水文计算算例
水文流量计算q=au
水文流量计算q=au篇一：水文流量计算是一种利用水文循环原理来预测水资源供需情况的技术。
q=au(单位时间内流量等于单位体积的水)是水文流量计算的基本公式。
在本文中,我们将介绍水文流量计算的基本原理、q=au公式的推导和实际应用。
一、水文流量计算的基本原理水文流量计算是基于水文循环原理的,它通过对水文过程进行观测、分析和模拟,预测未来某个时间段内水的流量。
水文流量计算可以分为两个阶段:流量观测和流量计算。
1.流量观测流量观测是指通过水文观测仪器对水的流量进行实时监测。
常用的水文观测仪器包括流量表、压力表、水位表等。
观测数据通过数据采集系统采集,传输到水文计算中心进行分析和处理。
2.流量计算流量计算是利用水文循环原理进行计算的过程。
水文循环原理包括水循环的各个环节,如水的来源、分配、利用和排泄等。
水文计算中心根据观测数据,利用水文循环原理进行计算,得到未来某个时间段内水的流量。
二、q=au公式的推导q=au公式是根据水文循环原理推导出来的。
水文循环过程中,水的流量受到多个因素的影响,包括水的来源、分配、利用和排泄等。
这些因素的变化会导致水的流量发生变化。
具体来说,水文流量计算中,观测到的流量数据(q)是通过水文循环过程计算得到的。
水文循环过程中,水的来源(u)、水的流量(q)和水流的方向(a)都受到多个因素的影响。
这些因素可以包括:1.大气降水(u1);2.地表径流(u2);3.地下水(u3);4.人类活动(u4,如农业、工业和生活用水等)。
根据水文循环原理,水文计算中心可以根据观测到的流量数据,利用上述影响因素之间的关系,进行流量计算。
计算得到的公式为:q = u1 × a1 × a2 × a3 × a4 + u2 × a1 × a2 × a3 + u3 × a1 ×a2 × a4 + u4 × a1 × a3 × a4其中,q表示未来某个时间段内水的流量,u1、u2、u3、u4分别表示大气降水、地表径流、地下水和人类活动等来源的水的流量,a1、a2、a3、a4分别表示水流的方向。
【水文计算表】水文计算(带图)
稳定雨损Hs=汇流经验参数m ……0.582285主河道平均坡降J ……0.0346‰ Qm 洪峰流量…………设计洪峰流量Q 设…21.65518m 3/s 校核洪峰流量Q 校…36.29931m 3/s流域平均汇流速度V校核V=m*J 1/3*Qm 1/4………………………………………………0.465732P=0.5%设计V=m*J 1/3*Qm 1/4………………………………………………0.409309P=5%流域汇流时间τ…………………………………………………………321.1汇流时间计算： 洪水总量按最大24小时暴雨推算，计算中考虑稳定雨损及附加雨损的雨量损失，稳定雨损取HS=？mm。
查贵州省年最大24小时点雨量均值等值线图得H24P=？mm。
计算公式采用WP=0.1·H 24P ·F。
洪水总量计算：22.01θγ=m=0.278*L/V………………………………………………………… 1.569873P=0.5%设计τ=0.278*L/V………………………………………………………… 1.786277P=5%未计及稳定雨损及附加雨损时：H24p年最大24小时点雨量均值，查贵州省暴雨洪水手册(附图)……………110mm Cv洪水总量以24小时计算，则Cv按规定24小时点雨量Cv等值线图取值0.5Cs贵州省取值都为3.5倍Cv……………………………………………… 1.75Kp设计频率为P的频率曲线模比系数，根据24小时Cv值查(附表)…………………………下Kp 设………………………………………… 1.99P=校核状态下Kp 校…………………………………………3.06P=H24p=110Cv=0.5Cs=3.5CvK p=0.5%=3.06K p=5%=1.99H24p=0.5%=336.6H24p=5%=218.9计及稳定雨损及附加雨损时：282.1699164.6863设计洪水总量：W p=5%29.81万m 3校核洪水总量：W p=0.5%51.07万m 3设计H24p=5%=计算结果校核H24p=0.5%=。
xx水库水文计算
三、水文计算（一）径流计算1、多年平均径流量计算本流域无实测流量资料，但有常系列降水资料，经查《延安地区实用水文手册》得，多年平均径流深y=100毫米，已知F=55.4，则多年平均径流量W=1000×y×F=1000×100×55.4=554万方。
2、设计年径流量计算从《延安地区实用水文手册》查出流域内多年平均径流深为100毫米，变差系数C=0.56，采用C=3C计算出不同，sVV频率的设计年径流量：不同频率年径流量一览表(二)设计洪水1、洪峰流量计算经实地勘查，该流域属黄土林区。
