桥涵水文课件
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桥涵水文(课堂PPT)
程
学
第二节 桥墩局部冲刷
院
第三节 确定墩台基底最浅埋置深度
第四节 调治构造物
1
一、学习目标：
中
国 矿
业
大 学
（一）.了解调治构造物的类型和作用
建 筑
（二）.熟悉桥下一般冲刷计算；
工 程
(三).熟悉桥墩局部冲刷计算；
学 院
(四).掌握墩台基底最浅埋置深度的确
定。
2
二.本章重点和难点
中
国 矿
二.本章重点
中
（二）、65—1修正式
国
矿
业
大
学 建
（14-8a）
筑
工
程
学
院
35
一、非粘性土河床的桥墩局部冲刷
中
（二）、65—1修正式
国
矿
业
大
学
建
筑
工
（14-8b）
程
学
院
36
一、非粘性土河床的桥墩局部冲刷
中
（二）、65—1修正式
国
矿
业
大 学
14-8c
建
筑
工
程
学
14-8d
院
14-8e
14-8f
37
一、非粘性土河床的桥墩局部冲刷
20
二、 河滩一般冲刷
中 (一）.非粘性土河滩一般冲刷公式
国
矿
业 式中： Q′t——桥下河滩部分通过的设计流量，
大 学
按式（14-5a）计算；
建
筑 工 程
hmt——桥下河滩最大水深（m）； ——桥下河滩平均水深（m）；
学 院
B′t——河滩部分桥孔净长（m）；
桥涵水文 ppt课件
l
l
Z2 Z1
河底
l
以小数、千分数表示。
水面比降（slope of water surface） 河底比降（slope of river bed）
一条河流的河底平均比降：
图2-3 河道平均纵比降计算示意图
J AB BC
S 1 AB BC 2
AB 2 S / BC BC L J 2 S / L2
2、地球上的水量平衡（Global Water Budget )
水量平衡原理（Principle of Water Budget)： 在水文循环过程中，任意区域，任一时段，进入的
水量与输出的水量之差，必等于其蓄水量的变化量。
水量平衡方程（Water Budget Equation): I – O = ΔS
下游
河口
海 洋
2、 河流的长度L ：自河源沿主河道至河口的长度，简 称河长，以 km 计
3、河流的断面
横断面（river section） 纵断面（river profile）
L
海 洋
（1） 河流横断面（简称：断面 cross-section）： 水位 （water level、water stage）
PE 全球多年降水量与多年平均蒸发量相等，为1130mm。
对某一闭合流域，某一时段T：
P – E – R = ΔS
多年平均：
PRE EPR
（2-7）
(28) (28)
2.2.2 径流形成过程（process of runoff formation）
径流形成过程是从降雨开始，到径流流出流域出 口断面整个物理过程。
...
..
.......
.
......el）
桥涵水文课件-小桥涵1-课件
小桥孔径计算
1、自由式出流 小桥下游天然水深ht≤1.3hk时，桥下水流图式
如图。桥下水深为桥下河槽的临界水深hk。
小桥孔径计算
2、淹没式出流 小桥下游天然水深ht＞1.3hk时，桥下的临界水深
被下游天然水深水面所淹没，桥下水流图式如图。桥 下天然水深为ht。
小桥孔径计算
二、小桥孔径计算 小桥涵一般不允许河底发生冲刷，可以根据河床加
Qs2 vk2 Ak2g g
其中vk为临界流速，计算时可采用河床的容许（ 不冲刷）流速。
对于矩形断面的桥孔，桥下临界水深等于平均临
界以hk可水取按h深k过≈，水即面h，kh积=k对相于h k等，窄的对而关于深系宽的近浅梯似的形求梯断得形面。断，面临，界可水可深
由图有：
hk Bk
Bk2 4mB khk 2m
②涵位与路基排水系统密切配合，如在截水沟排水出口处设置涵洞，以免 水流冲刷路面和路基。
③路线的转角较大（大于90°），平曲线半径较小，进入弯道前的纵坡大 于4%，在弯道起（终）点附近应设置涵洞。
