溶解物质：
粒径小于1纳米的物质，在水中成分子或离子的溶解状态。
6、天然水按矿化度可分为哪几类？
根据矿化度大小，可将天然水（湖水、地下水）分为五类：
①低矿化（淡水）：
矿化度<
1
②弱矿化（微咸水）：
矿化度1-24
③中度矿化（咸水）：
矿化度24-35
④强矿化（盐水）：
矿化度35-50
⑤高矿化（卤水）：
矿化度>
50
7、随着矿化度的增加，地下水中阴、阳离子成分如何变化？
①低矿化度的水（淡水）常以重碳酸根离子为主要成分
②中等矿化度的水常以硫酸根离子为主要成分
③高矿化度的水常以氯离子为主要成分
5、天然水中的八大离子是什么？
（是天然水中形成各种盐类的主要离子）
K+（钾离子）、Na+（钠离子）、Ca2+（钙离子）、Mg2+（镁离子）、
Cl—（氯离子）、HCO3－（碳酸氢根离子）、SO42－（硫酸根离子）、
CO32－（碳酸根离子）
6、何谓“海水组成的恒定性”？
海水主要化学元素为：
氯Cl、钠Na、镁Mg、硫S、钙Ca、钾K、溴Br、碳C、锶Sr、硼B、硅Si、氟F等12种，其含量约占全部海水化学元素含量的99.8—99.9％，海水化学元素最大特点之一是上述12种主要离子浓度之间的比例几乎不变。
第2章地球上的水循环
第一节水循环概述第二节水量平衡
8、形成水循环的内因和外因是什么？
（1）内因：
水的物理性质，在常温常压条件下液态、气态、固态三相变化的特性是水循环的前提条件。
（2）外因：
太阳辐射与重力作用，是水循环的基本动力。
9、说明水循环与水资源开发利用的关系。
①水是人类赖以生存、发展的宝贵资源，是廉价、清洁的能源，是农业的命脉、工业的血液和运输的大动脉。
它与其它自然资源相比较主要不同点是水资源具有再生性和可以永继利用的特点。
②水资源的再生性和可以永继利用不能理解为“取之不尽，用之不竭”。
水资源永继利用是以水资源开发利用后能获得补充、更新为条件的。
更新速度和补给量要受到水循环的强度、循环周期的长短的制约，一旦水资源开发强度超过地区水循环更新速度或者遭受严重的污染，那么就会面临水资源不足，甚至枯竭的严重局面。
③对于特定地区而言，可开发利用的水资源量是有限的。
必须重视水资源的合理利用与保护。
只有在开发利用强度不超过地区水循环更新速度以及控制水污染的条件下，水资源才能不断获得更新，才能永继利用。
10、分析水循环的作用与效应。
水循环作为地球上最基本的物质大循环和最活跃的自然现象，它深刻地影响着全球地理环境，影响生态平衡，影响水资源的开发利用。
对自然界的水文过程来说，水循环是千变万化的水文现象的根源。
8、何谓水循环？
水循环是指地球上各种形态的水，在太阳辐射、地心引力等作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗以及径流等环节，不断地发生相态转换和周而复始运动的过程。
9、何谓大循环、小循环？
（1）大循环：
发生于全球海洋与陆地之间的水分交换过程，由于广及全球，故名大循环，又称外循环。
（2）小循环：
是指发生于海洋与大气之间，或陆地与大气之间的水分交换过程。
小循环又称内部循环。
10、何谓水量平衡？
写出通用水量平衡方程，并说明各符号的含义。
（1）水量平衡：
是指任意选择的区域（或水体），在任意时段内，其收入的水量与支出的水量之间差额必等于该时段区域（或水体）内蓄水的变化量，即水在循环过程中，从总体上说收支平衡。
（即收入的水量－支出的水量=蓄水的变化量）
（2）水量平衡方程式的通式（水量平衡的基本表达式）：
I－Q=
I为水量收入项；
Q为水量支出项
第3节蒸发第四节水汽扩散与输送
11、因蒸发面不同可把蒸发分为哪几类？
水面蒸发、土壤蒸发、植物散发
12、土壤的干化过程分为哪几个阶段？
据土壤供水条件的差别以及蒸发率的变化，可划分为三个阶段：
