橋涵水文復(fù)習(xí)資料2014版

1、考 試 題 型一. 名詞解釋題 (每題2分，5小題，共10分)二. 判斷題(每題2分，10小題，共20分)三. 填空題(每題2分，10小題，共20分)四. 問(wèn)答題(每題5分，2小題，共10分)五. 計(jì)算題(每題20分，2小題，共40分) 橋涵水文復(fù)習(xí)提綱一、名詞解釋（1）累積頻率水文統(tǒng)計(jì)中，等于或大于某一流量值出現(xiàn)的次數(shù)（即累積出現(xiàn)次數(shù)）與總次數(shù)的比值，稱為該流量下的累積頻率。（2）重現(xiàn)期水文統(tǒng)計(jì)中，等于或大于某一流量值出現(xiàn)的時(shí)間間隔，稱為該流量的重現(xiàn)期。（3）設(shè)計(jì)洪水流量公路、橋梁和涵洞等各項(xiàng)工程設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的某一設(shè)計(jì)洪水頻率，推算該頻率相應(yīng)洪水的洪峰流量，稱為設(shè)計(jì)洪水流量，

2、簡(jiǎn)稱設(shè)計(jì)流量。（4）設(shè)計(jì)水位橋位計(jì)算斷面上通過(guò)設(shè)計(jì)流量相應(yīng)的水位，稱為設(shè)計(jì)洪水位，簡(jiǎn)稱設(shè)計(jì)水位。（5）偏差系數(shù)表明系列分布對(duì)均值的對(duì)稱情況，反映頻率分布對(duì)均值的偏斜程度。（6）變差系數(shù)代表系列離均分布情況的參數(shù)，表明系列分布對(duì)均值是比較分散還是比較集中，反映頻率分布對(duì)均值的離散程度。（7）抽樣誤差：用樣本來(lái)代替總體確定三個(gè)統(tǒng)計(jì)參數(shù)以及設(shè)計(jì)流量，必定存在一定誤差，稱為抽樣誤差。（8）經(jīng)驗(yàn)頻率曲線根據(jù)作為水文統(tǒng)計(jì)樣本的實(shí)測(cè)水文資料系列，計(jì)算各項(xiàng)隨機(jī)變量的經(jīng)驗(yàn)頻率，點(diǎn)繪經(jīng)驗(yàn)頻率與其對(duì)應(yīng)的隨機(jī)變量大小的曲線，稱為該樣本的經(jīng)驗(yàn)頻率曲線。（9）理論頻率曲線根據(jù)自然界大量實(shí)際資料的頻率分布趨勢(shì)，選配具有一定

3、數(shù)學(xué)函數(shù)式的頻率曲線，習(xí)慣上稱為理論頻率曲線。理論頻率曲線的建立，使頻率曲線的繪制和外延以數(shù)學(xué)函數(shù)式為依據(jù)，減少了曲線外延的任意性。（10）橋孔凈長(zhǎng)：設(shè)計(jì)水位上兩橋臺(tái)前緣（埋入式橋臺(tái)則為兩橋臺(tái)護(hù)坡坡面之間）的水面寬度，稱為橋孔長(zhǎng)度?？鄢繕蚨諏挾龋槝蚍较颍┖?，則稱為橋孔凈長(zhǎng)。（11）橋孔長(zhǎng)度設(shè)計(jì)水位上兩橋臺(tái)前緣（埋入式橋臺(tái)則為兩橋臺(tái)護(hù)坡坡面之間）的水面寬度，稱為橋孔長(zhǎng)度。（12）沖刷系數(shù)沖刷后與沖刷前的橋下過(guò)水面積之比，稱為沖刷系數(shù)。（13）橋面高程橋面高程是指橋面中心線上最低點(diǎn)的高程，必須滿足橋下通過(guò)設(shè)計(jì)洪水、流冰、流木和通航的要求，并且應(yīng)該考慮壅水、波浪、水拱、河灣凹岸水面超高以及河床

