水资源管理期末复习指导

.../三、问答题1．什么是水资源？2.什么是我国的四大水问题？3.如何正确认识我国水资源的形势？4.什么是水循环？5.降雨形成的径流包括哪两大部分？分别如何形成？6.一般在水资源数量评价中,是否计入深层地下水？为什么？7．什么是水文变量的重现期？它与频率有何关系？8.对某河流断面年平均流量进行频率计算,适线时初次点绘的皮尔逊Ⅲ型曲线与经验频率点据的关系如图3-1所示。进一步配线时,应首先调整哪个统计参数？如何调整？频率频率P流量Q╳╳╳╳╳╳╳╳0注：图中╳为经验频率点据,细实线曲线为初次点绘的皮尔逊Ⅲ型曲线。图3-1某河流断面年平均流量频率计算图9.什么是相关分析？在水文分析计算中相关分析的主要用途是什么？10．简述人类活动对于径流有何影响。为什么进行水文分析计算时要考虑人类活动的影响？11．什么是年径流量？年径流分析计算的成果主要包括哪些？12．当缺乏径流实测资料时,进行年径流分析计算可采用水文比拟法。何谓水文比拟法？简述该法如何应用？13．什么是防洪标准？工程规划设计中防洪设计标准可分为哪两大类？14．由暴雨资料推求设计洪水,进行产流计算时,可将产流概括为哪两种基本方式,简述其有何不同。15．什么是水库的死水位和死库容？16.什么是水库的正常蓄水位？什么是水库的防洪限制水位？什么是水库的共用库容〔重叠库容？17.什么是水库的防洪高水位和防洪库容？18.什么是水库的设计洪水位和拦洪库容？19.什么是水库的校核洪水位和调洪库容？20.什么是水库的水量损失？它主要包括哪几部分？21.什么是工作保证率？什么是设计保证率？22.什么是水量平衡原理？试写出水库兴利调节计算中的水量平衡方程式,并说明式中各项的含义。23.简述水库防洪调节计算的列表试算法和半图解法的适用情况有何不同。24.试绘出水库下游有防洪要求,水库泄洪建筑物有闸门控制,不考虑洪水预报,发生水库下游防护地区设计洪水时,水库设计洪水与下泄流量过程线的示意图〔应标注坐标轴名称、过程线名称等,并说明水库在不同时段的运用方式和水库水位变化情况。25．什么是水电站的保证出力？何谓保证电能？26.什么是电力系统的最大工作容量？27.什么是电力系统的备用容量？它由哪几部分组成？28.什么是电力系统的重复容量？为什么选择重复容量需进行经济分析？29．什么是水电站装机容量年利用小时数？它有什么意义？30.什么是水库调度？水库调度有何意义？31.水资源综合规划包括哪些主要工作？32.水资源调查评价有哪些内容？33.什么是水权？34.什么是水资源合理配置？35.建设节水型社会的目标是什么？36.什么是两部制水价？37.什么是超定额用水累进加价？38.按照污染物的不同,可将水污染分为哪几大类？39.依据地表水水域环境功能和保护目标,按功能高低可将水域划分为哪几类？各类水域具有怎样的环境功能？40.什么是水功能区？水功能区划有何意义？四、计算题1．某地区有5个水文站,如图4-1所示,各水文站用虚线连接,其垂直平分线以细实线表示。各垂直平分线与流域边界线构成多边形的面积及某次降雨实测降雨量见表4-1。试用泰森多边形法计算本地区平均降雨量。AABCDE图4-1某地区水文站图表4-1某地区水文站降雨量及其所在多边形面积表水文站ABCDE多边形面积/km27892958085降雨量/mm35422319292．由皮尔逊Ⅲ型曲线适线求得某河流断面多年平均流量=40.6m3/s,年平均流量系列的Cv=0.25,Cs=0.50。皮尔逊Ⅲ型曲线模比系数kp值表摘录如表4-2。试求出该河流断面20年一遇干旱年的年平均流量。