橋涵水文總復(fù)習 (2)

1、橋涵水文橋涵水文總復(fù)習總復(fù)習第一、二章第一、二章 緒論、河流與流域緒論、河流與流域一、基本概念一、基本概念河流與流域的基本特征；水文循環(huán)與水量平衡；多河流與流域的基本特征；水文循環(huán)與水量平衡；多年平均水量平衡方程（陸地、海洋、全球）；徑流；年平均水量平衡方程（陸地、海洋、全球）；徑流；河川徑流；徑流形成的概念。河川徑流；徑流形成的概念。泥沙運動的基本概念：粒徑；粒徑級配曲線；容重泥沙運動的基本概念：粒徑；粒徑級配曲線；容重（重度）；沉降速度。（重度）；沉降速度。推移質(zhì)泥沙運動：推移質(zhì)泥沙運動：泥沙起動的概念；起動流速；推泥沙起動的概念；起動流速；推移質(zhì)輸沙率；沙波運動。移質(zhì)輸沙率；沙波運動。泥

2、沙分類：泥沙分類： 按泥沙在河槽中運動狀態(tài)分類：懸移質(zhì)、推移質(zhì)、按泥沙在河槽中運動狀態(tài)分類：懸移質(zhì)、推移質(zhì)、床沙；床沙； 按泥沙顆粒的大小和來源：沖瀉質(zhì)、床沙質(zhì)。按泥沙顆粒的大小和來源：沖瀉質(zhì)、床沙質(zhì)。懸移質(zhì)泥沙運動：懸移質(zhì)泥沙運動：含沙量。含沙量。水流挾沙能力定義。水流挾沙能力定義。河床演變的基本概念：河段分類及其與橋涵設(shè)計的河床演變的基本概念：河段分類及其與橋涵設(shè)計的關(guān)系；造床流量的定義及其確定方法；河相關(guān)系和關(guān)系；造床流量的定義及其確定方法；河相關(guān)系和河相系數(shù)的定義。河相系數(shù)的定義。二、計算題二、計算題徑流的度量單位及其換算。徑流的度量單位及其換算。第三章第三章 水文統(tǒng)計基本原理與方法水

3、文統(tǒng)計基本原理與方法一、基本概念一、基本概念概率和頻率的概念、概率和頻率的區(qū)別與聯(lián)系；總體、概率和頻率的概念、概率和頻率的區(qū)別與聯(lián)系；總體、樣本、樣本容量；抽樣誤差的概念；重現(xiàn)期、重現(xiàn)期樣本、樣本容量；抽樣誤差的概念；重現(xiàn)期、重現(xiàn)期與頻率的換算關(guān)系；設(shè)計頻率；橋涵設(shè)計流量；頻率與頻率的換算關(guān)系；設(shè)計頻率；橋涵設(shè)計流量；頻率曲線與統(tǒng)計參數(shù)的概念；統(tǒng)計參數(shù)的統(tǒng)計意義；統(tǒng)計曲線與統(tǒng)計參數(shù)的概念；統(tǒng)計參數(shù)的統(tǒng)計意義；統(tǒng)計參數(shù)對頻率曲線形狀的影響。參數(shù)對頻率曲線形狀的影響。二、計算題二、計算題)183(%1001)( nmxXPPm1、經(jīng)驗頻率公式、經(jīng)驗頻率公式2、參數(shù)估計的方法、參數(shù)估計的方法 矩法矩

4、法設(shè)橋位斷面年最大洪峰流量系列：設(shè)橋位斷面年最大洪峰流量系列： x1，x2， ，xn 記記均值：均值：)93(11 niixnx均方差和變差系數(shù)：均方差和變差系數(shù)：)133(1)(21 nxxnii )143(1)(112 nxxxxCniiV )143(1)1(12 nKCniiV記記記記偏態(tài)系數(shù)：偏態(tài)系數(shù)： CS = (34)CV 三點法（概念）三點法（概念） 適線法（步驟）適線法（步驟）3、設(shè)計值計算、設(shè)計值計算)263()1( xCxVPP記記 第四章第四章 設(shè)計洪峰流量設(shè)計洪峰流量 和設(shè)計水位計算和設(shè)計水位計算一、基本概念一、基本概念設(shè)計洪水標準（設(shè)計頻率）的概念；設(shè)計流量、設(shè)設(shè)計洪