4、淤積等各種因素引起的橋下水位升高。（14）造床流量：與多年連續(xù)造床作用相當(dāng)?shù)哪硞€(gè)流量數(shù)值，稱為造床流量，其對(duì)河床形態(tài)的塑造作用最大。橋梁工程中，常取水位與河灘平灘水位齊平時(shí)的河槽流量作為造床流量。（15）推移質(zhì)輸沙率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)在過(guò)水?dāng)嗝鎲挝缓硬蹖挾壬?，通過(guò)的推移質(zhì)的質(zhì)量，單位為kg/s.m。（16）含沙量單位體積內(nèi)水流中所含懸移質(zhì)的質(zhì)量，單位是kg/m3。（17）泥沙起動(dòng)流速床面泥沙顆粒在各種外力作用下失去平衡，泥沙開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的水流垂線平均流速（m/s）。（18）水流挾沙能力在一定的水力條件和邊界條件下，單位體積的水流能夠挾帶泥沙的最大數(shù)量（質(zhì)量），包括懸移質(zhì)和推移質(zhì)的全部泥沙數(shù)量，稱為水流

5、的挾沙能力。（19）沖止流速橋下一般沖刷停止時(shí)的垂線平均流速稱為沖止流速。（20）河床演變?cè)谔烊粻顩r下或人類活動(dòng)的干擾后，河床形態(tài)逐漸的變化。（21）河相關(guān)系沖積河床在水沙長(zhǎng)期相互作用下，逐漸形成一種均衡的河床形態(tài)。描述這些河床均衡形態(tài)的幾何因素（河寬B、平均水深h、比降i、彎道半徑R等）與來(lái)水、來(lái)沙條件（Q、d等）存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，又稱均衡關(guān)系。（22）一般沖刷深度橋下河床在一般沖刷完成后從設(shè)計(jì)水位算起的某一垂線水深，以符號(hào)hp表示。（23）橋墩局部沖刷深度當(dāng)沖刷停止時(shí)，橋墩局部沖刷坑外緣與坑底的最大高差，稱為橋墩局部沖刷深度，一般假設(shè)其在一般沖刷完成后的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。二、問(wèn)答題1、河流的

6、基本特征有哪些。流域的特征。河流的基本特征一般用河流斷面，河流長(zhǎng)度及河流比降來(lái)表示。流域的特征分為幾何特征和自然地理特征。幾何特征：流域面積和流域形狀。自然地理特征：流域的地理位置和地形。2、 河川徑流形成過(guò)程分那幾個(gè)階段？簡(jiǎn)述徑流形成的影響因素。徑流形成過(guò)程：降雨過(guò)程流域蓄滲過(guò)程坡面漫流過(guò)程河槽集流過(guò)程影響徑流的主要因素：A.氣候因素：（1）降雨（2）蒸發(fā)B.下墊面因素C.人類活動(dòng)因素3、 利用形態(tài)斷面法求流量（謝才公式）。形態(tài)斷面（水文斷面）：計(jì)算流量所依據(jù)的河流斷面謝才滿寧公式： 或 （v：平均流速，復(fù)式斷面河灘河槽的平均流速分別計(jì)算；n：粗糙系數(shù)；R=A/X：水力半徑=斷面面積/濕周；

7、i：洪水比降） 寬淺河流（）： （）單式斷面：復(fù)式斷面：(PS：P33例2-4-1)4、 水文現(xiàn)象的特征和分析方法。特征：周期性，地區(qū)性，不重復(fù)性（偶然性）分析方法：成因分析法，地區(qū)歸納法，數(shù)理統(tǒng)計(jì)法5、 水文統(tǒng)計(jì)法中，常用的統(tǒng)計(jì)參數(shù)有哪些？我國(guó)暴雨徑流Cv值的變化規(guī)律。系列的數(shù)值特征值稱為該系列的統(tǒng)計(jì)參數(shù)統(tǒng)計(jì)參數(shù)有：（1）反映系列中隨機(jī)變量數(shù)值大小的特征：均值、中值、眾值 （2）反映各隨機(jī)變量離均程度：均方差、變差系數(shù) （3）反映各隨機(jī)變量對(duì)均值的對(duì)稱性：偏差系數(shù)我國(guó)暴雨凈流的值趨勢(shì)大致狹長(zhǎng)流域比扇形流域的大，小流域比達(dá)流域的大，山區(qū)河流比平原河 流的大，北方河流比南方河流的大。一般情況下，

