桥涵水文勘测设计径流计算方法
公路小桥涵设计流量计算方法
公路小桥涵设计流量计算方法咱今儿个就来聊聊公路小桥涵设计流量计算方法。
嘿，你可别小瞧了这事儿，它就像是给小桥涵搭起的坚实骨架呢！先来说说为啥要算这个设计流量。
就好比你要盖房子，得知道能承受多大的重量吧，这小桥涵也一样啊，得清楚多大的水流量它能扛得住，不然大水一来，那不就垮啦？这可不是闹着玩儿的！那怎么算呢？常用的方法有好几种呢。
比如说径流形成法，这就像是追踪水流的来龙去脉，从降雨开始，看雨水怎么汇聚成小溪小河，最后变成能冲击小桥涵的流量。
这过程可不简单，得考虑好多因素呢，像降雨强度、流域面积、地形地貌啥的。
你想想，一场大雨在平原和在山区形成的水流能一样吗？肯定不一样呀！还有一种叫水文统计法，这就有点像总结过去的经验教训。
看看以前发生过的洪水流量是多少，然后根据这些数据来推测未来可能出现的最大流量。
这就好比你知道了过去考试的最高分，就能大概猜到下次考试的难度上限一样。
咱再说说计算过程中要注意的事儿。
那可得仔细咯，不能有一点马虎。
就像你做数学题，一个小数点错了，那结果可能就差十万八千里。
比如说数据的准确性，要是你收集的数据本身就不靠谱，那算出来的能对吗？那不是白忙活啦！还有啊，不同地区、不同情况下，适用的方法也可能不一样。
就像你在北方穿棉袄，到了南方可能就穿短袖了，得因地制宜呀！不能生搬硬套，那可不行。
而且啊，这计算可不是一锤子买卖。
随着时间推移，环境会变，数据也得跟着更新。
你总不能一直用老黄历吧？那不是跟不上时代啦！总之，公路小桥涵设计流量计算方法这事儿，真的很重要。
就像给小桥涵找了个好保镖，能让它们稳稳地为我们服务。
咱可不能轻视它，得认真对待，才能让我们的公路更安全、更通畅。
你说是不是这个理儿呢？咱得把这事儿做好了，让小桥涵能经得住水流的考验，为我们的出行保驾护航呀！。
桥涵水文
一、用桥下过水面积计算桥孔长度（冲刷系数法）冲刷系数法原理：利用桥位断面的设计流量Qs和设计水位Hs，根据水力学的连续性原理(Q=Av),求出桥下顺利宣泄设计洪水时所需要的最小过水面积，用以确定桥孔的最小长度。
计算桥孔长度时，常采用天然河槽平均流速作为设计流速（即一般冲刷？完成后的桥下平均流速）。
一般冲刷：建桥后桥孔压缩了水流，桥下流速增大到一定数值时，桥下河槽开始冲刷即称为一般冲刷总过水面积：设计水位下过水总面积之和。
有效过水面积：扣除桥墩面积设计流速：天然河槽平均流速（不冲刷流速）冲刷系数定义p：桥下河床冲刷后过水面积与冲刷前过水面积之比值p。
冲刷的类型桥梁墩台冲刷是一个综合冲刷过程，可分为三部分：桥位河段因河床自然演变而引起河床的自然演变冲刷；因建桥压缩水流而引起桥下整个河床断面普遍存在的一般冲刷；由于桥墩台阻水而引起的河床局部冲刷。
其实桥梁墩台冲刷是受多种因素同时交叉影响产生的，但是为了便于研究和计算，我们把墩台周围总的冲刷深度，假定为这三种冲刷先后进行，分别计算，然后叠加。
二、绘制最大冲刷线1、全部冲刷完成后，墩柱最大冲刷水深包括三个部分,桥墩最低冲刷线高程为Hmin：Hmin=Hs-h-hp-hb-△h式中：Hmin——最低冲刷线高程（m）;Hs ——设计水位(m)h——计算墩柱处水深（m）hp——一般冲刷深度(m);hb——局部冲刷深度(m);△h——自然演变冲刷深度（m）；2、桥台最低冲刷线的标高：Hmin=Hs-hs-h -△h式中：Hs——桥位断面的设计水位（m）；hs—桥台所在位置的冲刷深度（m）。
h—桥台所在位置的平均水深（m）。
△h——自然演变冲刷深度（m）；2、桥梁各墩台基底最浅埋置标高HJM=Hmin-△(m)式中：HJM—墩台基底最浅埋置标高（m）；Hmin—墩台最大冲刷时的标高（m）；△—基底埋深安全值（m）。
小桥的孔径计算与大中桥的区别：大中桥：以冲刷系数作控制条件，容许桥下河床发生一定的冲刷，采用天然河槽断面平均流速作为桥孔设计流速，并按自由出流条件，由计算的过水面积推求桥孔长度。
桥梁设计水文计算
一、设计洪水流量计算1、已知资料该桥上游流域面积2.607KM2，桥址以上干流长度2.40KM（见地形图附后），河道干流坡降0.03464，该河道上游为山区，下游则为丘陵区。
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SK252-2000，该河道应按20年一遇洪水设计。
2、根据水文图集，该流域多年平均降雨量682毫米，多年平均24小时降雨量120毫米，最大年降雨1466毫米。
流域特性参数K=L/J1/3×F2/5=2.40/0.250×1.467=6.571Cv=0.62。
