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水文学复习重点
第一章复习参考题
一、名词解释
水资源:
广义:
世界上一切水体;狭义:
仅仅指在一定时期内,能被人类直接或间接开发利用的那一部分动态水体,这种开发利用,技术上可行、经济合理、且对生态环境影响是可以接受。
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、水气输送、凝结降水、下渗及径流等环节,不断地发生相态转换和周而复始运动的过程。
径流的特征值:
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;径流总量:
径流总量W是指T时间段内通过某一断面的总水量,常用单位为立方米;
径流深度:
径流深度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;
径流模数:
径流模数M是流域出口断面流量与流域面积F之比;
径流系数:
径流系数a是某一时段的径流深度R与相应的降水深度P之比,a<1。
蓄满产流:
降雨在补足包气带中的水分亏缺之后,所余的水量全部形成地表径流和地下径流,即蓄满产流。
超渗产流:
当降雨强度超过下渗率时,未渗入土壤的水分便形成地表径流,即超渗产流。
河岸调节作用:
当河网水位上升至高于其两岸地下水位,且河水与两岸地下水之间有水力联系时,一部分河水补给地下水,增加两岸的地下蓄水量;当河网水位低于地下水位时,一部分地下水补给河水,这种调节称为河岸调节。
二、简答题
1、水资源的特性
1.水资源的循环再生性与其有限性;
2,时空分布的不均匀性;
3,利用的广泛性和不可替代性;
4利与害的两重性
2、水循环的发生机理
第一,水循环服从于质量守恒定律;
第二,太阳辐射与重力作用,是水循环的基本动力;
第三,水循环广及整个水圈,并深入大气圈、岩石圈及生物圈。
第四,全球水循环是闭合系统,但局部水循环却是开放系统。
3、水循环的实质
水循环就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、水气输送、凝结降水、下渗及径流等环节,不断地发生相态转换和周而复始运动的过程。
4、蓄满产流与超渗产流的区别
蓄满产流:
降雨在补足包气带中的水分亏缺之后,所余的水量全部形成地表径流和地下径流,即蓄满产流。
蓄满产流的发生条件是:
P>Wm—W0
蓄满产流能否发生于降雨强度无关,与降雨量有关。
超渗产流:
当降雨强度超过下渗率时,未渗入土壤的水分便形成地表径流,即超渗产流。
发生条件:
超渗产流能否发生与降雨强度有关,即降雨强度大于下渗率时即可,与降雨量无关。
一般来说,在湿润地区,以蓄满产流为主;在干旱地区,以超渗产流为主。
5、影响径流形成的因素
1、气候因素:
包括降水、蒸发、气温、风、湿度等
2、流域下垫面因素:
包括地理位置、地貌特征、地形特征、地质条件、植被特征等
3、人类活动的影响:
主要是通过改变下垫面条件从而直接或间接影响了径流的过程、径流的数量、质量的变化。
三、论述题
1、你的家乡所在地或你熟悉的地区有哪些水资源问题?
你认为应采取哪些措施解决?
2、试述水循环的作用与效应
1水循环与地球圈层构造:
在地球表层系统中,水圈处于主导地位,水圈中的水通过周流不息的循环运动,积极参与了圈层之间的界面活动,并深入4大圈层内部,将它们耦合在一起。
2水循环与全球气候:
首先,水循环是大气系统能量的主要传输、储存和转化者;
其次,水循环通过对地表太阳辐射能的重新再分配,使不同经纬度热量收支不平衡得到缓解;
再次,水循环的强弱及路径,还会直接影响到各地的天气过程,甚至可以决定地区的气候基本特征。
3水循环与地貌形态及地壳运动
4水循环与生态平衡
5水循环与水资源开发利用
3、河川径流是怎样形成的?