P<%>Cv0.010.10.20.330.512510205075909599<三>Cs=2.0Cv0.252.221.961.871.811.771.671.581.451.331.200.980.820.700.630.52<三>Cs=3.0Cv0.252.352.051.951.881.821.721.611.461.341.200.970.820.710.650.56表4-2皮尔逊Ⅲ型曲线模比系数kp值表〔摘录3.某设计流域面积为680km2,缺乏水文资料。其相邻流域多年平均流量为89.6m3/s,流域面积为879km2。通过历史洪涝灾害和气候成因分析,可选定该相邻流域为设计流域的参证流域。试确定设计流域的多年平均流量。4．经水文分析计算,已求得某河流断面百年一遇的设计洪峰流量Qmp=1450m3/s。选取典型洪水过程见表4-3。试用同倍比法〔按洪峰倍比推求设计洪水过程〔可列表表示。表4-3某河流断面典型洪水过程时间〔Δt=6h012345678201509508006004003005．某灌溉水库,规划设计时选用设计保证率为80%。经年径流分析计算,已求得水库所在河流断面不同频率的枯水年平均流量,见表4-4。该断面一实际发生且径流年内分配对工程不利的枯水年来水流量见表4-5,试确定设计枯水年径流年内分配。表4-4不同频率枯水年平均流量表频率〔%707580年平均流量〔m3/s54.338.230.5表4-5实际枯水年流量表月份678910111212345年均实际流量/〔m3/s56.068.398.588.444.632.822.818.919.620.310.712.941.26．某年调节水库各月来水及用水量见表4-6。不计水库水量损失,求水库所需的兴利库容。表4-6某水库各月来、用水量月份123456789101112来水〔亿m3687413141817127767用水〔亿m38985101010889897．某年调节水库,初步确定其兴利库容为V兴=1025×106m3,其设计枯水年来水过程见表4-7,不考虑水库水量损失,计算水库供水期的调节流量。表4-7设计枯水年来水过程月份678910111212345年均流量/〔m3/s268340214206160102755046383686135.18.某水库库容与蓄水位关系,以及泄洪建筑物闸门全开时泄流量与蓄水位的关系分别如图4-2、图4-3所示。图图4-2某水库库容与蓄水位关系图图4-3某水库泄流量与蓄水位关系进行调洪计算的时段取为3小时,某时段水库泄洪建筑物闸门已全部打开,时段初与时段末入库洪水流量分别为246m3/s和223m3/s,时段初水库蓄水位为38.0m。用试算法计算该时段末的水库蓄水量和水位,以及泄洪建筑物的相应下泄流量〔当计算时段末蓄水量相对误差小于或等于2%时,可停止试算。9．拟建某引水式水电站,无水库进行径流调节,按照有关条件取设计保证率为80%。水电站所在河流断面日平均流量频率分析计算结果见表4-8,水电站上下游水位差受流量影响不大,发电净水头可取为18.5m,水电站效率系数η可取为0.75。〔1计算水电站的保证出力；〔2初步确定水电站的最大工作容量和必需容量。表4-8某水电站所在河流断面日平均流量频率表频率〔%10203050708090流量Q/〔m3/s210.5158.265.330.211.28.13.210．某日调节水电站,已进行水能计算求得不同装机容量所对应的多年平均发电量,见表4-9。该水电站所在电网水电比重较大,水电站装机容量年利用小时数的经济合理值为4600h。试用装机容量年利用小时数法初步选择水电站的装机容量。说明：〔1应写出计算过程。所选水电站装机容量对应的装机容量年利用小时数与经济合理值的误差应不超过2%。〔2可参照表4-9,采用直线内插方法求得不同装机容量所对应的多年平均发电量。