3、20年一遇KP=2.24，H24均=120mm，20年一遇H24均=120×2.24=268.8，根据q m-H24-K曲线查得q m=14.0M3/S,二十年一遇的最大洪峰流量Q=q m×F=14.0×2.40=33.6M3/S,4、50年一遇KP=2.83，50年一遇H24均=2.83×120=339.6，Qm=23.5M3/S五十年一遇的最大洪峰流量Q=23.5×2.40=56.4M3/S,二、桥孔的宽度确定按无底坎宽顶堰计算桥孔过水能力，按水深1.2米，进行计算宽度BB=Q/1.5H3/2=33.8/1.5×1.23/2=20.0米设计过水断面宽30-1.2×2=27.6米。
50年一遇校核水深H=[56.4÷(1.5×27.6)]2/3=1.59米。
三、冲刷计算1、一般冲刷按以下公式计算h p=(AQ S/UL j Ed1/6)3/5h max/h cp式中h p桥下河槽一般冲刷后最大水深（m）Q s设计流量为56.4m3/sL j桥孔净长27.6mh max计算断面下河槽的最大水深=1.8mh cp计算断面桥下河槽的平均水深=1.2md河床泥砂的平均粒径d=3mmμ压缩系数μ=0.850E与汛期含砂量有关的参数E=0.66A为单宽流量集中系数A=(B1/2/H)0.15=(91/2/1.2)0.15=1.15h p=(AQ S/UL j Ed1/6)3/5h max/h cp=[1.15×56.4/(0.850×27.6×0.66×31/6)]3/5×1.8/1.2=3.17(m)2、局部冲刷采用公式：V=V z=Ed1/6Hp2/3=0.66×31/6×3.172/3=1.71(m/s)V0=(h p/d)0.14[29d+0.000000605(10+h p)/d0.72]1/2=(3.17/0.003)0.14×[29×0.003+0.000000605×（10+3.17）、0.0030.72]1/2=0.78（m/s）1V=0.75(d/h p)0.1(V0/Kξ)=0.75×(0.003/3.17)0.1×(0.78/0.98)=0.30(m/s)Kξ为墩型系数。
设计径流量计算
设计径流量计算径流量是指某一水域（河流、湖泊或湿地等）的流出量，是水文研究的重要内容，也是水利工程设计中的基础。
径流测量在水文研究以及水利工程设计中有其独特的地位，了解水文研究和水利设计中径流量计算的原理和方法，对设计工程师来说至关重要。
一、径流量计算的基本原理径流量表示水域某一时刻流出量，它可以从物理属性、社会和经济状况等方面考虑。
简单地说，径流量计算涉及从恒定排放口到期望流出口的水分控制及水的流动的过程。
径流量计算根据水文因子或期望的结果来进行，其计算公式为：Q=A*H*U，其中，Q表示径流量，A表示排放口到期望流出口径流流域面积，H表示径流流域平均水面高度，U表示径流流域平均流速。
二、径流量计算的方法1、水力学方法水力学方法是一种均一的计算方法，根据围堰空腔或围堰贯流液体的动力水力学定律计算径流量，采用Bernouli定律、能量定律、动量定律等水力学定律和方程来确定流量。
2、排深法排深法是一种变化的计算方法，它利用从恒定排放口到期望流出口的水深计算径流量，采用洪水形成洪水库的计算公式U=C*H^1.5，其中，U表示流速，C表示排深系数，H表示河道水深。
3、液体轻液位高度计算法液体轻液位高度计算法是一种最常用的计算方法，它利用从恒定排放口到期望流出口的液位高度计算径流量，其计算公式为：Q=K*H^2，其中，Q表示流量，H表示液位高度，K表示液位高度计算系数。
三、径流量计算的优缺点1、优点（1）径流量计算简单、方法简单，不需要繁杂的仪器设备，可以快速准确地计算出径流量。
（2）可以从排深或液位高度的结果准确地反映河流中水力状况，据此计算出径流量，可以更好地控制水力。
2、缺点（1）径流量计算的结果容易受水力特征及水文因子影响，若排深受特定水力要素的影响较大，则径流量计算结果可能产生偏差。
（2）径流量计算的误差还受河道的水文、地质、社会等影响较大，这些因素都可能导致计算结果的偏差。
四、总结径流量计算是水文研究和水利设计中重要的内容，它涉及从恒定排放口到期望流出口的水分控制及水的流动的过程。
径流量的计算方法
径流量的计算方法
1. 嘿，你知道不，径流量可以通过测量河流的横断面面积再乘以平均流速来计算呀！就好比说一条河，横断面面积超大，水流速度也超快，那径流量肯定就大得惊人啦！想想看，要是咱能准确算出径流量，那对很多事情可都太重要啦。
2. 或者可以用降水总量减去蒸发量和下渗量来算径流量哦！你想想下雨的时候，水不是都往地上流嘛，但是会有一部分蒸发掉，还有一部分渗到地下，剩下的就是径流量啦。
就像你端了一盆水，倒出去一些，蒸发掉一些，剩下的你就知道有多少啦，是不是很好理解呀！
3. 还有一种方法嘞，就是根据流域的特性和相关数据来估算径流量呀。
哎呀，这就好像你了解一个人的性格特点，就能大概猜到他会怎么做一样。
比如某个流域常年降水丰富，那径流量大概率就不会小呀，对吧？
4. 用多年平均径流量来推测当下的径流量也是个办法哟！这就好像你参考过去你考试的平均分来估计这次考试的成绩嘛。
如果过去一直都挺多，那现在也应该不会少到哪里去呀，是不是这个道理？
5. 咱还可以通过模型来计算径流量呢！这就跟搭积木一样，把各种数据放进去，就能搭建出径流量的大致情况啦。