1降雨时形成径流的前提条件
2流域蓄渗过程
降雨初期,大部分降水并不立即产生径流,而消耗于植被截留、下渗、填洼与蒸发。
在降雨过程中,当降雨强度小于下渗能力时,雨水将全部深入土壤中;当降雨强度大于下渗能力时,超出下渗强度的降雨,形成地面积水,蓄积于地面洼地,称为填洼。
随着降雨继续进行,满足填洼后的水开始产生地面径流。
流域上继续不断降雨,渗入土壤的水使包气带含水量不断增加,土层中的水达到饱和后,在一定条件下,部分水沿坡地土层侧向流动,形成壤中径流;下渗水流达到地下水面后,以地下水的形式沿坡地土层汇入河槽,形成地下径流。
因此,流域上的降水,经过蓄渗过程产生了地面径流,壤中径流和地下径流。
3坡地汇流过程
超渗雨水在坡面上呈片流,细沟流运动的现象,成坡面漫流。
满足填洼后的降水开始产生大量的地面径流,它沿坡面流动进入正式的漫流阶段。
坡面漫流在蓄渗容易得到满足的地方先进行,然后其范围不断扩大,地面径流经过坡面漫流而注入河网。
壤中流及地下径流在有空介质中运动。
4河网汇流过程
各种径流成分经过坡地汇流注入河网后,沿河网向下游干流出口断面汇集的过程,即河网汇流过程,这一过程自坡地汇流注入河网开始,直至将最后汇入河网的降水输送到出口断面为止。
经过河岸调节和河槽调节过程,使出口断面的流量过程变缓,汇流历时延长,降低出口断面一下发生洪水的可能性。
第二章复习思考题
一、名词解释
河流:
地表示沿天然沟槽运动形成的水体。
水系:
在一定的集水区域内,大大小小的河流构成脉络相通的系统。
流域:
由分水线包围的区域称为流域。
比降:
单位河长的落差,通常以小数或千分数表示。
含沙量:
每立方米水中所含泥沙的重量,单位是千克每立方米。
输沙量:
一定时段内通过一定过水断面的泥沙含量。
艾里定律:
河床上移动的推移质的质量与水流速速的六次方成正比。
矿化度:
天然水体中各种元素的离子、分子与化合物的总量称为矿化度。
正常年径流量:
用多年径流量的平均值代替正常年径流量。
洪水:
大量降水或积雪在短时间内汇入河槽,形成特大的径流,成为洪水。
枯水:
苦水是河流断面上较小流量的总称。
湖泊:
湖泊是陆地表面具有一定规模的天然洼地的蓄水体系,是湖盆、湖水以及水中物质组合而成的自然综合体。
水库的特征水位:
死水位:
水库在设计过程中有一个设计最低水位,它是根据发电最小水头和灌溉最低水位而确定的,同时也考虑到泥沙的淤积情况;
正常高水位:
为了满足发电、灌溉等需要而设计的库容,成为兴利库容,兴利库容所对应的水位称正常高水位;
设计洪水位:
在水库正常运行情况下,当发生设计洪水时,水库允许达到的最高水位,称为设计洪水位或最高洪水位;
校核洪水位:
当发生特大洪水时,水库允许达到的最高水位。
汛前限制水位:
相应于防空的那部分库容的水位称为汛前限制水位。
沼泽:
沼泽是地表土壤层水过饱和地段。
二、简答题
1、为什么说河流是地表水循环的主干?
河流虽然槽蓄量最小,但河水是地表唯一的畅流液态水,它的水循环动力机制既受到热力因素影响又受重力作用所控制,其交替更新的周期最短,水循环的活力最强,因此它在地表水循环过程中起着上接大气水,下通地下水,最后联结海水的主干作用,它是地表水循环亚系统中的主干子系统。
2、河流有哪几种补给形式?
各有何特点?
一、雨水补给
最重要,多发生在夏、秋。
补给特点:
不连续性和集中性。
流量过程线:
锯齿状。
二、季节性积雪融水补给
多在春季发生(北方).
