水利专业基础与实务

发布 2023-10-15 19:40:04 阅读 9354

第一部分水文水资源。

一、 水文循环和水量平衡基本知识。

1.水文学:研究地球上江河、湖泊、冰川、地下水和海洋等各种水体的存在数量、分布及变化规律的科学。与气象学、地理学、生态环境学等关系密切。

2.水文循环概念:地球上的水在太阳辐射和重力作用下,以蒸发、降水和径流等方式进行的周而复始的运动过程。

3.水文循环分类:按水文循环的规模与过程,可分为大循环和小循环。

大循环:海洋和陆地之间的水分循环小循环:海洋内或者陆地内的水分循环。

1)水循环的外因:太阳辐射能和地球引力的存在。

2)水循环的内因:水物理三态(气、液、固)之间的相互转化。

4.水文循环:

(1)地球上水的存在形式: 汽态、液态、固态。

(2)存在位置:空气中、地表、地下、生物体内。

5.水文循环的意义:

1)直接影响气候变化(2)改变地表形态(3)造成再生资源(4)负面影响:干旱,洪涝灾害。

6.水量平衡基本知识:

是指在一个确定的用水系统内,输入水量之和等于输出水量之和。

通用水量平衡方程流域水量平衡方程。

7.地球上的水量平衡。

若以地球陆地为研究水量平衡对象,某时段△t内的水量平衡方程可写成:

wc = pc- r - ec

式中: ec: 在时段内陆地的蒸发量pc: 在时段内陆地的降水量;

r : 时段内由陆地流入海洋的径流量; △wc : 在时段内陆地蓄水量的变化量。

若以海洋为研究水量平衡对象,某时段△t内的水量平衡方程可写成:

ws = ps+r - es

式中: es : 海洋在时段内的蒸发量ps : 海洋在时段内的降水量;

r : 时段内由陆地流入海洋的径流量; △ws : 海洋在该时段内蓄水量的变化量。

在多年平均的情况下, △wc→0, △ws →0,则全球多年平均水量平衡为:蒸发=降水。

闭合流域:二、水文学基础知识(含降雨、蒸发及入渗,流域与河系,河川径流及水文统计学的基本知识)

1.降雨:1)概念:是指液态或固态的水汽凝结物,从天空下降至地面而成的液态水或固态水的现象。降水是气象要素之一,也是水循环中重要的一个环节。

2)降水基本条件:一是空气中要有水汽,降温,降至**温度以下,或空气冷却,大气中存在吸水性的微粒(凝结核)

3)**:空气中水汽达到饱和时的温度。当大气温度下降到**以下时,则形成了水汽凝结的必要条件。

(4)大气凝结核: 指飘浮在大气中的尘粒,其直径约10-3~10μm。

5)降水类型:

锋面雨:由于不同性质的气团相遇所形成的雨称为锋面雨。

地形雨:暖湿空气在运移过程中,因受地形(如山脉等)影响而被抬升,则由于动力冷却而形成的雨。

因气流(空气)的湿度、温度、抬升速度及地形特点的差异而不同。

地形作用一般使山的迎风面的降水量大,而背风面降水量减少。

对流雨:地面受辐射温度升高,下层暖湿空气膨胀上升,则暖湿空气在上升过程中形成绝热冷却,水汽则会凝结成云(淡积云浓积云积雨云), 形成降雨。

气旋雨: 在低气压中心区,气流从四周向中心辐合,垂直方向上运动是上升的,即暖湿气流辐合上升,在水平面上温度和湿度变化很大,故常常有凝结降水现象。可出现大范围降雨和大风的天气现象,称为气旋雨。

气旋:北(南)半球,由于地球离心力、偏向力及摩擦力的共同作用下,大气中水平气流呈逆(顺)时针旋转的大型涡旋。在同高度上,气旋中心的气压比四周低,又称低压。

气旋按其生成的地理位置不同,可分为热带气旋和温带气旋。

6)降雨基本要素:降雨量、降雨历时、降雨时段、降雨强度、降雨面积及降雨中心、降雨走向。

7)降雨资料图示:降雨过程线、雨量积累曲线。

8)降水量一般分为7级。

9)按降雨强度大小,降雨可分为暴雨、大雨、中雨、小雨四种。

暴雨( >50mm/24h) (暴雨:50~100、大暴雨:100~200、特大暴雨:>200)