是不是感觉超神奇的呀！
6. 另外呀，结合地理信息系统来精准确定径流量也是很牛的方法呢。
这就好像给径流量画上了精确的地图，每个地方都能看得清清楚楚。
哇塞，科
技的力量可真强大呀！总之呢，径流量的计算方法有好多，每一种都可能给我们带来新发现呢！。
大桥水文计算模板
57.15767665 126.79 58.32 2.174 2.118 1.986 1.941 246.092 0.156709 m3/s > m/s m
流速V=Mz*Hp^2/3*Iz^0.5= 流量 Q = ω V = 由于 (Q-Qp)/Qp = 三、孔径计算 取设计流量Qs= 1、利用经验公式计算 1）河槽宽度公式 根据桥位手册查表8.2.1-1
则初步拟定桥孔长度48m，桥型采用3*16米预应力钢筋混凝土空心简支板桥 1.941 0.072168784 1.941 207 m /s m /s
3 2
m/s
板长 = 墩宽 b = Lj = 桥梁孔数
16.00 1.00 12.85640646 3
m m m 孔
第2页
压缩系数μ =1-0.375(Vs/Lj)= 冲刷系数P=Q/（Qmμ （1-λ ））*V桥/V槽= 桥下毛过水面积ω q=Qs/(μ (1-λ )VsP)= 孔径B=ω q/hcp= ω j=(1-λ ）ω q= Vq=0.5X(Qs/ω j+Vc)= 四、桥面标高计算 1、雍水高度 Ky =0.5/(Vm/g^0.5-0.1)= Kn =2/(Vm/Vom-1)^0.5= 桥前雍水高度Δ Z=KnKy(Vq2-Vch2)/2g= 2、波浪高度 风速取 W = 浪程取 L = 波浪高度 H0 = 0.0166W 3、桥面标高 桥面横坡为I= 横坡差Δ h=I*B/2= 板厚取 计算水位 Hm= 五、冲刷计算 1、一般冲刷 1、64-1修正式： 平滩水位时河槽宽度B= 单宽流量集中系数A=(B 含沙量E取 hp=1.04(AQs/Qc)^0.9)(Bc/(1-λ )/μ /B2)^0.66*hmc= 2、桥墩局部冲刷 1.按 65-1修正式： V=VZ=Ed1/6hp2/3 = V0=0.0246(hp/d) V>V0 V0'=0.462(d/B) n=(V0/V) Kη =0.8(1/d 3、总计冲刷 总计冲刷深度hs(65-1)=hp+hb= 桥墩基底最小埋置标高Hm=Hs-hs-1.5= 冲止标高 3.9 1484.8 1486.3045 m m 1.496 复核 1.496
关于公路桥涵水文分析与计算方法的
关于公路桥涵水文分析与计算方法的汇报人：日期:•引言•水文基础知识•公路桥涵水文分析方法•水文计算方法与应用目•水文分析与计算中的不确定性及处理方法•结论与展望录引言01提高设计效率水文分析可为桥梁和涵洞的设计提供科学依据，减少不必要的设计迭代。
节约建设成本合理的水文分析有助于优化设计方案，降低建设成本。
确保桥梁和涵洞的安全性通过水文分析，可以了解水流特性，预防洪水等自然灾害对桥梁和涵洞的破坏。
公路桥涵水文分析的意义03评估河床演变预测河床在长时间水流作用下的变形和演变，为桥梁和涵洞的设计使用年限提供依据。
01确定设计洪水峰值流量通过历史洪水数据和统计分析，预测未来可能发生的最大洪水流量。
02计算水流冲刷力分析水流对桥墩、桥台和涵洞基础的冲刷作用，确保结构的稳定性。
水文分析与计算的目的通过以上内容的学习，读者可以全面了解公路桥涵水文分析与计算方法的基本原理和应用，为实际工程提供有力支持。
工程实例分析：结合具体公路桥梁和涵洞工程实例，展示水文分析和计算方法的实际应用。
桥涵水文计算：讲解如何计算设计洪水峰值流量、水流冲刷力、河床演变等关键参数。
水文基础知识：介绍水文循环、河流类型、洪水频率等基本概念。
水文分析方法：阐述如何收集和处理水文数据，进行洪水频率分析、径流计算等。
本讲义的内容概述水文基础知识02描述的是地球上水从海洋、陆地和大气之间循环的过程，包括蒸发、降水、地表径流和地下渗透等环节。
在公路桥涵设计中，需要充分考虑到水文循环的影响，以防止水患并确保桥涵的稳定性。
水文循环指的是在任意时段内，一个流域或水体的输入水量（如降水、入渗等）与输出水量（如蒸发、径流等）应保持平衡。
在公路桥涵设计中，水量平衡原理可用于确定桥涵的过水能力，以确保在极端水文事件下桥涵的安全。
水量平衡水文循环与水量平衡大气中的水分以雨、雪等形式降落到地面的过程。
降水是公路桥涵设计中的重要参数，影响桥涵的排水设计和洪水频率分析。
桥涵水文计算基本方法
（2）水文观测资料的收集、整理和插补延长
1） 调查法：通过调查、走访河流两岸附近居民，通过他们对历史洪水的记忆对已有 的水文系列进行插补和延长。 2）考证法：通过文献、历史记载、碑刻、民间传说等对已有的水文系列进行插补和 延长。 3）两系列的相关分析法：若分析站水文系列较短，而同一流域内或相近的另系列水 文系列较长，则可将该站作为参证站，将两站的水文系列通过回归分析的方法得 到相关方程，再通过相关方程对较短的分析站水文系列进行插补和延长，从而得 到更长的水文系列。 4）流域面积比拟法：当上、下游水文站与测站流域面积相差不超过 10％可直接引用。 如较大但不超过20％可按下式计算：