8、融冰雪洪水的值較為穩(wěn)定，而暴雨洪水的值不夠穩(wěn)定。PS：（總體）或（樣本） （模比系數(shù)）6、 統(tǒng)計(jì)參數(shù)同密度曲線和頻率曲線的關(guān)系。（圖看P49） 反映密度曲線的位置變化，若及值不變，則曲線的形狀基本不變，但曲線的位置將隨的變化沿x軸移動(dòng)。 反映密度曲線的高矮情況，若及值不變，值愈大，表示頻率分布愈分散，曲線就愈顯得矮而胖；值愈小，表示頻率分布愈集中，曲線就愈顯得高而瘦；=0時(shí)將成為一條垂直線。 反映密度曲線的偏斜程度，若及值不變，0時(shí)，曲線的峰偏左（正偏態(tài)），值愈大峰愈向左偏；=0時(shí)，曲線的峰居中間，兩側(cè)對(duì)稱（正態(tài)）；0時(shí)，隨值的增大，曲線的頭部變陡，尾部變緩而趨平，23時(shí)，曲線尾部趨向水平；=

9、0時(shí)，正態(tài)分布，頻率曲線在海森幾率格紙上將成為一條直線；0時(shí)，隨值的減小，曲線的頭部趨平，尾部變陡。年最大流量系列無(wú)負(fù)值，頻率曲線總是頭部陡尾部緩。 7、 相關(guān)分析、相關(guān)系數(shù)。相關(guān)系數(shù)要達(dá)到什么標(biāo)準(zhǔn)才能進(jìn)行相關(guān)計(jì)算？ 直線相關(guān)： 相關(guān)系數(shù)R判別兩變量之間的相關(guān)程度 R=1，完全相關(guān)； R=0，零相關(guān)；R= -11，統(tǒng)計(jì)相關(guān)，R的絕對(duì)值愈接近1，相關(guān)程度愈密切。經(jīng)驗(yàn)值：R的絕對(duì)值大于0.8就可使用相關(guān)分析進(jìn)行資料數(shù)據(jù)的插補(bǔ)和延長(zhǎng)。數(shù)理統(tǒng)計(jì)：R的絕對(duì)值大于，兩系列間相關(guān)是密切的。（根據(jù)相應(yīng)隨機(jī)變量的個(gè)數(shù)n和信度查表得）=0.05表示錯(cuò)誤的概率是5%8、 推求橋涵設(shè)計(jì)流量有幾種方法？掌握適線法推求流

10、量的方法和步驟。須記?。?-4-1）、（3-5-5）、（3-5-11）、（3-6-10）等公式。利用特大值如何求流量（特大值頻率要記，公式（4-1-1）、（4-1-2）不需要記，但要明白各項(xiàng)含義）。（1）、方法有：根據(jù)流量觀測(cè)數(shù)據(jù)資料推算設(shè)計(jì)流量（適線法），應(yīng)用地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式推算設(shè)計(jì)流量（2）、經(jīng)驗(yàn)頻率： 平均流量： 變差系數(shù)： 偏差系數(shù)： 年最大流量（皮爾遜III型曲線或）： 頻率為P的洪峰流量；離均系數(shù)（值查表得，與頻率P和偏差系數(shù)有關(guān)），由上式知由，確定。（3） 適線法步驟：a.隨機(jī)變量從大到小排序，計(jì)算經(jīng)驗(yàn)頻率，繪出經(jīng)驗(yàn)頻率曲線；b.計(jì)算和，假定（m=24），繪出理論頻率曲線；c.調(diào)整m

11、值使理論頻率曲線與經(jīng)驗(yàn)頻率曲線盡量相符，也可適當(dāng)調(diào)整和（4） 特大值求流量：不同點(diǎn)在于有特大值時(shí)為不連續(xù)系列，以上（2）考慮連續(xù)系列。 有特大值時(shí)，經(jīng)驗(yàn)頻率：t年QnNb個(gè)xNl個(gè)xN實(shí)測(cè)期：n年 調(diào)查期：N年 考證期：N年N年內(nèi)共有a次特大值，其中b個(gè)特大值在實(shí)測(cè)系列之外， l個(gè)特大值在實(shí)測(cè)系列之內(nèi)，假定（N-a）年內(nèi)流量的均值與分布規(guī)律與n年內(nèi)的分布規(guī)律相同。最大值： 特大值： 以上和為初始值，最后用連續(xù)系列適線法。PS：例3-6-1 P539、 缺乏流量觀測(cè)資料時(shí)，對(duì)于跨越中小河流的橋梁，怎樣推算設(shè)計(jì)流量？推理公式和經(jīng)驗(yàn)公式從降雨量推算凈雨量的方法。（1） 、公路工程中位于小流域河流及溝

