水文计算算例 (2)

精心整理

（一）全线典型大中桥水文计算分析

水文计算的基本步骤：

-对有水文资料的河流收集水文资料

-确定桥位在地形图上的位置

-确定主流-勾绘汇水面积（五万分之一地形图）

-计算流量

-各水文参数计算

1．***大桥水文计算

(1).设计流量计算

① 洪峰流量汇水面积相关法公式

② n N N F K Q = (1)

式中：Q N ——某频率洪峰流量（米3/秒）.

n 、K N ——为重现期为N 的经验参数

F ——流域面积（平方公里）.

② 综合参数法：

η

λψ3N H F βαCN Q mN = (2)

其中：Q mN ——某频率的洪峰流量（米3/秒）.

N ——设计重现期（年）.

ψ——流域形状系数，2L

F =ψ L.——主沟长度

H 3N ——设计重现期为N 的3小时面雨量（毫米）.

C 、α、β、γ、η——分区综合经验参数指数.

式中参数的确定：

③ 原交通部公路科学研究所推理公式法：

F S Q n P P ⎪⎭

⎫ ⎝⎛-≡μτ278.0…………………………………（3） 式中：Q p ——某频率洪峰流量（米3/秒）.

S P ——某一频率雨力即最大1小时暴雨强度（毫米/小时）.

τ——流域汇流时间（小时）.

μ——损失参数（毫米/小时）.

F ——流域面积（平方公里）.

n ——暴雨递减指数.

0.278：单位换算系数.

④ 全国水文分区经验公式：

公式的基本形式：n KF Q =%2。 (4)

根据分区表查90区的对应值：n 值按取0.72，K 值取13.8，%2%118.1Q Q =

⑤ 采用全国水文分区经验公式

0n Q CF =，)1(%10%1K C Q Q v +=………………………………（５）

根据分区表查90区的对应值。查得1.6=C ，65.0=n 则65.001.6F Q =，55.1=v C s C /v C =3.5，查得K1%=8.16，0%1648.13Q Q =

流量计算结果

序

号

断面位置

河名及桥名 汇水面积F (Km 2) 河沟长L （Km ） 河沟纵坡j 公式① (m 3/s) 公式② (m 3/s) 公式③ (m 3/s) 公式④ (m 3/s) 采用值

(m 3/s) 1

K51+600.

***大桥 18.2 8.5 0.0189 432.2 237.2 499.4 131.5 499.4 2

K51+860.

***大桥 20.12 8.8 0.0189 462.7 252.3 548.8 141.4 548.8 3

K52+060.

0 ***大桥 20.12 8.8 0.0189 462.7 252.3 548.8 141.4 548.8

2.计算设计水位以及设计流速

计算采用桥位设计信息软件系统2.0版本，河床断面形态、河流比降根据现场测量数据输入软件，糙率结合现场实测情况，根据规范规定进行选取。

根据前文的流量计算，确定百年一遇的设计流量Q1%=548.8m3/s；河槽以黄土沙石为主，并根据从当地水利部门搜集的资料，确定糙率取1/n=45；根据现场实测以及相关资料，确定河床比降J=0.015，利用计算软件可以求得：

1桥梁基本信息

桥梁类型大

设计洪水频率(%) 1

桥梁中心桩号

凌汛要求无

水流与桥轴线的夹角0

跨河位置河湾

2河流资料

2.1基本资料

河流名称***

设计洪水流量(m3/s) 548.8

计算断面名称51860

河床比降(‰) 18.9

左分界桩号(m) 0

右分界桩号(m) 71

左滩粗糙度m1 13

河槽粗糙度m2 40

右滩粗糙度m3 13

2.2断面桩号及标高数据列表

桩号(m) 标高(m)

0 1016

12 1010

17 1008

18 1006

20 1000

21 998

23 996.44

27 996.44

33 998

40 1000

48 1002

64 1010

71 1016

3计算过程

3.1计算设计水位

根据几何方法计算得：

经过多次几何方法计算，确定设计洪水流量Qs=548.8(m3/s)对应的设计洪水位为1001.704(m)，即

H=1001.704(m)

3.2计算河床各部分的过水面积和水面宽度

根据几何方法计算得：

左滩过水面积ω1=0(㎡)

河槽过水面积ω2=87.092(㎡)

右滩过水面积ω3=0(㎡)

全断面过水面积ωs=ω1+ω2+ω3=87.092(㎡)

左滩水面宽度B1=0(m)

河槽水面宽度B2=71(m)

右滩水面宽度B3=0(m)

3.3计算水力半径

计算公式

R=ω/B

式中：ω为过水面积(㎡)

B为水面宽度(m)

河槽水力半径R2=ω2/B2=87.092/71=1.227(m)

3.4计算流速

计算公式

按照《公路工程水文勘测设计规程》(JTGC30-2002) 式中：R为水力半径(m)

m为河床粗糙系数

I为河床比降

河槽流速==6.301(m/s)