第一节
水文勘测分析计算基本途径
桥涵水文计算、分析基本途径如下：
1、有水文观测资料—— —— 水文统计法 2、无水文观测资料—— --形态断面法 3、无水文观测资料（无居民)—经验公式法
有水文系列观测资料时水文统计法 （1）资料搜集和准备
了解桥梁所处的位置和所属河流、水系，勾绘汇水面积。 收集与本桥位相关的水文、气象资料。 1）水文站的多年连续或不连续流量系列。 2）水位站的多年连续或不连续水位系列。 3）水文站多年使用的基本水文参数，如：糙率、比降、流速。 4）桥位上游是否有水坝，若有，其设计、较核频率各是多少、与桥梁设计 同频率的放流情况如何。 5）桥位附近是否有与已知水文站相关的其它水文站。 该水文站的水文 系列如何。 6）调查、搜集历史洪水情况（年份、流量、水位）。 7）收集所处地区的有关风、雨、流冰、气温等气象资料。
0.29
2.06 3.38 0.11 1.43 3.59 1.28 0.61 1.04 0.16 0.39
∑
35222
24
桥涵水文4
第一节 桥位河段水流图式和桥孔布置原则 第二节 桥孔长度计算 第三节 桥面高程 第四节 桥下河床冲刷计算
桥涵水文
本章主要任务在于计算大中桥桥孔长度、桥面标 高、墩台基础的埋置深度。
小桥涵孔径，一般按水力学方法确定，而确定大 中桥孔径，要比确定小桥涵孔径复杂得多，需要进 行专门研究。
桥涵水文
第二节 桥孔长度计算
图解法
① 在实测桥位断面上布设桥孔方案；
②按计算值 M (或在过j ) 水断面面积累积曲线坡度较陡处确
定水面宽最小的桥孔位置，相应的最小水面宽度即桥 孔长度； ③ 如计算法④，划分桥孔长度和孔数。
桥涵水文
第二节 桥孔长度计算
桥涵水文
500.58 509.60 546.50 575.40 582.20 622.60 645.35 661.35 681.35 702.35 715.35 725.97 730.07 731.41
桥涵标准化跨径有: 0.75m,1.0m,1.25m,1.5m,2.0m,2.5m,3.0m,4.0m, 5.0m,6.0m,8.0m,10m,13m,16m,20m, 25m,30m,35m,40m,45m,50m。
桥涵水文
第二节 桥孔长度计算
桥孔长度的确定，首先应满足排洪和输沙的要求，保 证设计洪水及其所携带的泥沙从桥下顺利通过，并应综 合考虑桥孔长度、桥前雍水和桥下冲刷的相互影响。
桥涵水文
第二节 桥孔长度计算
所以，实际所需的过水面积：M y d x
M 冲刷前桥下毛过水面积；
d 冲刷前桥墩所占的桥下过水面积；
x 冲刷前墩台侧面涡流所占的桥下过水面积。
挤束系数： d
(桥墩阻水而引起的桥下过水面积减小)
桥涵水文计算书
16.70 m
3.65-2式计算桥墩局部冲刷 d 5 mm
第 3 页
桥涵水文大作业计算书
v0 0.28(d 0.7)0.5 0.67
m/s BC=
QC = λ = hCM=
vc
A=
Q2 = μ= B2 =
hc
BC A0.1 Q2 v 1.04 Qc (1 ) B 2
k
0.1
1.3 1326 m3/s 0.934 127 m 2.08 m
0.34
130 1326 0.067 3.12 4.91
m
m3/s
m m/s
h 3 cm vc 6.70 hc
2
m/s B1= 2m
1
1
0.55
v0 0.12(d 0.5)
'
0.31 m/s n ' 0.15 v v0 * 因为v>v0为动床冲刷，由式 hb K * K 2 * B10.6 * hp 计算 v0 0.23 0.19 * lg d 0.363 0.23 0.19*lg d v n1 0 0.433
* hCM
4.54 m
2.64-1修正公式计算河槽一般冲刷
A= μ= Bc = E=
'
1.3 0.934 121 m 0.66
3
Q2 = hCM=
hc
1326 m3/s 3.122 m 2.079 m 0.005 m
dc
5 5 3 A Q2 hCM ' BC hc hp 1 6 Ed c
v
涵洞水文计算
水文计算书一、计算公式本路段各桥涵处汇水面积F≤30km2，根据《涵洞设计细则》径流形成法计算。
计算公式如下：Q p＝Ψ（h-z）3/2F4/5βγδQ p——规定频率为P％时的雨洪设计流量；Ψ——地貌系数；h——径流厚度；z——被植物或坑洼滞留的径流厚度；F——汇水面积；β——洪峰传播的流量折减系数；γ——汇水区降雨量不均匀的折减系数；δ——小水库调节作用影响洪峰流量的折减系数；二、典型桥涵处水文计算：1、k3+685涵洞处：设计洪水频率1/100。
汇水面积在1：10000地形图上勾划，F＝5.6km2，汇水区内水库面积f＝1.7 km2。