12、渠的橋梁和涵洞，以及公路排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量由暴雨資料推求。（2） 、從降雨量推算凈雨量，有兩種方法：a.降雨量乘以折減系數(shù)，即洪峰徑流系數(shù)，以表示；b.從降雨量中減去損失雨量，損失雨量可用損失參數(shù)（mm/h）表示。（3） 、方法a. 方法b. 北方： 南方： L主河溝長(zhǎng)度（km） I主河溝平均坡度（）（4）經(jīng)驗(yàn)公式： 10、 橋梁的修建前后，大中橋橋位河段的水流圖式發(fā)生了什么變化。水流圖式如何影響橋孔長(zhǎng)度的確定。 PS：緩流 急流 水流圖式反映了建橋后水流和泥沙運(yùn)動(dòng)的變化，表現(xiàn)了橋孔長(zhǎng)度、橋前壅水和橋下沖刷三者之間的關(guān)系，應(yīng)作為橋孔計(jì)算的分析依據(jù)。11、 河段的分類及其穩(wěn)定程度（表6-1-1）

13、。穩(wěn)定性河段、次穩(wěn)定性河段和不穩(wěn)定性河段的區(qū)別。峽谷河段和開(kāi)闊河段的區(qū)別要點(diǎn)及其橋孔布設(shè)區(qū)別要點(diǎn)。（1） 、穩(wěn)定性河段和次穩(wěn)定性河段的區(qū)別，前者河槽岸線、河槽、洪水主流均基本穩(wěn)定，變形緩慢；后者河灣發(fā)展下移，主流在河槽內(nèi)移動(dòng)。不穩(wěn)定性河段與次穩(wěn)定性河段的區(qū)別，前者主流在整個(gè)河床內(nèi)擺動(dòng)，幅度大變化快，河床有可能擴(kuò)寬；后者主流在河槽內(nèi)擺動(dòng)，幅度小。（2） 、穩(wěn)定級(jí)別分為、級(jí)（3） 、峽谷河段，河床窄深，床面巖石裸露或?yàn)榇笃采w，河床較大，多急彎、卡口，斷面呈V或U型；開(kāi)闊河段岸線整齊，河槽穩(wěn)定，斷面多呈U型，灘、槽分明，各級(jí)洪水流向基本一致。（4） 、橋孔布設(shè)：峽谷河段橋孔不得壓縮河槽，一般宜單

14、孔跨越，墩臺(tái)基礎(chǔ)可置于不同高程上；開(kāi)闊河段不得壓縮河槽，允許壓縮河灘，橋頭河灘路堤應(yīng)與洪水主流方向正交。（5） 、橋位選擇：峽谷河段：橋孔不得壓縮水流，盡量一孔跨過(guò)；開(kāi)闊河段：選在河槽穩(wěn)定、流速緩和處。12、 計(jì)算橋孔長(zhǎng)度時(shí)采用的設(shè)計(jì)流速。橋孔長(zhǎng)度的計(jì)算（經(jīng)驗(yàn)公式法，6-2-3）。 設(shè)計(jì)流速（即一般沖刷完成后的橋下平均流速）采用天然河槽平均流速 對(duì)于有明顯河槽的各類河段：13、 橋面高程的影響因素及確定方法。（6-3-12）、（6-3-13）和（6-3-14）（1）、引起橋下水位升高的因素：壅水、波浪、其他、急流河槽中橋墩的水流沖擊高度（2）、橋前最大用水高度： 橋下最大壅水高度為橋前的一半（

15、3） 、A。橋位處的波浪高度 計(jì)算橋面高程時(shí)，以橋位靜水面以上波浪高度的三分之二計(jì)入。 .取值，時(shí)=2.42，時(shí)=2.30 B。路堤（或?qū)Я鞯蹋┻吰绿幍牟ɡ伺栏?C。斜向的波浪爬高（4） 、水拱現(xiàn)象；河灣水位超高值（計(jì)入1/2）；局部股流壅高；河床淤積（5） 、急流河槽中橋墩的水流沖擊高度（6） 、不通航河段：（比較2者取max作為最低高程） 按設(shè)計(jì)洪水位計(jì)算 按流冰水位計(jì)算（7） 、通航河段：（比較3者取max作為最低高程） PS：例6-4-1 P14314、 泥沙的組成。泥沙的起動(dòng)流速與粒徑的關(guān)系。 （1）、泥沙組成：懸移質(zhì)（長(zhǎng)河段的河床演變）、推移質(zhì)以及床沙（橋梁上下游河床變形和墩臺(tái)附近