①汇水面积相关法N=3.58 N=0.74 F=55.4F=KQ K NN50．0.74 55.4 =3.58×3 =69.84（m/s）N=6.32 N=0.74. F=55.4 K=KFQ NN5000.74×55.4 =6.323 =123.29（m/s）②综合参数法a.设计点、面暴雨推算公寨沟流域面积F=55.4平方公里，小于100平方公里，故设计历时取6小时，由《延安地区实用水文手册》附图6-3至6-10分别查出该流域几何中心处各历时点雨量统计参数，见表一。
表一按表一的参数，以Cs=3.5Cv查皮尔逊Ⅲ型曲线模比系数Kp，求的50年一遇，500年一遇20分钟、1小时、3小时、6小时的点雨量Htp=KpHt列入表二、第5、7栏，由《延安实用水文手册》表6-2，查得线型拟合参数a、b填入表二2、b 栏，41+aF）计算点面系数填入表二第=1/3栏，应用式α（ 8、栏。
6 Ht=Ht计算各历时的面雨量α×列入表二面年一遇设计点、面雨量计算表：500、50．表二ηγαβ QΗ=CNFΨ３Ν502=0.33=F/LΨC=0.24 N=50 F=55.4=0.41η=0.74 γ=0.04 α=0.22 β0.040.740.410.22××0.3390.9555.4 =0.24×50×3/s)=67.30(m ηγβαΗQ= CNFΨ３Ν5000.740.220.040.41 =0.24×5000.33135.7255.4×××3/s)= 131.62(m 取近，故比得方法所洪峰量较接算种上以两计33/s)=131.62(m，=69.84(mQ/s)Q。
公路桥涵水文计算基本方法1
29700m³/s
2, 调查期 108年(1974—1867） 36000m³/s （1867年）
31000m³/s （1921年）
29700m³/s （1974年）
3，考证期 574年(1974－1400） 43000m³/s （1583年）
其中：与1867年大小相当的洪水还发生过 5 次，分别为：
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
（4），根据以上回归分析方程式及相应各参数得到以下方程式：
Y－786＝0.96×416／629×（X－1092）
整理得: Y= 0.63X+98.04 (本题为直线相关）
其中自变量 X为参证站（流量x）系列流量;y为分析站（流量y）
系列流量。上表括号内（流量y）为插补后分析站流量y的系
列流量,插补延长所得资料不宜用于第三站，可能引起较大误差。
××
H
。。
。
。。 。。
× ××
。
。。
×
。
。
×
参证站流量和水位Q ´ H ´
示例 3，过程线叠加法：
当两支流上有较长的观测系列，合流后实测资料系列短，则可利用两只流
过程线叠加法，插补延长合流后的流量，洪水传播时间按下式计算：
t = L/VS
其中：L---洪水传播距离(m)
VS－－洪水传播速度(m/s) ，根据实测资料选其出现次数最多者
水文、水力计算
r（m） i 截排水沟圆弧 沟底坡降 半径 0.4 0.01
n 糙率
A过水断面面 积 x 0.5*π 截水沟断 r^2+2*r*(h- 面湿周 r) 0.411327412 1.656637
U形槽
0.8
0.6
0.025
排水沟
过水能力（谢才 公式）
Q＝AC Ri
B（m） 截排水沟水面 宽度 0.693 6.743 0.800
小流域洪水计算（推理公式法）
名称 年最大24h降雨均值 变差系数 偏态系数 设计频率 年最大24h降雨量设计值 暴雨衰减指数 设计雨力 稳渗 流域面积 河道主流长度 河道平均坡降 下垫面类型 设计洪峰流量 产流时间 计算系数 汇流参数 汇流时间 判别条件 符号 单位
H24均 CV CS P H24P n SP
C 谢才系数
0.24829 31.7117375
A过水断 面面积 x R C 0.5*π 截水沟断面 水力半径 谢才系数 r^2+2*r 湿周 *(h-r) 0.40439 1.67551608 0.24135 52.60373 0.67357 2.21429744 0.304193 54.67226
h（m） 水深
d（m） 圆形截排水沟 直径 0.8 1
角度 （°）
弧度θ =弧长/半径 =角度*π /180 4.1887902
i 沟底坡降
n 糙率
1.810071829 圆形 4.541636265
0.6 0.8
240
0.03 0.05
0.015 0.015
253.7398 4.42859487 6.74259078
F L J Q tc
θ
m3/s h
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。
水文计算算例修订稿