①定常蒸发率阶段
在充分供水条件下，水通过毛管作用，源源不断地输送到土壤表层供蒸发之用，蒸发快速进行，蒸发率相对稳定，其蒸发量等于或近似于相同气象条件下的水面蒸发，在此阶段，土壤蒸发主要受气象条件的影响。
②蒸发率下降阶段
由于蒸发不断耗水，土壤中的水逐渐减少，当降到某一临界值W田以后（其值相当于土壤田间持水量，A），土壤的供水能力，不能满足蒸发需要，蒸发率将随着土壤含水量的减少而减小，于是土壤蒸发进入蒸发率明显下降阶段。
③蒸发率微弱阶段
当土壤含水量逐步降低到第二个临界点W凋（其值相当于植物无法从土壤中吸收水而开始凋萎枯死时的土壤含水量，称凋萎系数；
B），土壤蒸发便进入蒸发率微弱阶段。
此阶段内土壤水由底层向土面的薄膜运动亦基本停止，土壤液体水供应中断，只能依靠下层水汽化向外扩散，此时土壤蒸发在较深的土层中进行，其汽化扩散的速度主要与上下层水汽压梯度及水汽所通过的路径长短和弯曲程度有关，并随汽化层的不断向下延伸，蒸发愈来愈弱。
13、蒸发量的计算方法有哪几种途径？
蒸发量的计算主要有三种途径：
①采用一定的仪器和某种手段进行直接测定；
②根据典型资料建立地区经验公式，以进行估算；
③通过成因分析建立理论公式，进行计算。
11、土壤含水量对土壤蒸发有何影响？
（不同质地的土壤含水量与土壤蒸发比（E/EM）之间的关系；
每种土壤的关系线都有一个转折点。
与此转折点相应的土壤含水量，称为临界含水量。
①当实际的土壤含水量大于此临界值时，则蒸发量与蒸发能力之比值接近于1，即土壤蒸发接近于蒸发能力，并与土壤含水量无关；
②当土壤含水量小于临界值，则蒸发比与含水量呈直线关系。
在这种情况下，土壤蒸发不仅与含水量成正比，而且还与土壤的质地有关。
（土壤的质地不同，土壤的孔隙率及连通性也就不同，进而影响土壤中水的运动特性，影响土壤水的蒸发。
12、何谓水汽输送通量、水汽通量散度？
（1）水汽输送通量：
在单位时间内流经某一单位面积的水汽量。
（2）水汽通量散度：
单位时间汇入单位体积或从该体积辐散出的水汽量。
13、我国水汽输送有哪几个水汽来源？
有3个水汽来源：
极地气团的西北水汽流、南海水汽流、孟加拉湾水汽流。
第五节降水
14、何谓降水历时、降水时间？
（1）降水历时：
指一场降水自始至终所经历的时间。
（2）降水时间：
指对应于某一降水而言，其时间长短通常是人为划定的（例如，1、3、6、24小时或1、3、7天等），在此时段内并非意味着连续降水。
15、降水特征的表示方法有哪些？
①降水过程线
②降水累积曲线
③等降水量线
④降水特性综合曲线
常用的有以下三种：
a.强度-历时曲线
b.平均深度—面积曲线
c.雨深-面积-历时曲线
16、何谓可能最大降水？
可能最大降水（PMP）或可能最大暴雨（PMS），指在现代的地理环境和气候条件下，特定的区域在特定的时段内，可能发生的最大降水量（或暴雨）。
15、面降水常用的4种计算方法是什么？
①算术平均法
②垂直平分法
③等雨量线法
④客观运行法
第6节下渗第七节径流
16、下渗的物理过程可分为哪几个阶段？
可划分如下3个阶段：
渗润阶段、渗漏阶段、渗透阶段
17、何谓下渗率、下渗能力、稳定下渗率？
（1）下渗率f：
又称下渗强度，是指单位面积上单位时间内渗入土壤中水量，常用毫米/分或毫米/小时计。
（2）下渗能力fp：
又称下渗容量，指在充分供水条件下的下渗率。
（3）稳定下渗率fc：
简称“稳渗”。
通常在下渗最初阶段，下渗率f具有较大的数值，称为初渗（f0），后随着下渗作用的不断进行，土壤含水量的增加，下渗率逐步递减，递减的速率是先快后慢。
当下渗锋面推进到一定深度后，下渗率趋于稳定的常值。
此时下渗率称为“稳定下渗率”。
18、何谓流量、径流总量、径流深度、径流模数、径流系数？