16、沖刷） （2）、泥沙的起動(dòng)流速床面泥沙顆粒在各種外力作用下失去平衡，泥沙開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的水流垂線平均流速（m/s）。對(duì)于大顆粒泥沙以第一項(xiàng)重力作用為主，對(duì)于極細(xì)顆粒以第二項(xiàng)粘結(jié)力為主。當(dāng)水深為1m時(shí)，繪制啟動(dòng)流速與粒徑d的關(guān)系曲線，兩條曲線形狀基本相同，在d=0.15mm附近，啟動(dòng)流速有最小值。該值右側(cè)啟動(dòng)流速以克服重力為主，啟動(dòng)流速隨粒徑增大而增大；該值左側(cè)，啟動(dòng)流速以克服粘結(jié)力為主，啟動(dòng)流速隨粒徑減小而增大。15、 副流的種類，螺旋流的凹凸岸沖刷和淤積情況。 （1）、種類：立軸副流（回流）、平軸副流（滾流）、順軸副流（螺旋流） （2）、在螺旋流作用下，自彎道進(jìn)口斷面逐漸流向凹岸，使凹岸沖刷，凸

17、岸淤積；凹岸沖刷在彎道出口斷面附近，沖刷最深。16、 影響河床演變的主要自然因素。河槽沖刷（動(dòng)床沖刷）與河灘沖刷（清水沖刷）。（1）、影響河床演變的主要自然因素：上游來(lái)水條件，即流量的大小和變化；上游來(lái)沙條件，即上游來(lái)沙量及其粒徑組成；河床地質(zhì)、土質(zhì)條件、河床比降為河床演變提供了邊界條件。（2）、17、沖刷的類型及計(jì)算。橋墩周圍的水流。如何確定墩臺(tái)最低沖刷線高程（橋墩和橋臺(tái)），橋臺(tái)沖刷深度計(jì)算特點(diǎn)。橋墩局部沖刷深度和行近流速的關(guān)系。斷面河相系數(shù)（7-2-5）、單寬流量集中系數(shù)（7-2-6）、一般沖刷最大水深的計(jì)算公式（7-3-6）。橋墩局部沖刷的計(jì)算（7-4-1）、（7-4-2）。 （1）、沖

18、刷類型：自然（演變）沖刷、一般沖刷、局部沖刷 （2）、在確定橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)埋置深度時(shí)，應(yīng)根據(jù)橋位河段具體情況，取河床自然沖刷、一般沖刷和局部沖刷的最不利組合，作為墩臺(tái)基礎(chǔ)埋深的依據(jù)。 （3）、橋墩的最低沖刷線高程： 橋臺(tái)的最低沖刷線高程： （4）、行近流速指橋墩上游處，未受繞流影響的墩前天然流速。由于假定局部沖刷是在一般沖刷完成后進(jìn)行的，故取一般沖刷終止后的墩前流速作為墩前行近流速，局部沖刷計(jì)算的墩前水深采用一般沖刷后的水深。 （5）、橋墩局部沖刷深度和行近流速的關(guān)系： 清水沖刷，沖刷深度隨行近流速直線增加；動(dòng)床沖刷，沖刷深度隨行近流速呈下凹曲線形式增大；在處這兩種狀態(tài)是連續(xù)的。 （6）、斷面河相系數(shù)： 單寬流量集中系數(shù)： 一般沖刷最大水深：（輸沙平衡原理） 橋墩局部沖刷：當(dāng)時(shí)， 當(dāng)時(shí)， 18、 導(dǎo)流堤的作用和設(shè)置原則。 作用：河灘流量較大時(shí)，橋上游應(yīng)修建導(dǎo)流堤，引導(dǎo)上游水流和河灘水流逐漸改變方向，形成平行水流，平順地通過(guò)橋孔，使橋下斷面的流速、水深及輸沙等分布都較均勻，避免橋下和橋頭出現(xiàn)集中沖刷。 設(shè)置原則：（1）、被橋頭路堤阻斷的河灘流量占總流量的15（單側(cè)河灘）或25（雙側(cè)河灘）以上時(shí)設(shè)置導(dǎo)流堤；（2）、小于以上數(shù)值，但阻斷流量的天然平均流速大于1.0m/s時(shí)，