74
883
3 计算过程
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=(m3/s)对应的设计洪水位为(m)，即
H=(m)
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=(㎡)
右滩过水面积ω3=0(㎡)
全断面过水面积ωs=ω1+ω2+ω3=(㎡)
—冲刷层内泥沙平均粒径，
—墩前行近流速；
由于一般冲刷采用64-2简化公式进行计算，因此，墩前行进流速 采用下式计算：
=
—床沙启动速度；
—墩前泥沙启动速度；
—指数
当 时， =1
当 时，
所以：
2用65-1修正式计算河槽中桥墩的局部冲刷：
清水冲刷 ：
动床冲刷 ：
式中：
、 、 、 、 、 意义同65-2。
河床泥沙启动速度 ：
墩前起冲流速
河床粒径影响系数 ：
4全国水文分区经验公式：
公式的基本形式： 。…………………………（4）
根据分区表查90区的对应值： 值按取， 值取，
5采用全国水文分区经验公式
， ………………………………（５）
根据分区表查90区的对应值。查得 ， 则 ， / =，查得K1%=，
流量计算结果
序号
断面位置
河名及桥名
汇水面积F
(Km2)
河沟长L
27
33
998
40
1000
48
1002
64
1010
71
1016
3 计算过程
计算设计水位
根据几何方法计算得：
《水文计算的案例2500字》
水文计算的案例综述1.1洪峰流量推求根据《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》[3]，采用推理公式法计算最大流量。
推理公式的基本关系式如式3-1所示Q=0.278φsτnF（3-1）式中：Q-最大流量（m3s⁄）；φ-洪峰流量系数；s-暴雨雨力；（mmℎ⁄）n-暴雨公式指数；τ-流域汇流时间（h）（1）根据已知地形图测得坝址以上集雨面积（F）为 6.36km2，河道长(L)5.43km,河道平均坡降(J)2.57%。
表3-1时段均值c v c s cv⁄16⁄小时20 0.35 3.51小时50 0.4 3.56小时80 0.5 3.524小时100 0.55 3.5产流、汇流参数计算：根据《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》，坝址位于川西南地区，故采用3-2、3-3计算产流参数和汇流参数。
产流参数：μ=3.6×F−0.19=3.6×6.36−0.19=2.533（3-2）汇流参数：当θ=1~30:m=0.221θ0.204当θ=30~300：m=0.025θ0.845（3-4）上述公式中参数θ是流域特征参数，可由式（3-5）计算得到：θ=LJ13⁄F14⁄= 5.432.57%13⁄×6.3614⁄=11.456（3-5）经计算，可得m=0.363 , 由于坝址区不在《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》的地质不良区范围且无岩溶等地质不良条件，故无须对m进行系数K的修正。
（2）推求洪峰设计流量：由公式（3-6）、（3-7）、（3-8）可计算出衰减指数n1，n2，n3.n 1=1+1.285×lg [H 16p⁄H 1p ]=1+1.285×lg [2050]=0.487（3-6）n 2=1+1.285×lg [H 1p H 6p]=1+1.285×lg [5080]=0.733（3-7）n 3=1+1.285×lg [H1`p H 1d]=1+1.285×lg [50100]=0.613（3-8）查《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》，可得出坝址所在地区一天暴雨量对应的变差系数C v1d =0.55 ，由倍比关系C s1d =3.5C v1d 可得出偏态系数为C s1d =1.8 ,根据C s1d 的值和P=2%,可通过《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》查得得皮尔逊Ⅲ型曲线模比系数φp =2.82 ，由公式（3-9）和公式（3-10）计算暴雨雨力S ，其中a 为计算暴雨雨力参数之一。
桥梁水文计算实例
水文计算书ZKX+XXX XXX大桥KX+XXX XXX大桥水文计算书一概况该处为XXX大桥，属于蒙江水系，蜿蜒曲折，河道自然坡降大，径流补给以雨水为主，桥址处覆盖层为粉质粘土，较厚，基层为泥灰岩夹页岩。
此沟汇水面积3.942km，沟长2.52km，平均比降5.550。