其单位及计算公式如何？
（1）流量：
流量Q指单位时间内通过某一断面的水量，常用单位为立方米/秒。
流量随时间的变化过程，用流量过程线表示。
（2）径流总量：
径流总量W是指T时段内通过某一断面的总水量，常用单位为立方米。
用时段平均流量与时段的乘积表示：
W
=
QT
（3）径流模数：
径流模数R是指将径流总量平铺在整个流域面积上所求得的水层深度，以毫米为单位。
若T时段内的平均流量为
（立方米/秒），流域面积为F（平方千米），则径流深度R（毫米），可由下式计算：
（4）径流模数：
径流模数M是流域出口断面流量与流域面积F的比值，常用单位为升/秒·
平方公里。
计算式为：
（5）径流系数：
径流系数α是某一时段的径流深度R与相应的降水深度P之比值。
α=
，因为R<
P，故α<
1。
16、下渗水的垂向分布可分为哪几个带？
大致可划分为4个带：
饱和带、过渡带、水分传递带、湿润带。
17、影响下渗的因素有哪些？
①土壤特性的影响：
主要决定于土壤的透水性能及土壤的前期含水量。
②降水特性的影响：
降水强度直接影响土壤下渗强度及下渗水量。
降水的时程分布对下渗也有一定的影响。
③流域植被、地形条件的影响：
植被及地面上枯枝落叶具有滞水作用，增加了下渗时间，减少了地表径流，增大了下渗量。
地面起伏，切割程度不同，地面坡度大、漫流速度快，历时短，下渗量就小。
④人类活动的影响：
既有增大的一面，也有抑制的一面。
正反馈，如坡地改梯田、植树造林、蓄水工程，则增加水的滞留时间，从而增大下渗量；
负反馈，如砍伐森林、过度放牧、不合理的耕作，则加剧水土流失，从而减少下渗量。
18、径流形成过程中包括哪些子过程？
①流域蓄渗过程：
植物截留→下渗→填洼→地面径流→表层径流（壤中径流）→地下径流
②坡地汇流过程：
地面径流→壤中流（表层流）→地下径流
③河网汇流过程：
持续过程→涨洪阶段（即涨洪段，包括河岸容蓄、河网容蓄）→退水阶段→河网调蓄作用
19、河川径流由哪几种成分组成？
由3种径流组成：
地面径流、地下径流、壤中流（表层流）。
第3章陆地表面水的组成与运动
第1节陆地表面水的组成与结构第二节流域产流与汇流
19、试述各种径流成分的产流机制。
①超渗地面径流的产流机制（P91）
超渗地面径流产生的条件：
前提条件：
产流界面是地面（包气带的上界面）；
必要条件：
要有供水源（降水）；
充分条件：
降雨强度要大于下渗能力。
三者都具备才能产生超渗地面径流。
②壤中径流的产流机制（P91—92）
壤中流产流条件是：
要有比上层下渗能力小的界面；
要有供水，即上层有下渗水；
a.供水强度要大于下渗强度；
b.产生临时饱和带；
c.要具有产生侧向流动的动力条件，即坡度及水流归槽条件。
③地下径流的产流机制（P92—93）
④饱和地面径流产流机制（P93—94）
饱和径流产流条件：
界面不是地面，而是下层弱透水层的上界面；
要有供水；
a.界面供水强度大于下渗强度
b.形成饱和积水带，饱和带必须达到上层土层的全部饱和
c.还要具有产生侧向流动的动力条件，即坡度及水流归槽条件。
20、何谓流域汇流？
流域上各处产生的各种成分的径流，经坡地到溪沟、河系，直到流域出口的过程，即为流域汇流过程。
21、常见的大流域的产流方式主要有哪几种？
主要有以下3种：
①超渗产流方式
②饱和产流（蓄满产流）方式
③超渗与饱和产流交替型方式
20、试述四种产流机制的共同规律。
①任何产流机制其首要条件是要有供水，对地面径流是降水，对其它径流是由上而下的下渗水流。
②要有足够的大于下渗率的供水强度。
（超渗地面径流：
降雨强度大于上层土壤下渗率；
（i＞f）
饱和地面径流：
降雨强度大于下层土壤下渗率（i＞fB）；
壤中径流：
上层土壤下渗率大于下层土壤的下渗率；
（fA＞fB）
地下径流：