主河沟平均坡度3.8‰，属平原地形，地貌系数取值0.07。
汇水面积重心至桥涵的距离L＝2.5km，洪峰传播折减系数为0.925。
水库湖泊所占面积30％，折减系数δ为0.91。
暴雨分区为第5区。
降雨不均匀折减系数为1。
汇水区内分布有水稻土（约30％）、粘土（约30％），壤土（约40％），表土吸水类属为I、II、III类。
径流厚度h＝56×0.3+48×0.3+46×0.4＝49.6，取50。
汇水区内为中等稠度林和水平带梗的梯田，被植物或坑洼滞留的径流厚度z取25。
Q p＝Ψ（h-z）3/2F4/5βγδ＝0.07×（50-25）^1.5×5.6^0.8×0.925×1×0.91＝29.22（m3/s）查公路道路设计资料集——《涵洞》，净跨径3.4×净高3.4的钢筋砼盖板涵泄水能力Q＝31.59（m3/s），为统一跨径，且该处河沟宽4m，深2.5m，故设1-4×3.5涵洞排洪。
小桥涵水文计算软件
桥涵位置：K1+911.000小 桥交角：α=90o一、流量计算:《涵洞》 第108页 公式4-8公式有关参数的确定2.41km 2242.16‰0km 20.1530min 27mm 10mm1.01.01.0则该设计流量为:=21.25m 3/s2.41km22.900.931.08 =6.57m 3/s 模比系数Q 1%/Q 2% =表3-5-1 K =表3-5-1 n1 =Q 2%=KF n13、采用暴雨强度公式(辽宁省水文图集 第36页)查表4-14 降雨量不均折减系数 γ =汇水面积 F =查表4-15 湖泊(小水库)调节折减系数 δ=1、采用迳流公式(公路科研所简化公式)2、采用全国水文分区经验公式(桥位设计手册 第193页)Q 2%=KF n1Qp=ψ·(h-z)3/2·F 4/5·β·γ·δQp =2% =ψ·(h-z)3/2·F 4/5·β·γ·δ 7区公式有关参数的确定:小桥涵水文计算查表4-12 滞留径流厚度 z =查表4-13 洪峰传播的流量折减系数 β =查表4-11 径流厚度 h = 主河沟平均坡度 Iz =汇水面积 F =水库（湖泊)控制的汇水面积 f =查表4-8 地貌系数 ψ =查表4-7及4-9 本地区暴雨分区属第16区,土的类别Ⅲ查表4-10 汇流时间 τ =(辽宁地区C S =2.5C V )C V =0.45Ⅲ12.41km 20.23km 242.16‰0.862.170.960.73100.00mm0.500.550.04hour 0.50121.30m 3/s S1%=H24×K1%×24(n2-1)51.92362.41km 20.23km 242.16‰80mm/h0.131.3752.62mm/h 0.081.500.8023.16m 3/s =0.278*ψ1%K 1%*P 24年均*F/(241-n2*(X*(L/J 0.5)y )n )水文分区x = y =公式有关参数的确定:辽宁省短历时暴雨指数 n 2 =汇流时间 τ =X*(L/J 0.5)y =Q 1%=0.278*ψ1%K 1%*P 24年均*F/(241-n2*τn )辽宁省短历时暴雨指数 n 1 =汇水面积 F =Q 1%=0.278*ψ1%K 1%*P 24年均*F/(241-n1*τn ) ＝4、采用暴雨经验公式 Ⅰ (《涵洞》 第95页 公式(4-6))采用交通部公路科研所的经验公式ⅠQ 1%=ψ*(Sp-μ)m *F λ2辽宁省短历时暴雨指数 n =主河沟长度 L =主河沟平均坡度 J =洪峰径流系数 （P=1%） ψ1% =皮尔逊III 型曲线模比系数(P=1%)（《桥位设计》表3-3-4）K 1% =年最大24小时暴雨均值 P 24年均 =系数（查表4-2,表4-3） K 1 =指数（查表4-2,表4-3） β1=损失参数 μ=K1*(S P )β1=地貌系数 (查表4-5） ψ=汇水面积 F =主河沟长度 L =主河沟平均坡度 I =设计频率P=1%的雨力（附图1-1） S p = m= λ2=Q2%=ψ*(Sp-μ)m *F λ2 =Qp=CSp βF λ3其中2.410.310.81.3780.000 =34.45m 3/s21.25m 3/s取用设计流量 Qs=采用交通部公路科研所的经验公式Ⅱ F=查《涵洞》设计手册中表4-6本地区为山岭区C=5、采用暴雨经验公式 Ⅱ (《涵洞》 第95页 公式(4-6))将系数带入公式中得 Qp=Q2%=CSp βF λ3 β= λ3=查《涵洞》设计手册中附图1-1暴雨频率为1％时的雨力（mm/h ） Sp=。
公路桥涵水文计算方法
2012年第11卷第6期公路桥涵水文计算方法探讨□杜江宇【摘要】科学合理的进行桥涵水文计算是确保公路桥梁安全性与适用性的一项重要措施。
本文从桥梁形态断面、设计流量以及洪水位、大中桥孔径和河床冲刷深度四个方面，探讨了水文计算方法的具体应用。