大雨 :25~50 mm/24h 中雨 :10~25 mm/24h 小雨 :<10 mm/24h

10)测量雨量仪器:雨量器,自计雨量计(虹吸式、翻吸式)

2.蒸发。1)定义:水由液态或固态转化为气态的现象,是水分子运动的结果。

2)蒸发包括:

水面蒸发:蒸发面为水面时称为水面蒸发。

土壤蒸发:蒸发面为土壤表面时称为土壤蒸发。

植物蒸发:蒸发面是植物茎叶则称为植物散发。

陆面蒸发:因为植物是生长在土壤中,植物散发与植物所生长的土壤上的蒸发总是同时。

存在的,通常将二者合称为陆面蒸发。

3)水面蒸发观测:水面蒸发是在充分供水条件下的蒸发。确定水面蒸发量的大小,通常有两种途径:器测法和间接计算法。 设备:e601蒸发皿,环形水圈, k 接近 1.0

4)水面蒸发影响因素:水汽饱和水压差,水面温度,风速,湍流。

3.下渗。1)定义:水分从土壤表面深入地下的现象,又称入渗。

2)三个阶段:渗润阶段渗漏阶段渗透阶段。

3)下渗率或下渗强度:单位时间内渗入单位面积土壤中的水量称为下渗率或下渗强度,记为f,以mm/min或mm/h计。

4)下渗能力:在充分供水条件下的下渗率则称为下渗能力。

5)下渗能力曲线:下渗能力随时间的变化过程线,简称下渗曲线,并以f(t)~t表示。

6)土壤水不同形式:吸湿水,薄膜水,毛管水(毛细水),重力水。

7)常用水分常数:最大吸湿量,最大分子持水量,凋萎含水量,田间持水量,饱和含水量。

8)下渗量的测定:直接测定法,水文分析法。

4.河川径流。

1)定义:指降落在流域表面上的降水,途经地面及地下流入河川,流出流域出口断面的水量。

2)水源:雨水、冰雪融水、地下水。

3)形成:产流和汇流。

产流过程:我们把降雨扣除损失成为净雨的过程称为产流过程。

净雨:降雨扣除损失后的雨量称为净雨。

汇流过程:净雨沿坡面从地面和地下汇入河网,然后再沿着河网汇集到流域出口断面的过程。

(4)河网汇流过程:各种成分径流经坡地汇流注入河网,从支流到干流,从上游向下游,最后流出流域出口断面,这个过程称为河网汇流或河槽集流过程。

5)表示方法:流量q 径流总量w 径流深r 径流模数m 径流系数ɑ 径流变率k

6)径流量:径流量指时段t内通过河流某一断面的总水量,记为w,以m3、万m3或亿m3计,有时也用时段平均流量与时段的乘积为单位,如(m3/s)·d、(m3/s)·m等。

7)径流深:将径流量平铺在整个流域面积上所得的水层深度,记为r,以mm计。

r=w/1000f=t/1000f

式中w--时段t内径流量,d; -计算时段内平均流量,m3/s; t--计算时段,s; f--流域面积,km2。

8)径流模数:流域出口断面流量与流域面积之比值称为径流模数,记为m,以l/(s- km)计。

m=1000q/f

9)径流系数:某一时段的径流深r与相应时段内流域平均降雨深度p之比值称为径流系数,记为r/p 因r5.河系特征。

1)河系:地表水在重力作用下,沿陆地的凹地流动,按其大小可分为江、河、溪和沟,这些统称为河流,而流域中河流(包括干流、支流)和流域内的湖泊、沼泽或地下暗河彼此连接组成一个庞大的系统,称水系,又称河系或河网。

2)分类:扇形水系、羽状水系、平行水系、混合状水系。

3)河流的形成与分段:一条河流沿水流方向,自高向低可分为河源、上游、中游、下游和河口五段。

4)河流基本特征:

河流的长度:自河源沿主河道至河口的距离称为河流长度,简称河长,以km计。

河流断面:河流断面有横断面和纵断面。垂直于水流方向的断面称为横断面,简称断面。

河道纵比降:单位河长的落差称为河道纵比降,简称比降,用小数或千分数表示。

6.流域。1)定义:汇集地面水和地下水的区域称为流域,也就是分水线包围的区域。

2)闭合流域:当地面分水线与地下分水线相重合,称为闭合流域。

3)几何特征:

流域面积:流域分水线包围区域的平面投影面积,称为流域面积,记为f,以km2计。

流域的长度和平均宽度:流域长度就是流域轴长。以km计。

流域形状系数和流域不对称系数:流域平均宽度与流域长度之比称为流域形状系数。

河网密度:流域内河流干支流总长度与流域面积的比值称为河网密度,以km/km2计。

4)流域地形特征:流域平均高度、流域平均坡度、面积--高程曲线。

5)流域自然地理特征:

流域的地理位置:流域的地理位置以流域所处的经纬度来表示,它可以反映流域所处的气候带,说明流域距离海洋的远近,反映水文循环的强弱。

流域的气候条件:包括降水、蒸发、湿度、气温、气压、风等要素。它们是河流形成和发展的主要影响因素,也是决定流域水文特征的重要因素。

流域的土壤、岩石性质和地质构造、流域的植被、流域内湖泊与水库。

7.水文统计学。

1)数理统计方法:频率计算 p(a)=m/n

2)随机变量的统计参数。

均值:均方差:

变差系数:偏差系数:

当系列对于对称时,cs=0;当系列对于不对称时,cs0,若cs>0,称为正偏;若cs<0,称为负偏,3)经验频率计算式:p=m/(n+1)*100%

4)常用理论频率曲线:皮尔逊ⅲ型曲线,简称p_ⅲ型曲线。

频率与重现期的关系: 设计频率p<50%,则t=1/p

设计频率p>50%,则t=1/(1-p)

5)理论频率曲线绘制:适线法。

适线法(或称配线法)是以经验频率点据为基础,在一定的适线准则下,求解与经验点据拟合最优的频率曲线参数,是我国估计水文频率曲线统计参数的主要方法。适线法主要有两大类,即目估适线法和优化适线法。

均值对频率曲线的影响: 当皮尔逊ⅲ型频率曲的两个参数cv和cs不变时,越大, 线越陡。

变差系数cv对频率曲线的影响:cv值越大越分散,cv值越小越集中。

偏态系数cs对频率曲线的影响:cs愈大,均值对应的频率愈小,频率曲线的中部愈向左偏,且上段愈陡,下段愈平缓。

σ对频率曲线影响:σ值越大越分散,σ值越小越集中。

矿山专业基础与实务

第一部分专业基础知识。一 矿山地质概论 一 地质作用。1 了解地球的圈层结构。2 了解外动力地质作用 风化 剥蚀 搬运 沉积。3 了解内动力地质作用 岩浆活动 变质作用 构造变动 二 矿物与岩石1 了解矿物及其分类2 了解岩浆岩3 了解变质岩4 了解沉积岩。三 地史基本知识。1 了解地层的划分与对比...

测绘专业基础与实务

测绘专业基础与实务 考试大纲。第一部分专业基础知识。测绘基础知识。平面控制测量基础 了解国家平面控制网布设原则及实施方法。城市平面控制网与工程控制网 系统布设 精度要求 施测方法 成果处理 熟悉。二 三 四等平面控制 2 掌握。一 二级平面控制。导线测量 系统布设 精度要求 施测方法 成果处理 熟悉...

2023年机械专业基础与实务 中级 考试试题

判断题共11题,每题1分。硬质合金适于用来制造形状复杂的刀具。电火花线切割时,只有当电极丝和工件之间保持一定的轻微接触压力时,才能形成火花放电。合金轮毂多以铝为基本材料,适当加入锰 镁 铬 钛等金属元素而成。轴类零件精密磨削外圆时不用两端中心孔定位。工件材料的切削加工性是指工件材料加工的难易程度。提...