要稳定下渗率大于地下水的下渗率（fc＞fw）。
）
③对壤中流和地下径流，则还需要在界面上产生临时饱和带；
对饱和地面径流，还必须达到表层全层饱和，才具备了产流的充分条件。
④不管哪种产流，都要有侧向运行的动力，如水力坡度、水流归槽的条件等。
⑤无论哪种产流，都是发生在包气带的某些界面上。
（包气带上界面（地面）产生超渗地面径流；
中界面产生壤中流和饱和地面径流；
下界面产生地下径流。
21、影响流域汇流的因素有哪些？
①降水特性的影响
②流域的地形坡度的影响
③流域形状的影响
④水力条件的影响
第三节河流、水系和流域第四节河流的水情
22、通常依据什么原则确定河源？
确定较大河流的河源的原则（“河源唯远”、“水量最丰”原则）：
先确定干流，一般取长度最大或水量最大的作为干流。
有时也按习惯来确定，如：
大渡河比岷江长度和水量都大，但习惯上一直把大渡河作为岷江的支流。
23、河流上、中、下游各段特点如何？
（1）上游：
比降大，多瀑布急滩，流速大，流量小，冲刷占优势，河槽多为基岩或砾石。
（2）中游：
比降与流速减小，流量加大，冲刷、淤积都不严重，河槽多为粗砂。
（3）下游：
比降与流速更小，流量更大，淤积占优势，多浅滩或沙洲，河槽多细沙或淤泥。
24、何谓流域？
流域的几何特征主要有哪些？
如何计算？
（1）流域：
是指一条河流（或水系）的集水区域。
分水线包围的区域称为一条河流（或水系）的流域。
（2）流域的几何特征：
①流域面积（流域面积是流域的重要特征）
②流域的长度和平均宽度
③流域的形状系数（完整系数）
（3）流域面积测算：
①测量流域面积时，应尽可能采用大比例尺地形图
②在图上先勾出分水线，然后用求积仪求得分水线范围内的面积。
如精度要求不高，可用方格法、几何图形法。
小流域面积可用实测法。
25、水位观测常用设备有哪几类？
常用设备有水尺和自记水位计两类。
26、流量测验的步骤有哪些？
①用流速仪测流实际上是将过水断面划分为若干部分，计算出各部分面积；
②然后用流速仪近似地测算出各部分面积上的平均流速；
③两者的乘积为通过各部分面积的流量；
④累积各部分面积上的流量即得全断面的流量。
27、河道中流速分布有何规律？
①天然河道内，由于风力、结冰、水内环流等的作用，最大流速（Vmax）多不出现在水面，而是分布在水面以下0.1～0.3水深处。
②一般地，接近河底处流速近于零，向上增加，开始增加很快，到达一定高度，垂线流速分布较均匀，在水面以下0.1～0.3水深处，达最大值，再向上，流速又减小。
22、河网密度、河流弯曲系数如何计算？
（1）河网密度：
单位流域面积内的河流总长度。
D=∑
（D——河网密度（千米/平方千米），
∑L——流域内各级河道总长度（千米），
F——流域面积（平方千米）。
（2）河流弯曲系数：
某河段的实际长度与该河段直线长度之比。
K=
（K——河流弯曲系数；
L——河段实际长度（千米）;
l——河段的直线长度（千米）。
23、何谓落差、比降、湿周、水力半径？
（1）落差：
指河段两端水面（或河底）的高程差。
（2）比降：
河段的落差与该河段长度之比。
（3）湿周：
过水断面的河底曲线。
（4）水力半径：
过水断面面积与湿周的比值。
24、河流的水量补给类型有哪些？
通常分为以下六种补给类型：
①雨水补给
②季节性融雪水补给
③永久积雪和冰川融水补给（冰雪融水）
④湖泊和沼泽水的补给
⑤地下水补给
⑥人工补给
25、年径流量的变差系数Cv如何计算？
26、何谓正常年径流量？
如何推求？
（1）一个年度内通过河流某断面的水量，称为该断面以上流域的年径流量。
如果统计的实测资料年数增加到无限大时，多年平均流量将趋于一个稳定的数值，此称为正常年径流量。
（2）推求正常年径流量:
①资料充分时正常年径流量的推求:
资料充分是指具有一定代表性的、足够长的实测资料系列。
资料充分时，可用算术平均法计算多年平均径流量，以代替正常年径流量。
②资料不足时正常年径流量的推求:
如果实测资料系列较短，不到20年，代表性较差，这样按算术平均法求得的正常年径流量的误差会超过允许范围，要延展系列，提高资料的代表性，使其达到资料充分的条件后，再用算术平均法进行计算。
（相关分析法）利用年径流实测资料延长插补系列、利用年降水资料展延插补系列。
③缺乏实测径流资料时正常年径流量的推求：
在一些中小河流无实测资料时，一般通过间接途径推求正常年径流量，如等值线图法。
27、阐述影响径流量的变差系数Cv大小的主要因素。
影响年径流Cv值大小的因素主要有三方面：
①年径流量：
Cv小＞Cv大
a.年径流量大意味着年降水量丰富，降水丰富的地区水汽输送量大而稳定，降水量的年际变化小，同时，降水量丰富的地区地表供水充分，蒸发比较稳定，故年径流Cv值小；
b.降水量少的地区，降水集中而不稳定，加之蒸发量年际变化较大，致使年径流Cv值大。
c.我国河流年径流量Cv值的分布虽然也具明显的地带性，但它和年径流量分布的趋势相反，年径流深是从东南向西北递减，而Cv值则从东南向西北增大，
②补给来源：
Cv雨＞Cv冰雪、地下水
a.以高山冰雪融水或地下水补给为主的河流，年径流Cv值较小;
b.以雨水补给为主的河流Cv值较大，尤其是雨水变率大的地区，Cv值更大。
c.以地下水补给为主的河流因为受地下含水层的调蓄，径流量较稳定，Cv值也较小。
③流域面积：
a.大河的Cv值较小。
b.各大河干流的Cv值一般均比两岸支流小。
第七节湖泊与沼泽
33、水库一般由哪几部分组成？
溢洪道有何作用？
一般分几段？
（1）一般由拦河坝、输水建筑和溢洪道3部分组成。
（2）作用：
溢洪道也称泄洪建筑物，供渲泄洪水、作防洪调节与保证水库安全之用，故有水库的太平门之称。
（3）溢洪道从上游到下游一般分三段：
平坡段、陡槽段、出口消能段。
34、以洞庭湖为例，分析湖泊的调蓄作用。
（P160-161）
洞庭湖是我国第二大淡水湖。
它的水源：
北有松滋、太平、藕池、调弦（已封堵）4口分泄长江水入湖；
南、西有湘、资、沅、澧4大水系入汇；
湖区四周中小河注入。
各方水流入湖停蓄后，在湖区东北角经城陵矶出湖入长江。
接纳4水、吞吐长江的洞庭湖，是调蓄长江中游干、支流洪水的重要的天然水库。
表3－17：
洞庭湖的削峰作用
由上图可见，4水、4口的入湖洪水，经过洞庭湖调蓄，多年（1951—1983）平均削减了洪峰流量的28.4％。
1954年最大削峰量可达20653立方米/秒，削减了入湖洪水的1/3。
表3－18、3－19：
洞庭湖对长江干流的削峰作用
由上图可见，据统计，4口1951—1983年多年平均分流量为1180亿立方米，占入湖总量37.7％，多年平均汛期（5—10月）分流量为1094亿立方米，故长江分流入湖水量中92.7％是在汛期入湖的。
洞庭湖已成为长江汛期的天然分洪、滞洪区。
1954年特大洪水时，洞庭湖甚至削减了长江干流约1/2的洪峰流量，因而洞庭湖的调蓄，对保护荆江大堤及武汉市的安全，发挥了巨大的作用。
从3表中也可以看出，几十年来，洞庭湖的调蓄能力在不断地减弱，这是由于湖区泥沙淤积，湖泊容积不断减少所致。
多年平均入湖泥沙达1.335亿立方米，其中又以长江4口挟带的泥沙为主，约占其中82％，多年平均出湖泥沙仅0.351亿立方米，平均每年沉积在湖区的泥沙为0.984亿立方米，
洞庭湖通过蓄浑吐清，固然对减轻长江干流河床泥沙的沉积、稳定干流河床起着有利的作用，但泥沙沉积湖底，日积月累就使洞庭湖的面积、容积逐年减小，从而削弱了其调蓄能力。
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