表4-9某日调节水电站装机容量与对应多年平均发电量表装机容量/kw90009600102001080011400多年平均发电量/<104kw.h>42804560482050505200练习参考答案一、选择题1.a,2.c,3.b,4.d,5.b,6.d,7.a,8.c,9.c,10.c；11.d,12.b,13.a,14.b,15.a,16.d,17.b,18.b,19.a,20.b；21.b,22.d,23.c,24.c,25.d,26.a,27.d,28.c,29.a,30.a。二、判断题1.╳,2.╳,3.√,4.╳,5.√,6.╳,7.╳,8.√,9.√,10.√；11.√,12.╳,13.√,14.╳,15.√,16.╳,17.╳,18.╳,19.╳,20.╳；21.√,22.√,23.╳,24.╳,25.√,26.√,27.╳,28.√,29.√,30.√。三、问答题答案要点：1.水资源是指一个区域中能够逐年恢复和更新的,并能够为人类经济社会所利用的淡水。2.尽管我国水利事业在保障经济社会发展方面取得了巨大的成就,但是我国水资源的形势依然十分严峻。概括地说,我国存在着四大水问题：〔1频繁的洪涝灾害威胁着经济社会的发展；〔2水资源紧缺成为经济社会发展的主要制约因素；〔3水土流失、生态恶化的趋势没有得到有效遏制；〔4水污染严重。3.应当认识到,尽管我国水资源面临着严峻的形势及诸多问题和挑战,但在全社会长期艰苦的努力下,按照科学发展观,通过对水资源的合理开发、高效利用、综合治理、优化配置、全面节约、有效保护和科学管理,我国水资源是能够支撑经济社会可持续发展的。

4.自然界中的水是在不断运动中的。海洋和大陆上的水受到太阳辐射热的作用,蒸发上升到大气中,且随着大气而运动；在一定的条件下,大气中的水汽凝结成为降水,重新降落到地球表面；降落到地表的水一部分被蒸发,另一部分则经过河道重又汇入海洋。水的这种周而复始的运动过程称为水循环。5.径流包括地面径流和地下径流。降雨降落到地面后,沿坡面流动,并经过沟涧流入河道,以及降水渗入土壤表面,沿包气带形成表层径流注入河槽,最终流到河流出口断面,形成地面径流。降水渗入地下,补充地下水,并以渗流方式补给河道水体,形成地下径流。6.地下水中的深层地下水虽然有可能补充地表水,但因其是在漫长的地质年代中形成的,其补给周期可能长达数万年或更长时间,实际上并没有加入以年或更短时间为周期的水循环,一旦被耗用后很难得到补给和恢复。因此,在水资源数量评价中,一般不计入深层地下水。7.对应于概率的统计定义,重现期表示在长时间内,随机事件发生的平均周期,即平均多少年发生一次。如以P表示水文随机变量的频率,T表示重现期,对于洪水、多水情况,P≤50%,则对于枯水、少水的情况,P≥50%,则8.依据统计参数对皮尔逊Ⅲ型曲线的影响趋势,应首先对偏态系数Cs进行调整,加大Cs,重新点绘理论频率曲线。9.在客观世界里,事物之间往往是相互联系的。反映客观事物的变量〔包括随机变量之间也可能存在着一定的联系。研究分析两个或两个以上随机变量之间的关系称为相关分析。当两个水文变量系列存在着一定的物理联系,同时又有一段时间的同期观测资料时,就可以分析两水文变量之间的相关关系,并借助相关关系由较长的水文系列插补和展延较短的水文系列。展延、插补水文变量系列,是相关分析在水文分析计算里面的主要用途。10.人类活动可以改变流域下垫面条件,或者直接改变径流状况,对径流发生重大影响。水文分析计算要求影响因素符合"一致性"要求,故必须注意和重视人类活动对径流的影响。11.在一个年度中,通过河流某个断面的水量,称为该断面以上流域的年径流量。年径流分析计算的成果主要是多年平均年径流量〔表明地面水资源的数量和年径流量频率曲线〔表明年径流量的概率分布,以及不同典型情况〔如枯水年、丰水年、中水年等的径流年内分配。