4_小桥涵水文计算解析
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（2）根据暴雨成因的原理推算设计流量 根据暴雨的大小和影响洪峰流量的因素分析，建立流量公 式计算设计流量，通常有两种方法：暴雨推理法和径流形 成法。 按暴雨成因推算设计流量是公路小桥涵最常用的计算方法。
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主要的水文计算方法
1. 暴雨推理法
2. 迳流形成法
3. 形态调查法
4. 直接类比法
Βιβλιοθήκη Baidu
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4-2 暴雨推理法
无流量观测资料时推算设计流量
当无流量观测资料时，可利用调查的反映或影响洪峰流量 的各种因素，建立计算公式，推算设计流量。 主要有几类方法
（1）根据调查历史洪水位推算设计流量 基本原理是：实地调查历史上发生过的洪水位痕迹，并通 过河道地形、纵横断面、洪痕高程及位置等形态资料调查， 推算历史洪峰流量。
（4）根据理论频率曲线求算设计流量。
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根据流量观测资料推算设计流量
本方法基于对已观测资料进行频率分析和水文计算，必须 有稳定可靠的水文观测资料，一般要求实测年份在20年以 上。 计算的基本公式为：
Qp K p Q
其中： Qp ——设计流量
Q ——洪峰流量均值
K p ——设计频率的模比系数
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9. 雨量：在一段时间内从大气降落到地面的液态降水量， 通常用雨量计或通过观测测定。 10. 设计流量：与设计洪水频率相应的流量。
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水文计算方法
1. 根据流量观测资料推算设计流量
适用于有实测的流量观测资料时，一般按水文统计的频率 分析方法来确定设计流量。
2. 无流量观测资料时推算设计流量
适用于无实测的流量观测资料时，可利用调查的反映或影 响洪峰流量的各种因素，建立计算公式，推算设计流量。
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4-2 暴雨推理法
在采用暴雨资料推求设计流量 时，通常都假定暴雨与其形成 的洪峰流量是同一频率的。形 成洪峰流量的暴雨量，是该次 暴雨强度过程的核心部分，如 图中的阴影部分。 交通部公路科研所在经过单站分析和地区综合平衡的基础上， 进行了全国汇总、拼图和协调，提出了 雨力SP（P=1%、2%、4%）全国等值线图 暴雨递减系数n值全国分区图 计算洪峰流量的推理公式和经验公式 各省不同分区的参数值
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根据流量观测资料推算设计流量
当有实测的流量观测资料时，一般按水文统计的频率分析 方法来确定设计流量。
其基本原理和一般步骤是：
（1）分析整理观测的水文资料，绘制经验频率曲线。
（2）计算水文参数：流量均值（Q）、变差系数（Cv）、 偏差系数（Cs）的初值。 （3）用适线法选定水文参数，作理论频率曲线和经验频率 曲线，相比较后，反复调整参数值（主要是Cs值），直到 两曲线吻合为止。
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4-1 小桥涵水文计算概要
一、小流域水文特征
小桥涵水文计算的任务，主要是计算并确定小桥涵 的设计流量，设计流量则是确定小桥涵孔径、类型 及建筑形式的主要依据。 小流域，通常是指汇水面积小于100km2的小型沟、 谷。
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4-1 小桥涵水文计算概要
根据设计流量的大小，小桥涵形式的一般选用顺序是： 圆管涵→盖板涵→拱涵→小桥。 设计流量在10 m3 / s 左右时，一般宜采用圆管涵，如路堤高 度不能满足圆管涵的要求，则宜采用盖板涵； 设计流量在20 m3/ s 左右时，若路堤能满足最小填土高度的 要求，则宜采用盖板涵； 设计流量在20 m3/ s~ 80 m3 / s，特别是当路堤较高时，更 宜采用拱涵； 流量不小于80 m3/ s~ 100 m3/ s 时，适宜采用小桥。 但由于涵洞与小桥相比具有很多优点，因此，有时流量虽大， 在泥砂、漂流物较少，不受路堤高度限制，而上游又允许积 水等情况下，可以采用多孔涵洞来代替小桥，但孔数不宜超 过3 孔~ 4 孔, 以免各孔流量不均造成涵洞淤塞、失效。
一、原理及步骤
1. 原理 运用成因分析与经验推断相结合的方法，从实 测的暴雨资料入手，应用地区综合分析方法来分析 暴雨资料和地区特征关系，从而间接地推求设计流 量，它是一种半理论半经验的计算方法。
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4-2 暴雨推理法