00二参阅文献及资料1、《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2015）2、《公路桥位勘测设计规范》3、《公路小桥涵设计示例》——刘培文等编4、《公路桥涵设计手册（涵洞）》5、《桥涵水文》——高冬光6、《公路涵洞设计细则》（D65-04-2007）7、《贵州省小桥涵设计暴雨洪峰流量研究报告》——贵州省交通规划勘察设计院三水文计算该项目水文计算共采用四种不同的方法进行水文计算，通过分析比较确定流量。
方法1：交通部公路科学研究所暴雨径流公式推算设计流量；方法2：交通部公路科学研究所暴雨推理公式推算设计流量；方法3：简化公式；方法4：贵州省交通雨洪法（H法）经验公式。
（1）交通部公路科学研究所暴雨径流公式：βγδφ5423)(F z h Q p -= （3-1）φ ——地貌系数，根据地形、汇水面积F 、主河沟平均坡度决定，取0.1h ——径流厚度（mm ），取44mmZ ——被植被或坑洼滞留的径流厚度（mm ）,取10mmF ——汇水面积（km 2）,取3.94β ——洪峰传播的流量折减系数，取1γ ——汇水区降雨量不均匀的折减系数，取1δ——湖泊或小水库调节作用影响洪峰流量的折减系数，取1p Q ——规定频率为p 时的洪水设计流量（m 3/s ）将各参数带入公式3-1，可得βγδφ5423)(F z h Q p -==59.34（m 3/s ）（2）交通部公路科学研究所暴雨推理公式：F S Q np p )(278.0μτ-= （3-2） p Q ——频率为p 的设计流量（3/m s ）p S ——暴雨力（/mm h ）查暴雨等值线图（p ＝1％），得01.0S ＝80mm/hτ——汇流时间（h ）采用公式23K ατ⎛⎫=，L 为河沟长度2.52（km ），z I 为主河沟平均坡度5.55（000），3K =0.193，2α=0.713， τ=0.55（h ）。
水文计算算例
水文计算算例This manuscript was revised by the office on December 10, 2020.河槽平均水深(m)河槽最大水深(m)河槽水面宽度(m)71河槽过水面积(㎡)5 河流断面图3）.桥长计算河槽宽度计算公式cncpjBQQKL3⎪⎪⎭⎫⎝⎛=式中：设计流量pQ= (m3/s)设计洪水河槽流量cQ= (m3/s)河槽宽度c B=系数K和指数3n，该河段属于稳定河段，9.0,84.03==nK可求得L=。
本桥跨径设置主要受地形影响，采用跨径35×20m组合箱梁，综合考虑角度、桥墩布置等因素，桥跨布置满足设计洪水频率的泄洪要求，水文不控制跨径布置。
3）.桥长计算 河槽宽度计算公式c n c pj B QQ K L 3⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= 式中： 设计流量pQ = (m3/s)设计洪水河槽流量c Q = (m3/s) 河槽宽度cB =系数K 和指数3n ，该河段属于稳定河段，9.0,84.03==n K可求得L=。
本桥跨径设置主要受地形影响，采用跨径18×20m 组合箱梁，综合考虑角度、桥墩布置等因素，桥跨布置满足设计洪水频率的泄洪要求，水文不控制跨径布置。
4）. 冲刷计算 ⑴河槽一般冲刷由于公式64-1修整式对大颗粒土质计算值偏大，对稳定性河槽计算值偏大，而本河流属于河槽稳定，河床土质主要为粒径较小的沙砾，因此采用64-2简化公式计算河槽一般冲刷：。
水文计算
(1)当洪水频率为P=1/10时： 过水断面面积 A=21×1×（179.30-178.00)+21×3×(179.30-177.10)+21×2×(179.30-177.10)+ 21×2×(179.30-176.70)+21×4.5×(179.30-178.70)+21×4.5×(179.30-176.70)+ 21×0.5×(179.30-178.70)=18.05m² 湿周半径：S=（1.3²+1²)1/2+（0.9²+3²)1/2+(0.4²+2²)1/2+(2²+4.5²)1/2+ (0.6²+0.5²)1/2=12.51m∴水力半径：R=A/S=18.05/12.51=1.44m由于河床严重堵塞和弯曲的周期性流水，查附表1—20得：粗糙系数m=15 有谢才—满宁公式可得：形态断面处流速:V=mR 2/3i 1/2=15×1.442/3×(10%)1/2=1.91m/s 形态断面处流量：Qx=A •V=18.05×1.91=34.48m³/s(2)根据公路技术等级查《公路工程技术标准》确定二级公路的设计洪水频率为P=1/25 按周期折算系数计算，查附表1—31：P=1/10换为P=1/25,得系数m=1.50 ∴Q XS =M •Q X =1.50×34.48=51.72m³/s (3)涵洞书设计流量：Q S =(21A A )0.8Q XS =(0.50.6)0.8×51.72=59.84m³/s二．水力计算 按照《公路涵洞设计细则有关规定：新建涵洞采用无压力式涵洞。