5、水標準（設(shè)計頻率）的概念；設(shè)計流量、設(shè)計水位、設(shè)計流速的概念；特大洪水與特大洪水處計水位、設(shè)計流速的概念；特大洪水與特大洪水處理；資料審查的概念。理；資料審查的概念。二、計算題二、計算題1、特大洪水經(jīng)驗頻率計算方法、特大洪水經(jīng)驗頻率計算方法 獨立樣本法獨立樣本法特大洪水的經(jīng)驗頻率為：特大洪水的經(jīng)驗頻率為：)14(1 NMPM式中，式中， M = 1，2， ，a特大洪水的排位及首位特大洪水重現(xiàn)期特大洪水的排位及首位特大洪水重現(xiàn)期 N 確定確定一般洪水的經(jīng)驗頻率為：一般洪水的經(jīng)驗頻率為：)24(1 nmPm式中，式中，nllm, 2, 1 統(tǒng)一樣本法統(tǒng)一樣本法)14(1 NMPM式中，式中，M =

6、 1，2，a 特大洪水的經(jīng)驗頻率為：特大洪水的經(jīng)驗頻率為：)34(1)11(11)1( lnlmNaNalnlmPPPaMaMmm = l +1，l + 2，n 一般洪水的經(jīng)驗頻率為：一般洪水的經(jīng)驗頻率為：方法任選方法任選記，應(yīng)用記，應(yīng)用2、設(shè)計流量的推算方法、設(shè)計流量的推算方法 橋位斷面有實測流量資料的情況橋位斷面有實測流量資料的情況 用頻率分析（適線法）（用頻率分析（適線法）（第三章第三章 ），包括特大值），包括特大值處理（第四章）處理（第四章） 橋位斷面橋位斷面無實測流量資料的情況無實測流量資料的情況1）大、中河流：歷史調(diào)查洪水反推統(tǒng)計參數(shù)或直接作）大、中河流：歷史調(diào)查洪水反推統(tǒng)計參數(shù)或

7、直接作 部分頻率曲線（部分頻率曲線（了解了解）2）小河流：推理公式、經(jīng)驗公式（）小河流：推理公式、經(jīng)驗公式（了解了解）3、設(shè)計水位、設(shè)計流速計算、設(shè)計水位、設(shè)計流速計算 橋位斷面有實測資料橋位斷面有實測資料 由設(shè)計流量由設(shè)計流量QP，直接利用橋位斷面直接利用橋位斷面ZQ 關(guān)系曲線、關(guān)系曲線、ZV關(guān)系曲線，求出設(shè)計水位關(guān)系曲線，求出設(shè)計水位ZP、VP。 橋位斷面無實測資料橋位斷面無實測資料 利用實測橋位斷面圖，用謝才利用實測橋位斷面圖，用謝才- -曼寧公式計算曼寧公式計算ZQ、 Z、 ZV關(guān)系曲線，然后推求關(guān)系曲線，然后推求ZP、VP。 2132JRnVQ 復(fù)式斷面，灘槽要分開計算：復(fù)式斷面，灘

8、槽要分開計算：ttCCtCVVQQQ CtCtQQQ tttQV 記，應(yīng)用記，應(yīng)用hR 第五章第五章 橋涵孔徑計算橋涵孔徑計算1、基本概念、基本概念一、大、中橋一、大、中橋水流圖式的概念；水流圖式反映什么？橋孔長度、橋水流圖式的概念；水流圖式反映什么？橋孔長度、橋孔凈長、跨徑、凈跨徑；橋面標高；橋下凈空高度；孔凈長、跨徑、凈跨徑；橋面標高；橋下凈空高度；各種壅水高度形成的原因。各種壅水高度形成的原因。2、橋孔長度計算方法、橋孔長度計算方法 沖刷系數(shù)法沖刷系數(shù)法 建立公式的基本概念；別列柳伯斯基的假定；建立公式的基本概念；別列柳伯斯基的假定；沖刷系數(shù)；（沖刷系數(shù)；（5-25-2）式的意義。）式的

9、意義。)25()1( SPgPVQ )35(375. 01 jSlV CSVVld 不記，會用不記，會用 經(jīng)驗公式（經(jīng)驗公式（了解了解）3、橋面標高計算方法、橋面標高計算方法)105(min DjShhhZZ 非通航河段非通航河段 通航河段通航河段)115(min DmMhhZZZS = ZP4321hhhhh 記記記記0:,21221 hhhhy 急急流流沖沖高高，對對緩緩流流河河段段河河灣灣超超高高,21,3243wLhhhh 對通航河段，兩種都要算，取大者。對通航河段，兩種都要算，取大者。 第六章第六章 橋梁墩臺沖刷計算橋梁墩臺沖刷計算一、基本概念一、基本概念沖刷計算的簡化方法：自然沖刷