补给特点:
连续性和时间性。
过量过程线:
双峰(春、夏)
三、冰雪融水补给
高山地区永久积雪或冰川,在干旱、半干旱山区,多发在夏季。
特点:
单位面积出水率高,与太阳辐射、气候的变化一致。
流量过程线:
单峰(夏)。
四、湖泊、沼泽水补给
起调节作用,流量过程平缓
五、地下水补给
是河流水量可靠而经常的来源,浅层受季节变化影响大,深层受季节变化影响小
3、天然水体的矿化作用包括哪几种?
溶滤作用,吸附性阳离子交替作用,氧化作用,还原作用,蒸发浓缩作用,混合作用。
4、影响河流年径流量CV的因素有哪些?
年径流量:
年径流量大,CV值小。
补给来源:
以高山冰雪融水或地下水补给为主的河流,年径流CV值小,以雨水补给为主的河流cv值大,尤其是雨水变率打地区,CV值更大
流域面积:
流域面积小的河流,CV值大于流域面积大的河流。
5、计算正常年径流量时参证站的选择原则是什么?
1参政变量与研究变量在成因上是相联系的
2参政变量的系列比研究变量的系列要长
3参政变量与研究变量必须具有一定的同步系列,以建立相关关系。
6、什么是湖泊的演化?
湖泊有其发生、发展与消亡的过程,湖泊一旦形成,由于自然环境的变迁,人类活动的影响,湖盆形态、湖水性质、湖中生物等均在不断地发生变化。
湖泊由深变浅,由大变小,湖岸由弯曲变为平直,湖底由凹凸变为平坦,就会深水植物逐渐演化为浅水植物,沿岸的植物逐渐向湖心发展。
由于泥沙不断充填,水中生物的死亡和堆积,最后湖泊会转化为沼泽。
干燥区湖泊由于盐分不断积累,淡水湖转化成咸水湖。
盐度较小的湖泊其生物大致与淡水湖相同,盐度较大的湖泊,淡水生物很难生存。
当水量继续蒸发减少,咸水湖可以变干,转化为盐沼,至此湖泊全部消亡。
7、什么是水库的调节作用?
运用水库蓄容径流的能力来抬高水位,集中落差,并对入库径流在时程上,地区上,按各用水部门的需要,重新分配过程,称水库调节。
8、水库的异重流有什么作用?
减少泥沙堆积,延长水库寿命。
9、径流向海产生哪些汇集效应?
1径流补给对近岸海区的冲淡效应
2泥沙向海输入,陆地不断延伸
3陆地元素不断向大海迁移
第三章复习思考题
一、名词解释
上层滞水:
是存在于包气带中局部隔水层之上的重力水。
潜水:
是埋藏在地表下第一个稳定隔水层上具有自由表面的重力水。
承压水:
充满两个隔水层之间的水称承压水。
泉:
泉是地下水的天然露头,是含水层或含水通道出露地表发生地下水涌出之现象。
通常山区及山前地带泉水出露较多。
二、简答题
1、地下水流系统与地表水流系统有何区别?
地表水系统
地下水系统
•空间分布
•平面
•立体
•流线组合
•简单、有规律
•复杂、不稳定
•流动方向
•下降
•上升、下降并存
•集水区域
•以分水岭为界
•受岩性、地质构造控制
2、地下水与地表水之间的水力联系有哪几种?
绘图说明。
(1)具有周期性水力联系
(2)单向的水力联系
常见于山前冲积扇地区及干旱沙漠区,在这些地区的地表江河水位,常年高于地下潜水位,所以河水长年的渗漏,不断补给地下潜水。
(3)间歇性水力联系
丘陵和低山区潜水含水层较厚的地区比较多见。
隔水层的位置介于河流洪枯水位之间。
当洪水期时河水位高于潜水位,河流与地下水之间发生水力联系,河流成为地下潜水的间歇性补给源;而在枯水期,地表水与地下水脱离接触,水力联系中断,此时仅在潜水出露点,以悬挂泉的形式出露地表。
(4)无水力联系
地下潜水位恒高于江河水位,单向的补给河流。
3、过量开采地下水能带来哪些后果?