【关键词】公路桥梁；水文计算；计算方法【作者单位】杜江宇，中铁二院工程集团有限责任公司为了确保公路桥梁能够取得良好的经济效益必须确保其安全性以及适用性，其中水文计算是公路桥梁设计施工中的一个关键环节。
水文计算主要包括形态断面、洪水水位、设计洪水流量、桥孔设计以及河床的冲刷深度等方面的计算。
本文结合笔者多年工作经验，就公路桥涵水文计算方法进行了深入探讨。
一、正确计算形态断面（一）选择科学合理的形态断面。
一是在接近均匀流的河段上，通常对于河道的要求顺直，确保水流通畅，河床相对稳定，河滩比较小，河滩和河槽的洪水流的方向相同，并且不存在河湾、河汊以及沙洲等阻塞水流等这些问题。
二是尽可能接近调查的历史洪水位，然而距离桥位也不能太远。
在形态和桥位断面之间，不能有支流汇入，也不能有分流或者壅水问题存在。
三是形态断面一定要和洪水流的方向垂直，形态断面的形状尽可能与出现洪水时候的实际状况相符合。
（二）计算水文断面的流速、流量以及平均流速，可以利用谢才－满宁公式进行计算：槡v =c Ri ；c =1nR 16其中：ν表示断面平均流速（单位为米/秒），针对复式断面，必须单独计算河槽和河滩断面的平均流速；n 表示粗糙系数；R 表示水力半径（单位为米）；i 表示洪水比降。
二、计算设计流量以及洪水位（一）计算设计流量的主要方法。
推算桥涵设计流量应当根据《公路桥位勘察设计规范》中的相关规定，按照所掌握的有关资料，采取正确的方法进行计算。
当前，针对大、中河流，假如实测流量资料较为充足，通常采取数理统计法，也就是水文统计法，反之，则普遍采取间接方法或者利用经验公式进行计算，如果掌握了的实测暴雨资料较为充足，也能够根据暴雨资料利用成因分析来计算。
既有桥涵水文检算方法
既有桥涵水文检算方法1. 桥涵水文检算的一般规定进行水文检算的目的就是确定桥涵的抗洪能力。
当洪水到达桥下以后，桥下的净空高度是否满足要求，洪水对桥墩台冲刷以后，墩台基础的埋置深度是否满足最小埋深的要求，对于有铺砌的桥涵，铺砌是否被冲毁。
换句话说：桥涵水文检算就是检算桥涵的轮廓尺寸（包括桥涵的大小—孔径；桥涵的高矮—桥高、河滩路肩标高；桥涵的深浅—基底埋深与桥涵铺砌）等，是否能经受洪水的考验，因此《铁路桥梁检定规范》对既有桥涵设备作了如下的规定： 1.1检定洪水频率标准为确定既有桥涵的排洪能力，就要通过水力水文计算，推求具有一定频率的检定流量，《铁路桥梁检定规范》规定的检定洪水频率标准如表1.1.1。
表1.1.1 检定洪水频率标准注：若观测到的洪水（包括调查洪水）频率小于表1.1.1所列的标准时,应按观测洪水频率检算，但当观测洪水小于下列频率时，应按下列频率检算：Ⅰ、Ⅱ级铁路的路基、特大桥和大中桥为1/300，小桥和涵洞为1/100；Ⅲ及铁路的路基，桥涵为1/100。
1.2 桥涵净空高度《铁路桥梁检定规范》规定：不通航亦无流筏的桥梁，在通过检定频率洪水时，桥下净空高度应满足下式要求：d j l h H H ≥- 式中：l H —梁底高程（m ）；d h —桥下净空要求高度（m ）按表1.2.1采用； j H —桥下检定水位（包括壅水等水位增高）（m ）；h h H j j ∆+=j h —相应检定频率流量的桥下水位（不包括壅水等水位增高）（m ）； h ∆—桥下水位增高值（m ），见表1.2.1表注。
表1.2.1 桥下净空高度d h注：1 表中所列“检算水位”或“校验水位”是指检定频率洪水的相应水位，h ∆是指根据河流具体情况，考虑桥下壅水、浪高、局部股流涌高、河床淤积等影响的高度。
2 洪水期无大漂流物通过的河流，实体无铰拱（拱圈或拱肋）的拱脚，允许被“检定水位加h ∆”后的水位淹没，但此淹没高不应大于矢高的3/4，且距拱顶的净高不应小于0.75m 。
一级路工程桥涵水文计算
XX一级路工程桥涵水文计算书XX 一级路工程水文计算1. 设计流量计算1.1无定堂大桥（朝凯沟）由于该河无水文站资料，且为季节性河流，测量时河流干涸，故利用暴雨资料推算洪峰流量，计算中采用交通部公路科学研究所推理公式及经验公式计算。
（1）交通部公路科学研究所推理公式F S Q n ⎪⎭⎫⎝⎛-=μτ%1%1278.0=778.5m 3/s其中27.241%11==γμS K ，（K 1=1.03，S 1%=45，γ1=0.83） 17.12=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=βτj L K ，（K 2=0.237，j =1.5%，L =30.25，β=0.29） F =177.6Km 2，n =0.74（2）交通部公路科学研究所经验公式1）()1%1%1λμφF S Q m-==749.0m 3/s其中φ=0.473，m =1.2，λ1=0.72，余同上 2）22%1%1λγF CS Q ==734.4 m 3/s 其中C =0.183，γ2=1.2，λ2=0.72，余同上三种计算方法结果相近，取平均值754m 3/s 作为设计流量。
1.2巴拉贡大桥（巴拉贡沟）由于该河无水文站资料，且为季节性河流，测量时河流干涸，故利用暴雨资料推算洪峰流量，计算中采用交通部公路科学研究所推理公式及经验公式计算。