10、沖刷計算的簡化方法：自然沖刷h、一般沖刷、一般沖刷hP、 局部沖刷局部沖刷hbbPhhh bPshhhh 三部分沖刷形成的原因。三部分沖刷形成的原因。二、一般沖刷計算（二、一般沖刷計算（公式不記，掌握應(yīng)用公式不記，掌握應(yīng)用）1、64-1 修正式（按沖止流速概念建立的公式）修正式（按沖止流速概念建立的公式） 沖止流速；公式建立的概念；一般沖刷深度表沖止流速；公式建立的概念；一般沖刷深度表示方法。示方法。)66()(max53max61533561 ccjcPccjcPPhhdELAQhhdELAQh 適用條件：非粘性土河槽，橋下全部為河槽或橋下河適用條件：非粘性土河槽，橋下全部為河槽或橋下河 槽

11、部分。槽部分。應(yīng)用說明：應(yīng)用說明： 當橋下斷面全為河槽，當橋下斷面全為河槽，Lcj = Lj = L- -nd，QcP = QP。 當橋孔壓縮部分河灘，橋下河槽不會擴寬至全當橋孔壓縮部分河灘，橋下河槽不會擴寬至全 橋，則：橋，則：)86( PtcccPQQQQQLLcQcZSZmtQ左左 tQ右右 tttQQQ右右左左 dnLLccj 當橋孔壓縮部分河灘，橋下河槽會擴寬至全橋，當橋孔壓縮部分河灘，橋下河槽會擴寬至全橋，則認為橋下全部為河槽，則認為橋下全部為河槽，Lcj=Lj=L- -nd，QcP=QP， 不不變。變。ch 值的確定：通常按橋位上游附近枯水位或中值的確定：通常按橋位上游附近枯水位

12、或中低水位實測過水斷面圖求得；也可利用設(shè)計水位時的低水位實測過水斷面圖求得；也可利用設(shè)計水位時的實測橋位斷面圖求得。實測橋位斷面圖求得。 chhmaxcccLh mSZZhmax 當橋下河床由多層成分不同的土質(zhì)組成，分層當橋下河床由多層成分不同的土質(zhì)組成，分層土河床的沖刷可采用逐層漸進試算法進行。土河床的沖刷可采用逐層漸進試算法進行。2、64-2簡化式（按輸沙平衡建立的公式）簡化式（按輸沙平衡建立的公式） 輸沙平衡的概念；建立公式的概念。輸沙平衡的概念；建立公式的概念。)116()1()(04. 1max66. 0290. 02 hBBQQAhccP 適用條件：沙質(zhì)（非粘性土）河槽。橋下全部為

13、適用條件：沙質(zhì)（非粘性土）河槽。橋下全部為 河槽或橋下河槽部分。河槽或橋下河槽部分。應(yīng)用說明：應(yīng)用說明： 當橋下斷面全為河槽當橋下斷面全為河槽，Q2 = QP，B2 =Lc . 當橋孔壓縮部分河灘，橋下河槽不會擴寬至全當橋孔壓縮部分河灘，橋下河槽不會擴寬至全 橋，則：橋，則：LLcQcZSZmtQ左左 tQ右右 )86( PtcccPQQQQQccPLBQQ 22,)116()1()(04. 1max66. 090. 0 hLBQQAhccccPP 式中，式中，Lc建橋后橋下河槽寬度。建橋后橋下河槽寬度。 當橋孔壓縮部分河灘，橋下河槽會擴寬至全橋，當橋孔壓縮部分河灘，橋下河槽會擴寬至全橋，則認

14、為橋下全部為河槽：則認為橋下全部為河槽：LBQQP 22三、局部沖刷計算（三、局部沖刷計算（公式不記，掌握應(yīng)用公式不記，掌握應(yīng)用）局部沖刷的概念；局部沖刷表示方法；起沖流速。局部沖刷的概念；局部沖刷表示方法；起沖流速。1、65-1 修正式修正式)(06 . 010VVBKKhVVb 當當1)(000006 . 010nbVVVVVVBKKhVV 當當2、65-2公式公式)(0015. 06 . 020VVVhBKKhVVPb 當當2)(0015. 06 . 020nPbVVVhBKKhVV 當當3、一般沖刷結(jié)束后墩前行近流速（、一般沖刷結(jié)束后墩前行近流速（沖止流速沖止流速）計算）計算 64-1

