桥涵水文重点

水文学定义:研究地球上水体存在、循环、分布和它在地面、地下运行变化规律的科学。

广义水文学：水文气象学（研究大气中水汽的运动规律）、水文地质学（研究地下水的运动规律）、地表水文学（陆地水文学与海洋水文学）。

陆地水文学分类：

按照研究对象分：河流水文学、湖泊水文学、冰川水文学、沼泽水文学。 按照研究目的和方法分：水文测验学、普通水文学、水文地理学、工程水文学。

河流：是一种天然水体，它由一定区域内的地面水和地下水所补给，并经常或间歇地沿着由其自身所造成的连续延伸凹地流动。

流域：把地面水和地下水补给河流的区域，即河流的地面集水区和地下集水区，合称为流域。

河系：流域里大大小小的水流路线，构成脉络相通的系统，称为河系，又称水系或河网。

一般天然河流，按照河谷和河床的情况，冲淤程度，水情变化等特点，分为：河源、上游、中游、下游、河口。

河源：是指河流的发源地，可以是溪涧、泉水、冰川、沼泽或湖泊等。 河口：是河流流入海洋、湖泊或干流的地方。

河流的基本特征 ：一般用河流断面、河流长度、河流比降、河道弯曲系数来表示。

垂直于水流方向的断面称为河流横断面。横断面内，自由水面高出某一水准基面的高程，称为水位。

河流的纵断面是指河流最大水深点的连线的断面。河流纵断面的坡度一般从上游往下游逐渐变缓。

河流比降：任意河段两端的高程差与其长度之比称为该河段的纵比降，即

l

H l H H i ∆=-=12 式中i 为河道纵比降，通常以千分率表示。

河流长度：从河源到河口的轴线长度。

河流弯曲系数：河段实际长度L 与该河段直线长度l 之比，即：

l

L K = 流域的特征：

流域是河流的集水域。有时我们称河流某一过水断面的流域，是指该断面以上的集水区域，即此集水区域的地面水和地下水，汇集到河流以后，通过该断面流出本区域。

流域的周界称为分水线。分水线就是流域四周最高点的连线，在山区是流域四周的山脉脊线；平原地区是四周地面最高点的连线。

河流集水区域的面积大小，称为流域面积(A)或汇水面积(A)。

流域面积和流域形状是如何影响径流的？

答：在相同地理条件下，流域面积A 越大，径流量Q 越大，流域对径流变化的调节作用也越大，因而洪水涨落平缓；流域面积A 越小，Q 越小，但洪水涨落较为急剧。流域形状影响径流汇集时间的长短和径流形成过程。若流域形状狭长为羽毛形，则出口断面流量就小，径流过程的变化较小而历时较长。相反，扇形

出口断面流量大，径流过程的历时较短。

流域的地形一般以流域平均高程和流域平均坡度来表示。前者影响降雨和蒸发，后者是确定径流汇流时间的重要因素。

河床稳定性

山区河流：汇流时间短。暴涨暴落。水位流量变幅大。持续时间短。河床稳定。容易受地震、山崩、滑坡、泥石流影响。

平原河流：汇流时间长。涨落平缓。水位流量变幅小。持续时间长。河床稳定性差。河床演变剧烈。

平原河道的平面形态，根据河床的稳定性情况可分为四种类型：顺直型弯曲性分汊型散乱型。

降落在流域表面的雨水，除去损耗外，剩余的部分从地面和地下汇入河槽中而形成河川径流。其中来自地面的部分称为地面径流，来自地下的部分称为地下径流。

坡面漫流过程：流域蓄渗过程完成后,剩余雨水沿着坡面流动,称为坡面漫流。

河槽集流过程：坡面漫流的雨水汇入河槽后，顺着河道由小沟到支流，由支流到干流，最后到达流域出口断面的过程。

降雨量以降水深度表示，单位时间内的降雨量为降雨强度。降雨的多少决定径流量的大小，降雨的变化过程直接决定径流过程的趋势。

植物截留+入渗+填洼=损失这三个过程称为流域蓄渗过程。

降雨径流-损失=净雨

汇流过程：

坡地汇流：坡面漫流，流程历时较短，大雨时是构成河流流量的主要来源。

表层流径流：由土壤孔隙流入河网，流程历时较坡面漫流长，对历时较长的暴雨，也是构成河流流量的主要来源;