④路线由陡坡段过度到缓坡段，在此200m内又无其他涵洞，在变坡点附 近应设置涵洞。
小桥和涵洞勘测
（2）平原区小桥和涵洞位置的确定 ①根据天然排洪系统，有利于农业灌溉设置小桥和涵洞，并避免桥涵出
小桥孔径计算
2）确定桥下临界水深hk 桥下河槽的临界水深hk，可按临界水深函数求得：
Ak3Leabharlann Q2 sBk
g
式中：Ak—桥下河槽临界水深对应的过水断面面积； Bk—临界断面Ak的水面宽度； Qs—设计流量； a —流速分布系数，小桥取a=1.0
因此任意形状断面的平均临界水深 h k 为：
hk
Ak Bk
桥涵水文课件
计参数Q、，C直s、到Cv两者符合的最好为止，即可确定统计参数的采
用值
以及对应的理论频率曲线。
5、调整时，可参照统计参数与频率曲线的关系（图3-5-4）。
六、适线法应用注意事项：
在适线过程中，一般只调整Cs，即固定Cv，选取m 值；
如果适当调整Cv和 Q ，能使经验频率曲线与理论 频率曲线拟合更好，也可以对其做少量调整。
4.3 根据推理公式推算设计流量※
公路工程中位于小流域河流及沟渠的桥梁和涵洞， 以及公路排水系统的设计流量，一般由暴雨资料来 推求。（P92）
小流域流量计算方法主要有两个公式：
1. 径流简化公式
34
Qp 0 (h z)2 F 5
2.水利科学研究院水文所公式：
Q
0.278
三、相关分析
资料较少，插补、延长水文资料系列。
4.1 根据流量观测资料推算设计流量
学习目的：掌握由流量资料推求设计洪水的原理 和方法。
一、任务：
现在需要在黄河支流汾河临汾市某镇附近 建设一座中型桥梁。根据规范要求，该桥梁设计 标准之一是能够抵御100年一遇的洪水。作为设计 人员，该如何完成此任务？
二、全国水文分区Cv值表
SUCCESS
THANK YOU
2019/9/20
可编辑
三、全国水文分区Cs/Cv经验关系表
四、以上％的设计流量
Q2% KF n' Q1% / Q2%
2. 计算或查表得理论频率曲线的三个统计参数，用皮尔 逊Ⅲ型曲线推求相应频率的设计流量。
计算 Q CF n (查表3-2-1)
查表 Cv
(查表3-2-2)
PearsonIII曲线
桥涵水文 河川水文基础知识PPT课件
a. 横断面：垂直于水流方向的断面
图3-2 河床横断面图
第4页/共39页
b. 纵断面：沿河流中泓线切出来的断面 ➢ 中泓线？ ➢ 深泓线?
深泓线：河道中各横断面水 流最大流速点的连线。
中泓线(溪线)：河 道中各横断面最大 水深点的连线。
第5页/共39页
(2)河流长度 ( River Length ) 1)定义 ：河流源头至河口 或 测站断面沿河槽中泓线或轴线 量取的距离L。
1)河床的横向变形 指河湾发展，河槽拓宽、塌岸、分汊、改道、裁弯等河床 平面形状的变化。 2)河床的纵向变形 第26页/共39页 指沿水流方向河床高程的变化，亦即河床纵断面的变化。 河床纵向变形主要表现为河床冲淤不平衡所引起的高程变化， 其原因是河流纵向输沙不平衡。
河床演变基本特征 (3)影响河床演变的主要因素
1) 流量大小及变化 2) 河段来沙量及来沙组成 3) 河段比降 4) 河床地质情况 5) 河床形态 6) 人类生产活动
第27页/共39页
不同类型河段的河床演变一般规律 (1)山区河段
1)山区河流的洪峰特征： a)洪峰暴涨暴落； b)流量和水位变化幅度很大； c)中水历时短暂
2)山区河流的纵横断面特征： a)横断面：多呈v字形或U字形 b)纵断面：河底比降较大，变化急剧，存在一系列折点，
1.峡谷河段
➢ 山区河流
2.开阔河段
流域
(1) 分水岭、分水线和流域
1)分水岭：划分相邻水系的山岭或河高地。
2)分水线：分水岭最高点的连线（山脊线）。
3)流域：一个水系的集水区域。
(2) 流域的几何特征
1)流域面积：是流域的主要几何特征。通常先在适当比
例尺的地形图上定出流域分水线，然后量出它所包围的面积。
图3-2 河床横断面图
第4页/共39页
b. 纵断面：沿河流中泓线切出来的断面 ➢ 中泓线？ ➢ 深泓线?