一次暴雨降雨量在满足了植物滞留、洼地蓄水和表土储存后， 当后续降雨强度超过入渗能力时，超渗的雨量将沿着坡面汇 流进入河网。 决定小流域洪峰流量大小的主要因素一般有降雨量、降雨强 度、降雨的时空分布和下垫面（如植物滞留、洼地蓄水、土 壤蒸发、入渗、汇水区的大小、形状、坡度）等。 暴雨推理法把汇水区上的产、汇流条件概括简化，并引入一 些假定，从而建立起主要因素和洪峰流量之间的推理关系或 经验关系，通过统计分析，定量其参数，最后得到实用计算 公式。
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有关水文的基本术语
6. 洪水：指流量大，水位高且具有一定灾害性的大水。它 包括洪峰流量、洪水总量及洪水过程三大内容，统称洪水 三要素，是工程设计的重要依据 7. 流域面积：指流域分水线与河口断面之间所包围的平面 面积。小桥涵的汇水面积，则是指流域分水线与小桥涵处 断面之间所包围的流域面积。 8. 降雨强度：指单位时间的降水量
第四章 小桥涵水文计算
第四章 小桥涵水文计算
第一节 第二节 小桥涵水文计算概要 暴雨推理法
第三节
第四节 第五节 第六节
径流形成法
形态调查法 直接类比法 特殊情况水文计算及各方法比较、核对
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第四章 小桥涵水文计算
第一节 第二节 小桥涵水文计算概要 暴雨推理法
第三节
第四节 第五节 第六节
径流形成法
形态调查法 直接类比法 特殊情况水文计算及各方法比较、核对
1. 径流：径流指陆地上的降水汇流到河流、湖库、沼泽、 海洋、含水层或沙漠的水流的总称。本课程中，径流主要 指小汇水区汇流到桥涵处的水流。
2. 水位：指自由水面相对于某一基面的高程。 3. 流速：指水的质点在单位时间内沿流程移动的距离。 4. 流量：指单位时间内通过河渠或管道某一过水断面的水 体体积。 5. 暴雨：指降雨强度和降雨量均相当大的雨。通常指 1小 时雨量等于或大于16mm或24h内雨量等于或大于50mm的 雨。
韩国华，公路小桥涵位置的设置与形式的选择，山西建筑，2009，35（7）
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小流域水文特征
由于汇水面积小，小流域汇水具有如下水文特征：
1. 洪水暴涨暴落，破坏性较大 2. 缺乏水文观测资料 3. 流量小，洪水历时短暂 4. 暴雨是形成洪峰流量的根本原因
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小流域水文特征
洪水暴涨暴落，破坏性较大
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有关水文的基本术语
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主要的水文计算方法
1. 暴雨推理法
2. 迳流形成法
3. 形态调查法
4. 直接类比法
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4-2 暴雨推理法
无流量观测资料时推算设计流量
当无流量观测资料时，可利用调查的反映或影响洪峰流量 的各种因素，建立计算公式，推算设计流量。 主要有几类方法
（1）根据调查历史洪水位推算设计流量 基本原理是：实地调查历史上发生过的洪水位痕迹，并通 过河道地形、纵横断面、洪痕高程及位置等形态资料调查， 推算历史洪峰流量。
（4）根据理论频率曲线求算设计流量。
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根据流量观测资料推算设计流量
本方法基于对已观测资料进行频率分析和水文计算，必须 有稳定可靠的水文观测资料，一般要求实测年份在20年以 上。 计算的基本公式为：
Qp K p Q
其中： Qp ——设计流量
Q ——洪峰流量均值
K p ——设计频率的模比系数
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9. 雨量：在一段时间内从大气降落到地面的液态降水量， 通常用雨量计或通过观测测定。 10. 设计流量：与设计洪水频率相应的流量。
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水文计算方法
1. 根据流量观测资料推算设计流量
适用于有实测的流量观测资料时，一般按水文统计的频率 分析方法来确定设计流量。
2. 无流量观测资料时推算设计流量
适用于无实测的流量观测资料时，可利用调查的反映或影 响洪峰流量的各种因素，建立计算公式，推算设计流量。
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4-2 暴雨推理法
在采用暴雨资料推求设计流量 时，通常都假定暴雨与其形成 的洪峰流量是同一频率的。形 成洪峰流量的暴雨量，是该次 暴雨强度过程的核心部分，如 图中的阴影部分。 交通部公路科研所在经过单站分析和地区综合平衡的基础上， 进行了全国汇总、拼图和协调，提出了 雨力SP（P=1%、2%、4%）全国等值线图 暴雨递减系数n值全国分区图 计算洪峰流量的推理公式和经验公式 各省不同分区的参数值