坡地地下汇流：地下水补给河流，构成河流的基流；

河网汇流：从支流到干流，从上游到下游，流域出口断面。

影响径流的主要因素：气候因素（降雨、蒸发）、下垫面因素（流域的地形、土壤、地质、植被、湖泊等）、人类活动（农业措施、林木业措施、水利措施）。

水量补给的基本来源：雨源类（年流量过程线：双峰或多峰肥胖型）、雨雪源类（年流量过程线：双峰型（夏汛、秋汛））、雪源类（年流量过程线：单峰型）。

断面测量：常见的探深工具有：探深杆、回声测深仪。

水位是指某一时刻该站测流断面（水文站固定观测的河床横断面）的水面高程。

水位观测：直立式水尺、倾斜式水尺。

流速测定：常用的流速测量方法有流速仪和浮标法两种。

水文资料的来源主要有：1、水文站观测资料；2、文献考证资料；3、洪水调查资料。

根据断面实测水位和对应的流量资料点绘成的图形，称为水位流量关系曲线。

均值：反映总水平的高低。

标准差（均方差）：反映离散度。

离势系数（离差系数，变差系数）：反映相对离散度。

偏态系数（偏差系数）：反映系列在均值两边的对称程度。

随机变量所取数值的全体称为总体，从总体中任意抽取的一部分称为样本，样本中所包括的项数称为样本容量。

所谓重现期是指在许多试验中，某一事件重复出现的时间间隔的平均数。在工程水文中，重现期用字母 T 表示，一般以年为单位。

选样就是在现有的洪水记录中选取若干个洪峰流量或某一历时的洪水流量组成样本，作为计算的依据。两种方法：年最大值法、年超大值法。

年最大值法：从每年实测流量中选取一个最大值组成样本系列，n实测资料年组成n个年最大流量值。此法所得频率的重现期为多少年一遇。

设计流量：公路、桥梁和涵洞等各项工程设计时，根据国家技术标准规定的某一设计洪水频率，推算该频率相应洪水的洪峰流量，称为设计洪水流量m，简称设计流量。

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设计水位：桥位计算断面上通过设计流量相应的水位，称为设计洪水位，简称设计水位（m）。

设计流速：设计流量通过桥位断面的河槽平均流速，习惯上称为设计流速。

实测期：把水文站观测资料的年限称为实测期（包括由参证站实测资料相关分析插补延长的资料）。

调查期：调查洪水的最远年份到实测完毕的年限。（包括实测期）

考证期：文献考证到的最远年份到实测完毕的年限。（包括调查期）

连续系列：由实测和插补延长资料组成的系列中，如果没有特大洪水值需要提出单独处理，各项洪水值直接按其大小顺序统一排位，序号不间断，这一样本称为连续系列。

不连序系列：当有特大洪水值，需在更长的时期内进行排位，序号不连续，这种样本的系列称为不连续系列。

1. 利用流量观测资料推算设计流量时，需要做哪些工作？

答：主要工作如下：1）取样—年最大法；

2）资料审查—可靠性、一致性、代表性审查；

3）资料的插补和延长；

4）特大值的调查与处理；

5）点绘经验频率曲线；

6）选用合适的理论频率曲线—通常是P三型曲线；

7）进行参数估计：分有无特大值两种情况；

8）根据估计的参数初值，做理论频率曲线；

9）适线；

10）根据适线后的参数，推算设计洪峰流量；

11）对成果进行合理性分析。

2. 为什么要进行特大值处理？

答：1）通常情况下样本容量小，而要推算的设计流量的频率则是小概率事件，抽样误差大；

2）增加特大值后，可加强样本的代表性；

3）加入特大值后，必须在参数估计时有所考虑；

4）经过上述步骤后，推算结果的可靠性会增加。

3. 在缺乏流量观测资料时，为什么经常用到经验公式或推理公式？

答：1）缺测流量资料是中小流域的设计洪水推算中常遇问题；

2）经验公式或推理公式利用了水文现象的地区性规律；

3）两公式虽不是理论公式，但也以理论为基础。