深泓线：河道中各横断面水 流最大流速点的连线。
中泓线(溪线)：河 道中各横断面最大 水深点的连线。
第5页/共39页
(2)河流长度 ( River Length ) 1)定义 ：河流源头至河口 或 测站断面沿河槽中泓线或轴线 量取的距离L。
1)河床的横向变形 指河湾发展，河槽拓宽、塌岸、分汊、改道、裁弯等河床 平面形状的变化。 2)河床的纵向变形 第26页/共39页 指沿水流方向河床高程的变化，亦即河床纵断面的变化。 河床纵向变形主要表现为河床冲淤不平衡所引起的高程变化， 其原因是河流纵向输沙不平衡。
河床演变基本特征 (3)影响河床演变的主要因素
1) 流量大小及变化 2) 河段来沙量及来沙组成 3) 河段比降 4) 河床地质情况 5) 河床形态 6) 人类生产活动
第27页/共39页
不同类型河段的河床演变一般规律 (1)山区河段
1)山区河流的洪峰特征： a)洪峰暴涨暴落； b)流量和水位变化幅度很大； c)中水历时短暂
2)山区河流的纵横断面特征： a)横断面：多呈v字形或U字形 b)纵断面：河底比降较大，变化急剧，存在一系列折点，
1.峡谷河段
➢ 山区河流
2.开阔河段
流域
(1) 分水岭、分水线和流域
1)分水岭：划分相邻水系的山岭或河高地。
2)分水线：分水岭最高点的连线（山脊线）。
3)流域：一个水系的集水区域。
(2) 流域的几何特征
1)流域面积：是流域的主要几何特征。通常先在适当比
例尺的地形图上定出流域分水线，然后量出它所包围的面积。
桥涵水文 PPT
但由于影响水文现象的因素极其复杂，这种方法 目前尚不能完全用数学物理方法来描述，通常用数学 模型或物理模型来模拟。
2、数理统计法（水文统计法）
根据水文现象的随机性，以概率论为基础，运用 数理统计的方法，推求出水文要素的统计规律，即可 求出工程设计所需的设计水文特征值，就可解决工程 的设计问题。
其次，可以对两个或多个水文要素进行相关分析， 建立它们之间的统计关系，就可以利用已知的水文要 素推求未知的水文要素。
下游
河口
海 洋
2、 河流的长度L ：自河源沿主河道至河口的长度，简 称河长，以 km 计
3、河流的断面
横断面（river section） 纵断面（river profile）
L
海 洋
（1） 河流横断面（简称：断面 cross-section）： 水位 （water level、water stage）
2、流域的几何特征 （1）流域面积 F (catchment area)：在地形图上绘出 流域的分水线，量算出分水线包围的面积，即流域面 积，以km2 （2）流域长度 LF（the length of watershed）：从流 域出口到流域最远点的流域轴线长度，km计。 平均宽度 B（the average width of watershed）:
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
（2） 河流纵断面
Z2 Z1
河底
l
河流中沿水流方向各横断面最大水深点的连 线，称为深泓线（thalweg），沿河流深泓线的剖 面称为河流的纵断面（ river profile ）。
表示河床自上游向下游沿程变化。
4、 河道比降 落差（fall）
1、河流的分段：
2、数理统计法（水文统计法）
根据水文现象的随机性，以概率论为基础，运用 数理统计的方法，推求出水文要素的统计规律，即可 求出工程设计所需的设计水文特征值，就可解决工程 的设计问题。
其次，可以对两个或多个水文要素进行相关分析， 建立它们之间的统计关系，就可以利用已知的水文要 素推求未知的水文要素。
下游
河口
海 洋
2、 河流的长度L ：自河源沿主河道至河口的长度，简 称河长，以 km 计
3、河流的断面
横断面（river section） 纵断面（river profile）
L
海 洋
（1） 河流横断面（简称：断面 cross-section）： 水位 （water level、water stage）
2、流域的几何特征 （1）流域面积 F (catchment area)：在地形图上绘出 流域的分水线，量算出分水线包围的面积，即流域面 积，以km2 （2）流域长度 LF（the length of watershed）：从流 域出口到流域最远点的流域轴线长度，km计。 平均宽度 B（the average width of watershed）:
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
（2） 河流纵断面
Z2 Z1
河底
l
河流中沿水流方向各横断面最大水深点的连 线，称为深泓线（thalweg），沿河流深泓线的剖 面称为河流的纵断面（ river profile ）。
表示河床自上游向下游沿程变化。
4、 河道比降 落差（fall）
1、河流的分段：
《桥涵水文》课件
生态友好的桥涵水文设计原则与方法
生态流量保障
确保桥涵建设不影响河流的生态流量，维护河流生态系统的正常 功能。
生态友好型桥型选择
选择对环境影响较小的桥型，如拱桥、斜拉桥等。
生态补偿措施
通过生态补偿措施，如建设人工湿地、鱼类栖息地等，弥补桥涵建 设对生态环境的影响。
桥涵水文环境保护的法律法规与标准
环境保护法律法规
04
桥墩冲刷与防护
桥墩冲刷的类型与机理
类型
桥墩冲刷分为急流冲刷和动床冲刷两类。急 流冲刷是由桥下水流的强烈紊动和剪切应力 引起的，表现为桥墩周围泥沙的悬浮和推移 ；动床冲刷则是由于桥墩对水流结构的改变 ，导致桥墩下方的泥沙发生位移。
机理
桥墩冲刷的机理主要涉及水流与泥沙的相互 作用。在急流条件下，桥墩阻碍水流，导致 流速和剪切应力增大，从而引起泥沙的悬浮 和搬运；在动床冲刷中，桥墩下方的泥沙在 流速和剪切应力的作用下发生位移，形成冲
分析内容
分析精度
根据桥涵的重要性和规模，选择合适 的洪水分析方法和精度。
包括洪水过程线的推求、洪峰流量的 确定、洪水位的计算等。
桥涵防洪评价的标准与程序
标准
根据国家相关法律法规和行业标准，制定桥 涵防洪评价的标准，包括评价内容、评价方 法、评价等级等。
程序
收集相关资料并进行现场勘查；进行洪水分 析，确定设计洪水；根据防洪标准，对桥涵 进行防洪评价；提出评价结论和建议措施； 编写评价报告并报送相关部门审查。
刷坑。
桥墩冲刷的数值模拟方法
要点一
数值模型
常用的桥墩冲刷数值模拟方法包括有限元法、有限差分法 和边界元法等。这些方法通过建立数学模型，模拟水流和 泥沙的运动规律，预测桥墩周围的冲刷形态和泥沙运动轨 迹。
哈工大桥涵水文第一章课件1
X V1 Y Z V2 X Y Z V2 V1 Y Z V
多年观测发现，流域内的旱、涝存在一定的周期交替现象，有
1 V 0 n
第一章
河川径流
三、河段分类
1、根据流域地形特点分类：
①山区河段
②平原河段
第一章
河川径流
平原河流按平面形状及演变过程可分为： ①顺直微弯型（边滩平移型）河段：
河川径流量：某一时段流经河口或河流某断面的河水总量(水体体积)。 洪水径流量：洪水径流多来源于暴雨汇集。 枯水径流量：枯水径流多来自地下径流。
从交通土建或水利工程角度说，出口断面常指拟建桥、涵、堰、闸或水文站等所 在的断面
第一章
河川径流
1、河川径流的形成过程 径流形成过程：流域内自降水开始到汇集的雨水流过出口断面的全过程， 称为径流形成过程。 此过程分为四个阶段：降水-流域蓄渗-坡面漫流-河槽集流 ①降水过程： 雨、雪、雹及霰(小雪珠)统称降水。 降水三要素：降水量ΔH(mm)、 降水历时Δt(常用单位为min，h)、 降水强度I(常用单位为mm/min，mm/h)。 按定义，有
第一章
河川径流
§1-2
河川径流的形成
一、径流形成的过程：
1、降水过程； 2、流域蓄渗过程； 3、坡面漫流过程； 4、河槽集流过程
第一章
河川径流
径流形成过程图示：
第一章
河川径流
一、河川径流的形成过程及影响因素 河川径流：地面径流和地下径流汇入河槽并沿河槽流动的水流。
第一章 河川径流
本章要求：掌握河川径流的基本知识，并能对其中的基本概念归纳出正确的定义
桥涵水文课件,很详细吆~~~
修建在河床内的桥墩，经受着桥位河段及桥下 断面的一般冲刷，同时，桥墩阻挡水流，水流在桥 墩两侧绕流，形成十分复杂的、以绕流漩涡体系为 主的绕流结构，引起桥墩周围急剧的泥沙运动，形 成桥墩周围局部冲刷坑。
为了便于分析计算，假定桥墩局部冲刷是在一 般冲刷完成后的基础上进行的。桥墩计算公式中的 墩前水深和流速都是采用一般冲刷后的水深和流速。
一 桥墩局部冲刷的机理
一 桥墩局部冲刷的机理
9.2 桥下断面的一般冲刷计算