应采取什么措施解决?
由过度抽取引起的损耗问题
•损耗问题最主要的表现就是地下水位的持续下降。
地下水位的下降又进一步带来了地面沉降、地面塌陷、桥梁等交通受损、海水倒灌入侵等各种问题。
4、绘制潜水等水位线图有何用途?
1确定潜水流向垂直于等水位线,并从高水位指向低水位的方向,即为潜水的流向。
2确定浅水面的水力坡度沿水流方向取任意两点的水位差,除以两点间投影在平面上的垂直距离。
3查取地下水的埋藏深度,推断含水层的岩性与厚度变化,确定潜水与地表水的互补关系,以及研究和布设饮水、排水工程的位置等。
三、论述题
包气带水、潜水与承压水有何区别?
包气带水
潜水
承压水
1、埋藏条件
浅
较浅
深
2、隔水层
局部
第一个稳定隔水层
上下两个隔水层
3、水量
小
大
大
4、补给来源
大气降水、地表水
大气降水、地表水
大气降水、地表水、潜水
5、补给区与分布区
一致
一致
不一致
6、排泄
蒸发、散流
蒸发、补给地表水、承压水
蒸发、补给潜水、泉
7、动态变化
季节变化明显
季节变化明显
稳定、季节变化不明显
8、污染
易污染
易污染
不易污染
9、开采
易
易
不易
第五章复习思考题
一、名词解释
水文效应:
由于自然或认为因素,使地理环境发生改变,从而引起水循环要素、过程、水文情势发生变化,成为水文效应。
二、简答题
1、水库的水文效应
减少入海流量,河水运动受人工控制,小气候效应,土壤盐碱化,引发工程地址问题。
2、森林的水文效应
森林的水文效应是指森林覆盖对径流、蒸发、降水等水循环要素及河流水情、地下水、水质、泥沙等水文现象的影响。
森林的拦洪作用,森林队流域蒸散发作用的影响,森林对降水的影响,森林对地下水的影响。
3、城市化对水文过程的影响
城市水文效应是指城市化所及地区内,水文过程的变化及其对城市环境的影响。
1、城市化对水文过程的影响
洪水过程线比相邻农村明显变得峰高坡陡
2、城市水资源危机
•水资源紧张
•水污染加剧
三、论述题
举例说明跨流域调水工程的水文效应
调水→改变原有的水文情势
→自然环境的变化
→社会经济的变化
跨流域调水的水文效应可从3个影响区来分析:
(1)水量输出区
(2)输水通过区
(3)水量调入区
南水北调工程的水文效应
水量调出区
东线工程
总体对长江口入海水量影响不大,但应关注长江口地区的生态安全及长江干流水质安全,尤其注意在特殊枯水期上海水源区对于盐水入侵的预防。
输水通过区
中线工程
•改变取水口附近水生生物和沿渠两侧陆生生物的生态环境
•与当地道路和原河道发生交叉,造成对天然河流的干扰
•增加对地下水的补给或成为地下水的排泄渠道,改变地下水的动态
输水通过区
东线工程
•改变流量和地下水的补给量
•改变水质和周围的小气候
•改变河流冲刷和沉积的水动力条件
水量调入区
•既是资源工程,又是生态工程
•缓解京津华北平原水资源短缺的状况,缓解受水区灌溉用水与城市生活和工业用水争水的局面
•改善该地区生态环境:
有利于补充沿线地下水,对地面沉降等起到缓解作用;有利于城镇饮水安全,改善高氟区居民饮水质量(华北平原深层地下水已经形成了跨冀、京、津、鲁的区域下降漏斗,有近7万平方公里的地下水水位低于海平面,整个河北省已形成20多个漏斗区,总面积达4万平方公里左右)。
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