15、修正式修正式3261PhdEV 64-2簡化式簡化式ccccVhhBBQQAV32)()1()(04. 1max34. 021 . 021 . 0 式中，式中，Vc為天然河槽平均流速。為天然河槽平均流速。ZShmaxhPhbhs基底高程基底高程天然河底天然河底橋墩橋墩c ch hP hb總沖刷深度總沖刷深度hs：bPshhhh 墩臺基底埋置高程：墩臺基底埋置高程：cbPscssjdhhhZhZZ 式中，式中，c為基底埋深安全值。為基底埋深安全值。四、四、墩臺基底最小埋置深度計算墩臺基底最小埋置深度計算左橋臺右橋臺CBSZtB河槽河灘【例例1 1】無通航河段上某橋位斷面如圖所示，斷面為無通航河段

16、上某橋位斷面如圖所示，斷面為寬淺型，河槽、河灘斷面形狀近似矩形。寬淺型，河槽、河灘斷面形狀近似矩形。河槽寬度河槽寬度Bc=210m，底部平均高程，底部平均高程42.0m，糙率，糙率nc=0.028。河灘寬度。河灘寬度Bt=236m，底部平均高程，底部平均高程43.8m，糙率糙率nt=0.032。水面比降。水面比降J=0.0005。參照橋頭引道路。參照橋頭引道路基高程，已確定橋面標高基高程，已確定橋面標高47.10m，橋下各種水面升高，橋下各種水面升高值之和值之和 =0.42m，橋下凈空高度，橋下凈空高度hj=0.5m，橋梁，橋梁上部結(jié)構(gòu)高度上部結(jié)構(gòu)高度hD=1.18m，選，選50m標準跨徑（橋

17、墩中標準跨徑（橋墩中心間距），墩寬心間距），墩寬2m。 h 取左岸邊為起點距的零點，左橋臺位置已定，橋臺取左岸邊為起點距的零點，左橋臺位置已定，橋臺前緣位于零點。沖刷系數(shù)前緣位于零點。沖刷系數(shù)P=1.1，試用沖刷系數(shù)法推，試用沖刷系數(shù)法推求最小橋孔長度。求最小橋孔長度。SPgjSPVQlblV)1(,375. 01 21322132JhnJRnQ 謝才謝才-曼寧公式：曼寧公式：已知沖刷系數(shù)法計算公式如下：已知沖刷系數(shù)法計算公式如下： DjShhhZZ min)(min DjShhhZZ m00.45)18. 150. 042. 0(10.47 解：解：（1）求設(shè)計水位：）求設(shè)計水位： 橋面標高

18、：橋面標高： （2）求設(shè)計流量、設(shè)計流速）求設(shè)計流量、設(shè)計流速sm /66. 10005. 00 . 3028. 012132 mZhSc0 . 300.4200.450 .42 mZhSt2 . 18 .4300.458 .43 河槽平均水深：河槽平均水深： 河灘平均水深：河灘平均水深：21321JhnVccc 河槽設(shè)計流速：河槽設(shè)計流速：sm /104766. 10 . 32103 河槽設(shè)計流量：河槽設(shè)計流量：ccccccVhBVQ 河灘設(shè)計流速：河灘設(shè)計流速： 21321JhnVttt sm/79. 00005. 02 . 1032. 012132 河灘設(shè)計流量：河灘設(shè)計流量： tttt

19、VhBQ sm /22379. 02 . 12363 設(shè)計流量：設(shè)計流量： smQQQtcP/127022310473 設(shè)計流速取天然河槽平均流速：設(shè)計流速取天然河槽平均流速： smVVcS/66. 1 （3）求通過設(shè)計洪水橋下理論上所需的毛過水面積：）求通過設(shè)計洪水橋下理論上所需的毛過水面積：987. 025066. 1375. 01375. 01 jSlV 04. 0502 lb SPgPVQ)1( 273466. 11 . 1)04. 01(987. 01270m 左橋臺右橋臺CBSZtB河槽河灘（4）確定橋孔長度：）確定橋孔長度：河槽必須布置橋孔，可布置河槽必須布置橋孔，可布置4孔，橋