一般冲刷的基本概念： 建桥后，由于桥孔压缩河床，桥下过水面积减小， 从而引起桥下流速的增大，水流挟沙能力也随之 增大，造成整个断面的河床冲刷。这一冲刷过程， 称为桥下断面的一般冲刷。 随着一般冲刷的发展，桥下过水断面逐渐增大， 流速逐渐降低，冲刷速率逐渐减小。 当桥下河槽各点泥沙的冲刷及淤积达到平衡时， 一般冲刷趋于停止，一般冲刷的深度达到最大。 目前在工程界，一般冲刷后最大水深用hp表示。 hp表示当一般冲刷完成后，从设计水位算起的计 算垂线处水深（也即为计算垂线处天然水深与一 般冲刷完成后河底被冲刷深度之和）。
式中：V0——河床泥沙起动流速(m/s)
V0 0.28(d 0.7)0.5
V0′——墩前泥沙始冲流速(m/s)，
V0 0.12(d 0.5)0.55
K2——河床颗粒的影响系数
，
K 2
0.0023 d
2.2
0.375d
0.24
n2——指数，
V0 n2 V
5 3
5 6
三、粘性土河床的一般冲刷 粘性土： d 0.05mm
W0 WP W0 WP IL WL WP IP
固态 半固态 WP 塑限 可塑态 WL 液限 流态 W 含水量
为了便于分析计算，假定桥墩局部冲刷是在一 般冲刷完成后的基础上进行的。桥墩计算公式中的 墩前水深和流速都是采用一般冲刷后的水深和流速。
一 桥墩局部冲刷的机理
一 桥墩局部冲刷的机理
9.2 桥下断面的一般冲刷计算
一般冲刷的基本概念： 建桥后，由于桥孔压缩河床，桥下过水面积减小， 从而引起桥下流速的增大，水流挟沙能力也随之 增大，造成整个断面的河床冲刷。这一冲刷过程， 称为桥下断面的一般冲刷。 随着一般冲刷的发展，桥下过水断面逐渐增大， 流速逐渐降低，冲刷速率逐渐减小。 当桥下河槽各点泥沙的冲刷及淤积达到平衡时， 一般冲刷趋于停止，一般冲刷的深度达到最大。 目前在工程界，一般冲刷后最大水深用hp表示。 hp表示当一般冲刷完成后，从设计水位算起的计 算垂线处水深（也即为计算垂线处天然水深与一 般冲刷完成后河底被冲刷深度之和）。
式中：V0——河床泥沙起动流速(m/s)
V0 0.28(d 0.7)0.5
V0′——墩前泥沙始冲流速(m/s)，
V0 0.12(d 0.5)0.55
K2——河床颗粒的影响系数
，
K 2
0.0023 d
2.2
0.375d
0.24
n2——指数，
V0 n2 V
5 3
5 6
三、粘性土河床的一般冲刷 粘性土： d 0.05mm
W0 WP W0 WP IL WL WP IP
固态 半固态 WP 塑限 可塑态 WL 液限 流态 W 含水量
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22:21:12
桥涵水文
第一章桥梁与环境源自其他看法• 交通局认为是过度采砂 • 河道管理部门认为河流缺乏疏浚
• 民间认为：任何桥梁设计均可能存在问题
22:21:12
桥涵水文
第一章
桥梁与环境
案例二 辽宁浑河上游苏子河段的连接抚顺和 清源之间的东南杂木大桥发生坍塌 （一）
22:21:12
桥涵水文
第一章
赵州桥桥位选在平原顺直型稳定性河段，河槽 宽约50m，河床稳定。桥孔长度基本与河床等宽， 拱矢较高达7.23m.桥孔自重较轻。基础埋置深度虽 只有2~2.5m，但桥位所处为黄河冲击平原， 冲刷 深度较浅，所以较为稳固。 1400年前古人建桥时已经全面考虑当地水文、 地质、地形、景观等自然地理环境要素，才能 创造桥梁与自然环境和谐共处、千年安然无恙 的奇迹。
桥涵水文
第一章 绪论
桥涵水文
Hydrology and Hydraulics for Bridge Engineering
王兴蕊 土建系道桥办公室
22:21:12
桥涵水文
第一章
桥梁与环境
课程性质、目的
• 本课程为土木工程专业的必修课，属于专 业基础课程。它是一门阐述和运用水文规 律，开发和发挥工程效益的学科。主要介 绍在水循环从降水到径流过程中，关于地 面径流的形成、观测，以及对土木工程建 筑物的影响。本课程的教学目的，是使土 木工程专业学生，了解自然界中水的运行 变化与河川径流的关系，具有分析计算河 渠设计流量和确定过水建筑物孔径等的设 计知识。
22:21:12
桥涵水文
第一章
桥梁与环境
水文现象
水以不同的形式存在于自然界中
22:21:12
桥涵水文
第一章
桥梁与环境
水在自然界中的具体形式 大气
地下
自然界 中的水
山河
海洋
湖泊
冰川
22:21:12
沼泽
冰川
22:21:12
22:21:12
桥涵水文
第一章
桥梁与环境