对于水利工程规划设计,还可能根据要求提供代表工程未来运行期间来水情况的设计年月径流系列,或若干年月的逐日径流量过程。12.水文比拟法是将参证流域的水文资料移用到设计流域的水文计算方法。运用水文比拟法应先确定与设计流域气候条件、下垫面条件相近的参证流域。然后可按具体情况移用其水文资料。当设计流域可以找到与其气候条件和下垫面条件极为相近,同时具有较长期实测径流资料的参证流域时,可直接移用参证流域的水文资料,如多年平均径流深、年径流量的离势系数Cv、不同干旱年份的月径流系列等。当参证流域面积或雨量与设计流域有差别时,在移用水文资料时,可考虑流域面积或雨量进行修正。13.为防治洪水灾害,需要采取工程措施和非工程措施。在采取防洪措施的时候,必须以一定的洪水作为依据,这种依据称为防洪标准。概括地说,工程规划设计中防洪设计标准分为两类。第一类是保证水工建筑物自身安全的防洪设计标准,第二类是保障下游防护对象免除一定洪水灾害的防洪标准。14.可将产流概括为蓄满产流和超渗产流两种基本方式。蓄满产流是指湿润地区或干旱地区的雨季,在包气带土壤含水量满足田间持水量以前不产流,所有降雨都被土壤吸收,而在土壤湿度满足田间持水量〔即蓄满以后产流。产流后土壤的下渗成为地下径流,超过稳定下渗的部分形成地面径流〔含地表径流、壤中流。超渗产流是指干旱地区雨量稀少,植被差,包气带缺水量大,土壤含水量不可能在一次降雨过程中达到田间持水量,在土层未达到田间持水量之前,因降雨强度超过入渗强度而产流。两种产流方式机制不同。且蓄满产流同时产生地面与地下径流,而超渗产流仅产生地面径流。15.水库在正常运用情况下,允许消落到的最低水位称为死水位。死水位以下的库容称为死库容。16.水库在正常运用情况下,为了满足设计的兴利要求,在设计枯水年〔或设计枯水段开始供水时必须蓄到的水位称为正常蓄水位。水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位称为防洪限制水位。防洪限制水位至正常蓄水位之间的库容称为共用库容〔重叠库容。共用库容在汛期是防洪库容的一部分,汛后则为兴利库容的一部分。17.水库承担下游防洪任务,当遇到下游防护对象的防洪标准洪水时,水库为控制下泄流量而拦蓄洪水,这时在坝前所蓄到的最高水位称为防洪高水位。防洪高水位与防洪限制水位之间的库容称为防洪库容。设计洪水位与防洪限制水位之间的库容称为拦洪库容。校核洪水位与防洪限制水位之间的库容称为调洪库容。20.水库建成蓄水后,使水位抬高,水面扩大,改变了河流的天然状态,从而引起额外的水量损失,称为水库的水量损失。水库的水量损失主要包括蒸发损失和渗漏损失,严寒地区可能还包括结冰损失。21.在多年工作期间,用水部门正常工作得到的保证程度称为工作保证率。在规划设计水库时,预先选定在多年工作期间用水部门应当达到的工作保证率,并以此作为水利水电工程规划设计时的重要依据,称为设计保证率。22.〔1水量平衡原理：对于任一区域,在给定的时段内各种输入水量总量应等于输出水量总量与区域内时段始末储水量变化的代数和。〔2水库兴利调节计算的水量平衡方程为Δw入-ΔW用-ΔW损-ΔW弃=ΔV=V末-V初式中：Δw入——计算时段内水库入流水量；ΔW用——计算时段内水库各部门用水水量；ΔW损——计算时段内水库水量损失；ΔW弃——计算时段内水库弃水量；ΔV——计算时段内水库蓄水量的增减值；V末——计算时段末水库蓄水容积〔或蓄水量；V初——计算时段初水库蓄水容积〔或蓄水量。23.水库防洪调节计算的列表试算法比较准确,并适用于计算时段改变、泄流规律改变的情况。该法便于使用计算机进行计算,但手算时计算工作量较大。采用手算时,半图解法较简便,且半图解法的辅助线也可用计算机绘制。