（1）交通部公路科学研究所推理公式F S Q n ⎪⎭⎫⎝⎛-=μτ%1%1278.0=307.7m 3/s其中27.241%11==γμS K ，（K 1=1.03，S 1%=45，γ1=0.83） 17.12=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=βτj L K ，（K 2=0.237，j =1.2%，L =27.2，β=0.29） F =70.4Km 2，n =0.74（2）交通部公路科学研究所经验公式1）()1%1%1λμφF S Q m-==384.7m 3/s其中φ=0.473，m =1.2，λ1=0.72，余同上 2）22%1%1λγF CS Q ==377.2 m 3/s 其中C =0.183，γ2=1.2，λ2=0.72，余同上三种计算方法经验公式结果相近，偏保守的取其平均值380m 3/s 作为设计流量。
径流计算公式
径流计算公式径流是指降雨及冰雪融水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。
在水文学中，准确计算径流对于水资源管理、水利工程设计等方面都具有极其重要的意义。
那咱就来好好唠唠径流计算公式这回事儿。
我记得有一次去一个山区考察水利情况。
那地方风景倒是挺美的，可就是水资源的管理让人头疼。
当地的农民们眼巴巴地盼着能有个科学合理的水利规划，让他们的庄稼能喝饱水，有个好收成。
咱先来说说常用的径流计算公式之一——经验公式法。
这就好比是个“土法子”，但有时候还挺管用。
经验公式一般是根据大量的实测数据统计分析得出的。
比如说，有个公式会考虑降雨量、流域面积这些因素。
就像你做一道数学题，把这些数字往公式里一套，就能算出个大概的径流量。
再说说推理公式法。
这个方法就稍微复杂点啦，得考虑更多的参数，像流域的形状、坡度，还有土壤的类型等等。
想象一下，一个流域就像是一个大盆子，这些参数就是决定这个盆子能装多少水、水流出去有多快的关键因素。
还有一种叫单位线法。
这就像是给径流画了个“时间表”。
通过分析之前的降雨和径流过程，得出一条反映流域汇流特性的单位线。
然后呢，根据新的降雨情况，就能用这条单位线来推算出径流的变化过程。
在实际应用中，选择合适的径流计算公式可不是一件轻松的事儿。
就像给病人开药，得对症下药。
如果流域的特点不清楚，参数估计不准确，那算出来的径流量可能就差之千里。
就拿我考察的那个山区来说，一开始，当地用的计算方法不太对，结果规划的灌溉渠道总是不够水，庄稼都蔫蔫的。
后来经过仔细的调研和分析，重新选择了合适的径流计算公式，调整了水利设施，情况才慢慢好起来。
总之啊，径流计算公式就像是水利世界里的“神奇密码”，掌握好了，就能让水资源得到合理的利用，让我们的生活更加美好。
可别小看这些公式，它们背后可是凝聚着无数水文学家的智慧和努力呢！。
桥涵水文第五章大中桥孔径计算(1)
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45
第二节 桥孔长度
二 经验公式法 1.对于有明显河槽的各类河段
.
46
第二节 桥孔长度
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47
第二节 桥孔长度
二 经验公式法
2.对于无明显河槽的变迁性、游荡性河段
记基本河宽为B0，引入与设计洪水频率有关 的系数Cp，得最小桥孔净长度为：
Lj CPB0
B0， Cp分别为：
B0
1
6.0
Q0.24 7d0.30
.
10
第五章 大中桥孔径计算
大中桥的孔径计算，主要是根据桥位断面的设 计流量和设计水位，推算桥孔的最小长度和桥 面中心最低标高，为确定桥孔设计方案，提供 设计依据。
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11
第五章 大中桥孔径计算
建桥以后，河流受到桥头引道的压缩和墩台阻水 的影响，改变了水流和泥沙运动的天然状态，引 起河床的冲淤变形，导致水流对桥梁墩台基础的 冲刷，危及桥梁安全。因此孔径的计算和布置， 应以建桥前后桥位河段内水流和泥沙运动的客观 规律为依据。目前所用的孔径计算方法，都是经 验性，尚待改进。
1
1
CP
Q p% Q 2%
3
CP
1 Cv p
1
Cv
2%
3
得桥孔最小净长度为：
Lj
.
16.07CP
Q0.24 d0.30
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第三节 桥面标高
别列柳伯斯基假定：别列柳伯斯基于1875年 提出了如下假定:当桥下过水断面扩大，使桥 下流速等于天然河槽流速时，桥下冲刷将停 止.他建议用天然河槽平均流速作为河槽冲刷 停止时的平均流速。因此，计算桥孔长度时， 常采用天然河槽的平均流速作为设计流速。
.