中国的冰川，包括境内冰川和雪山，主 要分布于中国西部，包括西藏、新疆、四川、 云南、甘肃、青海等省区，青藏高原分布集 中，主要位于喜马拉雅山、横断山、昆仑山、 祁连山等诸多山脉，为很多河流的源头。由 于冰川冰雪累计和融化相对稳定，确保了江 源河源地区水源的稳定，长江和黄河均发源 于雪山冰川。
22:21:12
桥涵水文
第一章
桥梁与环境
桥梁建设者在设计好桥梁工程实体的同时，必须 处理好桥梁与河、海、高原、山岭等自然环境的关系。 桥梁的修建不应阻挡洪水，不应引起河床不利变形。
桥梁跨越应和周围环境和谐结合，使人们感受到 桥梁与自然环境相协调的美感。
22:21:12
桥涵水文
第一章
桥梁与环境
22:21:12
22:21:12
桥涵水文
第一章
桥梁与环境
（一）桥与水的联系
1 墩台埋置深度－泥沙冲刷 2 桥孔长度－泄洪（设计流量） 3 桥面标高－设计水位 其它：桥面排水
22:21:12
桥涵水文
第一章
桥梁与环境
（二）桥与环境的联系
1、桥梁在施工或运营过程中可能造成环境污染，如产 生噪声、污染空气或水； 2、桥梁在施工或建成后对水生物生存条件产生影响； 3、桥梁作为大型建筑物，其建筑形式和结构反映当时 的政治、文化、历史、技术等因素，这些因素成为桥 梁的社会环境。
22:21:12
桥涵水文
第一章
桥梁与环境
《桥涵水文》主要内容
• 水文计算的任务是预估未来的水文情况。主 要是洪峰流量及其相应的水位。采用概率预 估的方法，预估未来某种重现几率的洪水的 数值大小。 • 河川径流（第二章） • 水文统计原理（第三章） • 设计洪水流量（第四章） 确定大中桥孔 径（第六章）
必须对施工期间的水文情况有所了解。对于中小桥 梁及涵洞工程，由于施工期限较短，一般尽量安排在 枯水期间施工。对于大桥和特大桥工程，施工期限一 般均较长，在安排水中桥墩的基础及水下墩身施工时， 一方面，为了确定诸如围堰之类的临时性建筑物的尺 寸，必须预先估计整个施工期间的天然来水情况，需 要通过对多年年内水文变化过程的分析计算来解决;另 一方面，为了安排施工的日常工作，必须了解近期(例 如几天)内更为确切的来水情况，水文预报就是为解决 这一类问题服务的 。
桥梁与环境
（二）
22:21:12
桥涵水文
第一章
桥梁与环境
（三）
22:21:12
桥涵水文
第一章
桥梁与环境
初步分析
• 中间有一处桥墩被大水冲毁，随之有两跨 上部结构掉入水中。 • 水的流速大，造成桥梁下部基础被冲毁， 是冲刷深度大于基础（扩大基础）的埋深 所致，纠其原因应该是桥梁设计时未考虑 这么大的水，桥跨布置过小，河床断面压 缩过大所致。
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桥涵水文
第一章
桥梁与环境
在桥涵(及线路)的运营养护管理工作中
特别是在讯期，为了保证桥涵的畅通，同样需 要掌握根据水文分析计算得到的未来长期内的水 文平均情况，并结合水文预报提供的较短期内的 具体情况，从而估计该汛期内洪水的大小及沿线 分布，以便结合所管辖的桥涵过水能力的大小， 及早采取措施，使洪水能够安全的从桥涵内渲泄。
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桥梁与环境
武汉长江大 桥。建于 1957年，万 里长江第一 桥，历经68 次撞击仍屹 立不倒。
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桥梁与环境
2005年11月3日，赵州桥庆祝1400岁生日，曾经历1976年 邢台7.6级地震。
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赵州桥简介：
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桥梁与环境
水文学的基本概念
水文学(Hydrology)：研究地球上水的存在、循环、 分布和它在地面、地下运行变化规律的科学。
水文学
水文气象学 水文地质学 地表水文学 海洋水文学 陆地水文学 河川水文学 湖泊水文学
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冰川水文学 沼泽水文学
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地下暗河出口
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地下水