20、下過水面積孔，橋下過水面積 26303210mhBccc 河灘可布置兩孔，橋下過水面積河灘可布置兩孔，橋下過水面積 21082 . 1)10250(mt 22734738108630mmgtc 答：橋孔布置答：橋孔布置6孔，最小橋孔長度孔，最小橋孔長度298m，橋孔凈長，橋孔凈長 288m?！纠? 2】某橋位斷面如圖所示，設(shè)計流量某橋位斷面如圖所示，設(shè)計流量QP =4480=4480m3/s，設(shè)計水位，設(shè)計水位ZS =34.28=34.28m，相應(yīng)過水面積，相應(yīng)過水面積=1555=1555m2，天然河槽寬度，天然河槽寬度 ，河槽最深，河槽最深處高程處高程Zm=25.83=25.83m。經(jīng)計算

21、橋孔長度。經(jīng)計算橋孔長度L=238=238m，擬，擬采用四孔，單跨徑采用四孔，單跨徑l=60=60m（橋墩中心間距），墩寬（橋墩中心間距），墩寬b=2.0=2.0m。單寬流量集中系數(shù)。單寬流量集中系數(shù)A=1.10=1.10，系數(shù)，系數(shù)E=0.660.66，河床泥沙河床泥沙mBc246 0 . 2 d平均粒徑平均粒徑 mm。取橋位斷面為計算取橋位斷面為計算斷面，試推求橋下斷面，試推求橋下河槽的一般沖刷深河槽的一般沖刷深度。度。解解：（1）?。┤SVV smQVPc/88. 215554480 （2）dlVlVCjS 375. 01375. 01 981. 026088. 2375. 01 （3

22、）mndLLLjcj23223238 033. 0602 lb （5）smQQPcP/44803 （6）64-1公式公式53max6135)( ccjCPPhhdELAQh 32. 645. 8266. 0232981. 0448010. 15361 m13.10 （4）mZZhmS45. 883.2528.34max mBhCc32. 62461555 （7）64-2公式公式max66. 090. 0)1()(04. 1hLBQQAhccccPP 45. 8238)033. 01(981. 0246)448044801 . 1(04. 166. 090. 0 m13.10 【例例3 3】某橋

23、位斷面如圖所示：某橋位斷面如圖所示：設(shè)計流量設(shè)計流量QP=3609m3/s，相應(yīng)過水面積，相應(yīng)過水面積=1350m2，設(shè)，設(shè)計水位計水位ZS=34.28m，河槽最深處標高，河槽最深處標高Zm=25.83m。經(jīng)。經(jīng)計算橋孔長度計算橋孔長度L=238m，擬采用四孔，單跨，擬采用四孔，單跨l=60m（橋（橋墩中心間距），墩寬墩中心間距），墩寬b=2.0m。橋下河槽河灘過水面。橋下河槽河灘過水面積及河寬分別為積及河寬分別為c=990m2，Bc =160m，t左左=20m2，Bt左左=10m，t右右=180m2，Bt右右=68m。天然河槽平均流。天然河槽平均流速速Vc=3.10m/s，單寬流量集中系數(shù)，

24、單寬流量集中系數(shù)A=1.05，系數(shù)，系數(shù)E=0.66，河床泥沙平均粒徑，河床泥沙平均粒徑 。mmd0 . 3 53max6135)( ccjcPPhhdELAQh 式中：式中：Lcj為橋下河槽部分橋孔凈長。為橋下河槽部分橋孔凈長。641公式如下：公式如下：642公式如下：公式如下：max66. 090. 0)1()(04. 1hLBQQAhccccPP 式中：式中：Lc為橋下河槽部分橋孔長度。為橋下河槽部分橋孔長度。橋下斷面河槽部分通過設(shè)計流量的計算公式如下：橋下斷面河槽部分通過設(shè)計流量的計算公式如下： 式中：式中： 為天然狀態(tài)下橋下河槽流量，為天然狀態(tài)下橋下河槽流量， 為天然狀態(tài)為天然狀態(tài)下橋下河灘部分通過的流量。下橋下河灘部分通過的流量。PtcccPQQQQQ cQtQ （2）河槽不穩(wěn)定會擴寬至全橋，求）河槽不穩(wěn)定會擴寬至全橋，求橋下河床的一般橋下河床的一般 沖刷深度。沖刷深度。（1）河槽穩(wěn)定不會擴寬，求）河槽穩(wěn)定不會擴寬，求橋下河槽部分的一般沖橋下河槽部分的一般沖 刷深度；刷深度；求：求：解：解：64-1公式公式980. 026010. 3375. 01375. 01375. 01 dlVlVcjS （1）mdnBdnLLcccj15622160