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根据流量观测资料推算设计流量
当有实测的流量观测资料时，一般按水文统计的频率分析 方法来确定设计流量。
其基本原理和一般步骤是：
（1）分析整理观测的水文资料，绘制经验频率曲线。
（2）计算水文参数：流量均值（Q）、变差系数（Cv）、 偏差系数（Cs）的初值。 （3）用适线法选定水文参数，作理论频率曲线和经验频率 曲线，相比较后，反复调整参数值（主要是Cs值），直到 两曲线吻合为止。
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4-1 小桥涵水文计算概要
一、小流域水文特征
小桥涵水文计算的任务，主要是计算并确定小桥涵 的设计流量，设计流量则是确定小桥涵孔径、类型 及建筑形式的主要依据。 小流域，通常是指汇水面积小于100km2的小型沟、 谷。
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4-1 小桥涵水文计算概要
根据设计流量的大小，小桥涵形式的一般选用顺序是： 圆管涵→盖板涵→拱涵→小桥。 设计流量在10 m3 / s 左右时，一般宜采用圆管涵，如路堤高 度不能满足圆管涵的要求，则宜采用盖板涵； 设计流量在20 m3/ s 左右时，若路堤能满足最小填土高度的 要求，则宜采用盖板涵； 设计流量在20 m3/ s~ 80 m3 / s，特别是当路堤较高时，更 宜采用拱涵； 流量不小于80 m3/ s~ 100 m3/ s 时，适宜采用小桥。 但由于涵洞与小桥相比具有很多优点，因此，有时流量虽大， 在泥砂、漂流物较少，不受路堤高度限制，而上游又允许积 水等情况下，可以采用多孔涵洞来代替小桥，但孔数不宜超 过3 孔~ 4 孔, 以免各孔流量不均造成涵洞淤塞、失效。
一、原理及步骤
1. 原理 运用成因分析与经验推断相结合的方法，从实 测的暴雨资料入手，应用地区综合分析方法来分析 暴雨资料和地区特征关系，从而间接地推求设计流 量，它是一种半理论半经验的计算方法。
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4-2 暴雨推理法
一次暴雨降雨量在满足了植物滞留、洼地蓄水和表土储存后， 当后续降雨强度超过入渗能力时，超渗的雨量将沿着坡面汇 流进入河网。 决定小流域洪峰流量大小的主要因素一般有降雨量、降雨强 度、降雨的时空分布和下垫面（如植物滞留、洼地蓄水、土 壤蒸发、入渗、汇水区的大小、形状、坡度）等。 暴雨推理法把汇水区上的产、汇流条件概括简化，并引入一 些假定，从而建立起主要因素和洪峰流量之间的推理关系或 经验关系，通过统计分析，定量其参数，最后得到实用计算 公式。
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有关水文的基本术语
6. 洪水：指流量大，水位高且具有一定灾害性的大水。它 包括洪峰流量、洪水总量及洪水过程三大内容，统称洪水 三要素，是工程设计的重要依据 7. 流域面积：指流域分水线与河口断面之间所包围的平面 面积。小桥涵的汇水面积，则是指流域分水线与小桥涵处 断面之间所包围的流域面积。 8. 降雨强度：指单位时间的降水量
第四章 小桥涵水文计算
第四章 小桥涵水文计算
第一节 第二节 小桥涵水文计算概要 暴雨推理法
第三节
第四节 第五节 第六节
径流形成法
形态调查法 直接类比法 特殊情况水文计算及各方法比较、核对
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第四章 小桥涵水文计算
第一节 第二节 小桥涵水文计算概要 暴雨推理法
第三节
第四节 第五节 第六节
径流形成法
形态调查法 直接类比法 特殊情况水文计算及各方法比较、核对
1. 径流：径流指陆地上的降水汇流到河流、湖库、沼泽、 海洋、含水层或沙漠的水流的总称。本课程中，径流主要 指小汇水区汇流到桥涵处的水流。
2. 水位：指自由水面相对于某一基面的高程。 3. 流速：指水的质点在单位时间内沿流程移动的距离。 4. 流量：指单位时间内通过河渠或管道某一过水断面的水 体体积。 5. 暴雨：指降雨强度和降雨量均相当大的雨。通常指 1小 时雨量等于或大于16mm或24h内雨量等于或大于50mm的 雨。
韩国华，公路小桥涵位置的设置与形式的选择，山西建筑，2009，35（7）
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小流域水文特征
由于汇水面积小，小流域汇水具有如下水文特征：
1. 洪水暴涨暴落，破坏性较大 2. 缺乏水文观测资料 3. 流量小，洪水历时短暂 4. 暴雨是形成洪峰流量的根本原因
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小流域水文特征
洪水暴涨暴落，破坏性较大
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有关水文的基本术语