但此法不适用于计算时段不同,以及泄流规律不同的情况。24.水库设计洪水与下泄流量过程线示意图如下示。tt0tt3t4t1q安q~tQqQ~tV防t2t5水库设计洪水与下泄流量过程线示意图水库在不同时段的运用方式和水库水位变化情况可用文字或表格〔见下表进行说明。水库运用情况表时段闸门运用下泄流量q水位zt1~t2开大=Q=Z限t2~t3全开<Q上升t3~t4关小=q安上升t4~t5开大>Q下降〔答题时应对图、表中符号的含义进行必要的说明。25.水电站相应于设计保证率的枯水时段的平均出力称为保证出力。与水电站保证出力及其计算时段相应的发电量为水电站的保证电能。26.电力系统用以满足系统最大负荷要求的容量,称为最大工作容量。最大工作容量应等于电力系统的年最大负荷值。27.电力系统在实际运行中,有可能出现实际负荷超出原计划负荷,或由于各种原因〔如机组发生故障或需定期检修等,出现有些机组会暂时停机,为此,需在最大工作容量以外设置一部分容量储备,称为备用容量。电力系统的备用容量包括：〔1负荷备用容量——为平衡系统的跳动负荷〔突荷而设置的备用容量；〔2事故备用容量——因系统的发电机组可能发生事故而设置的备用容量；〔3检修备用容量——当系统在负荷低落时不能安排全部机组进行检修,为检修而设置的备用容量。28.为了充分利用水能,在水电站最大工作容量和备用容量以外再设置一部分容量,在丰水期工作,代替火电站发电,减少煤耗。这部分容量在枯水期由于水量限制,不能用于平衡系统负荷,称为重复容量。设置重复容量可增加水电站的季节性发电量,减少火电站的燃料消耗,但同时要增加水电站的投资和年运行费。因较大弃水出现的机率较小,重复容量增大时,其效益的增加率将逐渐减小。为确定合理的重复容量,应当进行经济计算。29.装机容量年利用小时数h年是指水电站多年平均年发电量与水电站装机容量N装的比值,即装机容量年利用小时数h年反映了水电站设备的利用程度,同时也反映了水能利用的程度。h年过小,说明设备利用率过低,装机容量偏大,但水能利用较充分。h年过大,虽设备利用率高,但装机容量偏小,水能资源得不到充分利用。30.水库调度是在来水难以预知的情况下,使已建水库达到安全、经济运行,充分发挥综合效益的措施。相对于水利枢纽工程建设,水库调度的投入很少,但可以获得可观的效益。应得到充分重视。31.水资源综合规划的主要工作包括：〔1对水资源及水环境状况以及区域、流域内的经济社会发展对水资源的需求进行调查分析和评价。〔2在节水和水资源保护的基础上,对水资源进行合理配置。〔3在水资源合理配置指导下,进行水资源的开发、利用、治理布局和方案论证,制定水资源开发利用的保障措施。32.水资源调查评价是水资源规划的第一阶段工作,包括水资源数量调查评价、水资源质量调查评价,以及水资源开发利用及其影响评价。33.水权是指以水资源所有权为基础的一组权利的总和,包括水资源使用权、水资源占有权、水资源收益权、水资源转让权等。在我国,水资源属于国家所有,同时水资源的所有权与使用权分离,因此水权实质上是对一定量的水资源在一定时间段内的使用权。34.水资源合理配置是指从资源、环境、经济社会协调发展出发,以高效利用为目标,使不同形式的水资源、不同区域的水资源、水资源与其他资源合理配置,使生活用水、生产用水、生态环境用水合理配置,其根本目的是实现水资源配置的经济效益、社会效益及生态环境效益达到和谐统一。水资源合理配置实际上是水资源规划的重要方面,其内容既包括水资源的分配,又包括需水控制管理和经济结构、产业布局的调整；其手段既包括政府宏观调控,又包括市场机制的运作；其措施既包括工程措施,又包括非工程措施。35.建设节水型社会的是指在不降低人民生活质量和经济社会发展能力的前提下,采取综合措施进行节水。