37
第二节 桥孔长度
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桥涵水文勘测设计径流计算方法
[摘要]本研究对桥涵水文勘测设计的计算理论、方法进行分析，并采用3种常用的径流计算公式进行验证分析，以便为桥涵水文勘测设计提供参考。
[关键字]桥涵水文勘测设计径流
桥涵构筑物的多项参数的确定都与桥涵水文设计计算内容相关，伴随着我国现代化建设的不断深入发展，出现了越来越多的交通建设任务，实现合理、准确、高效的水文设计计算意义重大。
1桥涵水文勘测设计计算内容
1.1水文断面流量、流速计算
应用谢才-满宁公式可以对水文断面平均流速进行计算，如式（1）、式（2）：
或
在式（1）和式（2）中，v表示断面的平均流速（m/s）；n表示糙率；R表示水力半径（m）；i表示洪水比降；m代表n的倒数，即m=1/n。
对水文断面流量计算分为单式断面和复式断面，如式（3）、式（4）：
单式：Q=Av （3）
复式：Q=Acvc+Atvt=Qc+Qt （4）
在式（3）和式（4）中，Q代表全断面总流量（m3/s），A代表过水的断面面积（m2），Ac表示河槽过水面积（m2），vc表示河槽断面平均流速（m/s），At表示河滩过水面积（m2），vt表示河滩断面平均流速（m/s），Qc表示河槽流量（m3/s），Qt表示河滩流量（m3/s）。
在依据洪水流量推算历史洪水位时，需先假定不同的洪水位，再依据洪水流量，计算出能够和已知的洪水流量相吻合的洪水流量即可，通常手算误差≤5%，电算误差≤1%【1】。
1.2连续系列洪水流量和不连续系列洪水流量计算
（1）连续系列洪水流量推算
先依据已有的洪水资料对vc、φ和Q统计参数进行确定，在利用适线方法对统计参数进行调整，直到论频率曲线能够和经验频率点较好吻合，采用这些调
整好的统计参数，应用皮尔逊Ⅲ型曲线方程就能计算获得洪水流量【2】。
①平均流量Q的计算如式（5）
式（5）中的n表示统计年最大流量值的个数，Qi表示的是任意一年的流量系列最大流量值。
②变差系数vc计算如式（6）
式（6）中，Ki=Qi/Q 表示的是流量模比系数；n表示统计年最大流量值的个数，Qi 表示的是任意一年的流量系列最大流量值。
③离均系数φ 计算
离均系数φ 代表的是洪水频率P和偏差系数cs函数，也就是φ=f（cs，p）。
计算偏差系数cs可依据式（7）获得：
实际计算过程中，通常不会采用式（7）直接计算，需先将变差系数cv值计算出来，再依据cs=（2-4）cv的经验关系获得。
（2）不连续系列洪水流量推算
如果调查期为N年，为首的大洪水a个，还有l1个出现在实测期n年内，N年内，M1位洪水经验频率如式（8）：
式（8）中的M1依次取1，2，3，…，a。
n年期间，将为首的l1项大洪水除去，m位洪水经验频率如式（9）计算：
不连续系列洪水量统计参数方法存在一定的差异，通常Q和cv值计算如式（10）和式（11）：
2试验流域三种径流公式计算
某地区位于中纬度季风区，地属亚热带季风气候，年平均降水量分布不均匀，夏季雨水量较多，地区易出现春旱和冬干，夏季极易形成大洪水。
对本区的4个小流域进行计算分析，4个流域基本特征如表1所示。
基于3种径流公式进行计算，具体计算如下：
2.1应用全国水文分区经验公式计算
Qp=KFn
式中的Qp表示设计的洪峰流量（m3/s），K表示径流模量，F表示汇水面积（km2），n代表的是地区指数。
2.2应用公路科研所径流公式计算
Qp=ψ（h-z）3/2f4/5βγδ
式中的Qp表示设计的洪峰流量（m3/s），ψ表示地貌系数，h表示径流厚度（mm），z表示坑洼滞留或植物滞留径流厚度（mm），F表示汇水面积（km2），表示洪峰传播流量折减系数，γ表示汇水区的降雨量的不均折减系数，δ表示小水库或湖泊调节折减系数。
β、γ、δ所代表的系数，于小流域一般并不折减。
依据上式可以发现，如果汇水面积一定，会产生许多对流量大小产生影响的因素。
2.3应用铁二院法计算
Qp=0.278FC1apym
式中的Qp表示设计的洪峰流量（m3/s），F表示汇水面积（km2），C1表示产流系数，可通过查表获得，ap表示设计的暴雨强度（mm/h），在F不大于10km2的情况下，需要依照下式（12）计算获得，在F大于10km2的情况下，需要依照下式（13）计算获得。
ym表示径流函数的根据径流因子，可利用查表获得。
通过上述计算研究，对4个小流域的历史洪水进行调查，对重现期进行确定，能够获得本区域各流域洪水洪峰流量，如表2所示。
依据上述的3个公式对各流域计算，能够计算出设计的洪水洪峰流量，如表3所示。
利用表3（洪水洪峰流量）和表1（流域面积）能够计算获得洪水洪峰流量模数，K=Qp/F。
如表4所示。
通过计算的结果表示，通常情况下全国水文分区经验公式计算的结果最大，如果要考虑工程的安全性，就要接受全国水文分区经验公式计算结果，采用铁二院法计算出来的结果不建议直接采用。
其他情况下需要依据洪水洪峰流量模数K、流域形状系数Ke综合选择。
3总结和分析
实际生产过程中，公路上小型桥涵是与人们的生活最贴近的，质量好坏对人们的出行安全产生了直接影响。
在对桥涵勘测过程中需要通过收集、调查，初步整理出桥涵所需水力、水文、环境、地质、地形和其他的相关数据资料，它们是选择桥涵结构类型，确定桥涵位置，孔径计算和水文计算的重要依据，只有资料数据充足、准确的情况下，才能依据公式计算出桥位处设计流量的准确数值。
本
次研究分析了桥涵水文勘测设计计算内容，并通过采用3种常用的径流计算公式对4个试验流域进行验证分析，以便为桥涵水文勘测设计提供参考。
参考文献
[1] 华鹏年，雷伟，刘新生. 小流域公路桥涵设计流量计算方法研究[J].公路.2012（4）：4-7.
[2] 周振华. 桥面设计径流量计算简化公式及适用跨径[J]. 公路.2011（8）：100-105.。