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河川
长 江
黄河入海口
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桥梁与环境
桥梁的启示
思考：桥与水的联系？桥与环境的联系？ 桥梁给我们哪些启示？
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桥梁事故案例一
四川成都 新津县 金马河大桥 水毁
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桥梁与环境
五大淡水湖：鄱阳湖 – 洞庭湖 – 太湖 – 洪泽湖 – 巢湖 其他淡水湖：兴凯湖 – 呼伦湖 – 贝尔湖 – 微山湖 – 洪湖 小型淡水湖：东湖 - 西湖 – 五大连池 – 白洋淀 咸水湖： 青海湖
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湖泊
中国最大的咸水湖泊——青海湖（大约4256平方公里）
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鄱阳湖是中国第一大淡水湖，也是中国第二大湖， 位于江西省北部、长江南岸 。鄱阳湖是世界上最大 的鸟类保护区 。
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太湖，位于 江苏省南部， 长江三角洲的 南部。 华东最大湖 泊，也是中国 第三大淡水湖， 是中国著名的 环太湖风景名 胜区 。
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五大连池是世界上保存最完整、最典型、时代 最新的火山群，被誉为“中国火山博物馆”。因这 里有丰富的具有医疗价值的矿泉，又被称为“中国 矿泉水之乡”。
• 选定桥位、拟定桥长、布设桥孔、计算桥面 高程和墩台冲刷深度，提出初步设计方案； • “顺应水势，因势利导”，拟定桥梁引道、 导流堤、护岸、丁坝等附属设施的布设，提 出环境设计。
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桥梁与环境
本课程考核方式
• 本课程是《水力学》、《概率论与数理统 计》的后继课程，是《桥梁工程》、《桥 梁结构设计》的基础。 • 考核方式：闭卷 • 成绩组成：平时成绩（30%）+卷面成绩 （70%） 平时成绩=考勤+平时作业(3-4次)
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塌陷部分已全部掉入河中
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桥面留下一个近一米宽的大缝
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专家勘测结论
• 排除了桥梁质量问题引发塌陷的可能。专家分析， 该桥一共有15个桥孔，只有5个桥孔排水，加之金 马河连续洪水，在洪水集中连续冲刷下，两个承重 桥墩的基础被淘蚀，加之重力作用，所以出现了塌 陷。
陆地水文学 按照 研究目的 和方法
水文测验学
普通水文学
水文地理学
工程水文学
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桥梁与环境
桥涵水文学的基本概念
• 桥涵水文学属于工程水文学的一类。
• 《工程水文学》是一门阐述和运用水文规律、开发 和发挥工程效益、为国民经济建设服务的学科。 • 《桥涵水文学》则是服务于桥涵工程的规划、设计、 施工及养护。主要叙述水循环从降水到径流这一过 程中，关于地面径流（特别是河流中的洪峰流量） 的形成、观测和以设计洪峰流量为主的分析计算等 内容。
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第一章
桥梁与环境
绪 论
21世纪的桥梁，不仅是具有交通功能的工 程实体；同时，应是保护环境的重要设施， 是一件具有与环境景观相协调的、空间艺 术创作的作品。 桥涵水文是根据河流和海洋水文环境各项 因素进行桥梁设计的学科，为桥位环境设 计的一个重要组成部分。