其目标是减少取用水过程中的损失、消耗和污染,杜绝浪费,提高水的利用效率,科学合理和高效利用水资源。36.两部制水价是指水利工程供水应逐步推行基本水价和计量水价相结合的水价制度。其中,基本水费与用户实际上用不用水和用多少水无关,按用水户的用水需求量或工程供水容量收取,用于对供水工程设施成本进行补偿。这种补偿应按补偿供水直接工资、管理费用和50%的折旧费、修理费的原则核定。计量水费与用水量相对应,按计量点的实际供水量收取。按补偿基本水价以外的水资源费、材料费等其它成本、费用以及计入规定利润和税金的原则核定。37.超定额用水实行累进加价,是指对超过定额的用水,按其超过的多少收缴相对高价的水费。超过用水定额越多,水费单价越高。38.按照污染物的不同,可将水污染分为三大类：〔1化学性污染,指污染物为化学物品而造成的水污染；〔2物理性污染,主要包括：悬浮物质污染、热污染、放射性污染；〔3生活性污染,指生活污水〔尤其是医院污水造成的水污染。39.依据地表水水域环境功能和保护目标,按功能高低将水域依次划分为=1\*ROMANI至=5\*ROMANV类。各类水域分别具有以下环境功能。=1\*ROMANI类主要适用于源头水、国家自然保护区；=2\*ROMANII类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产场、仔稚幼鱼的索饵场等；=3\*ROMANIII类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区；=4\*ROMANIV类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；=5\*ROMANV类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。40.水功能区是指为满足水资源合理开发和有效保护的需求,根据水资源的自然条件、功能要求、开发利用现状,按照流域综合规划、水资源保护规划和经济社会发展要求,在相应水域按其主导功能划定并执行相应质量标准的特定区域。水功能区划是全面贯彻水法,实践新时期治水思路,实现水资源合理开发、有效保护、综合治理和科学管理的重要的基础性工作,对我国保障经济社会可持续发展、环境保护和生态建设具有重大意义。四、计算题1．采用泰森多边形法计算地区平均降雨量的计算式和计算结果为mm2.由公式可求得重现期T为20年一遇的干旱年的频率P=0.95。按P=95%,Cs=2.0Cv查皮尔逊Ⅲ型曲线模比系数kp值表,求得干旱年平均流量的模比系数kp=0.63。该河流断面20年一遇干旱年的平均流量Qp=40.6╳0.63=25.6m3/s3.设：相邻流域〔参证流域流域面积为F1、多年平均流量为；设计流域流域面积为F2、多年平均流量为。采用水文比拟法,移用参证流域多年平均流量,并按流域面积进行修正,则设计流域多年平均流量m3/s4．按洪峰流量倍比的放大系数为可求得设计洪水过程如下表第〔3栏所示。某河流断面典型洪水、设计洪水过程时间〔Δt=6h<1>012345678<2>20150950800600400300<3>31229145012219166104583051835.频率为80%的设计枯水年与实际年的年平均流量的比值为按K值将实际枯水年各月流量缩小,可求得设计枯水年各月平均流量,见下表第〔3栏。某灌溉水库所在河流断面实际枯水年与设计枯水年流量表月份<1>678910111212345年均实际流量/〔m3/s<2>56.068.398.588.444.632.822.818.919.620.310.712.941.2设计流量/〔m3/s<3>41.450.572.965.433.024.316.914.014.5