桥梁水文计算算例
桥梁水文计算算例桥梁水文计算主要包括两个方面的内容：洪水过程确定和水流计算。
首先，需要确定设计桥梁所需考虑的洪水过程，即确定设计所需考虑的洪水等级和发生频率。
一般来说，常用的设计洪水等级有常年最大洪水、50年一遇洪水、100年一遇洪水等。
考虑到桥梁的安全性和可靠性，一般设计时会选择100年一遇洪水作为设计洪水等级。
根据地理环境、气象数据等因素，可以通过统计分析、实地调查等方法确定设计洪水的流量。
洪水过程确定后，需要进行水流计算。
水流计算主要是通过流量-水位曲线，计算洪水来临时的水位和流量。
水文计算中常用的方法有有限差分法、水力学模型计算法等。
接下来，我们将通过一个简单的例子来演示如何进行桥梁水文计算。
假设有一座跨越一条河流的桥梁，需要进行水文计算以确定桥梁的水位和流量。
首先，我们需要确定设计洪水等级。
在这个例子中，我们选择设计洪水等级为100年一遇洪水。
其次，需要获取相关的洪水数据。
假设我们已经获得了历年来的洪水流量数据，并进行了统计分析，确定了100年一遇洪水的流量为5000立方米/秒。
接下来，我们需要根据洪水流量来绘制流量-水位曲线。
流量-水位曲线是桥梁水文计算中非常重要的一个工具。
它可以通过历年来的河流流量数据和对应的水位数据，来确定洪水来临时的水位和流量。
在绘制流量-水位曲线时，我们需要根据洪水流量数据，找到对应的水位数据。
假设我们已经完成了这一步骤，并绘制了流量-水位曲线。
在绘制流量-水位曲线后，我们可以利用这个曲线来进行水位和流量的计算。
根据设计要求，我们需要确定100年一遇洪水来临时的水位和流量。
假设我们需要计算100年一遇洪水来临时的水位，我们可以通过100年一遇洪水的流量来查找对应的水位。
在这个例子中，我们可以得到100年一遇洪水来临时的水位为10米。
同样地，我们也可以通过流量-水位曲线来确定100年一遇洪水来临时的流量。
这样，我们就完成了桥梁水文计算中的主要步骤。
通过水文计算，我们确定了100年一遇洪水来临时的水位和流量。
水文计算算例
河槽最大水深(m)
5.125
河槽水面宽度(m)
74
河槽过水面积(㎡)
64.87
5河流断面图
3）.桥长计算
河槽宽度计算公式
式中：
设计流量 =277.3 (m³/s)
设计洪水河槽流量 =277.3 (m³/s)
河槽宽度 =24.2m
系数 和指数 ，该河段属于稳定河段，
可求得
L=20.3m。
本桥跨径设置主要受地形影响，采用跨径18×20m组合箱梁，综合考虑角度、桥墩布置等因素，桥跨布置满足设计洪水频率的泄洪要求，水文不控制跨径布置。
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》(JTG C30-2002)
(5.3.1-3)
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)
—设计流量；根据计算， =548.8 (m³/s)
—天然河槽流量：根据计算， =548.8 (m³/s)
—天然状态下河滩部分流量， =0
所以， =548.8(m³/s)
—计算断面天然河槽宽度，B=28.1m
—桥下断面天然河槽宽度，B=28.1m
—计算断面桥下河槽最大水深，hmax=5.3
—单宽流量集中系数：
4全国水文分区经验公式：
公式的基本形式： 。…………………………（4）
根据分区表查90区的对应值： 值按取0.72， 值取13.8，
5采用全国水文分区经验公式
， ………………………………（５）
桥梁水文计算实例
水文计算书ZKX+XXX XXX大桥KX+XXX XXX大桥水文计算书一概况该处为XXX大桥，属于蒙江水系，蜿蜒曲折，河道自然坡降大，径流补给以雨水为主，桥址处覆盖层为粉质粘土，较厚，基层为泥灰岩夹页岩。
此沟汇水。
面积3.942km，沟长2.52km，平均比降5.55000二参阅文献及资料1、《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2015）2、《公路桥位勘测设计规范》3、《公路小桥涵设计示例》——刘培文等编4、《公路桥涵设计手册（涵洞）》5、《桥涵水文》——高冬光6、《公路涵洞设计细则》（D65-04-2007）7、《贵州省小桥涵设计暴雨洪峰流量研究报告》——贵州省交通规划勘察设计院三水文计算该项目水文计算共采用四种不同的方法进行水文计算，通过分析比较确定流量。
方法1：交通部公路科学研究所暴雨径流公式推算设计流量；方法2：交通部公路科学研究所暴雨推理公式推算设计流量；方法3：简化公式；方法4：贵州省交通雨洪法（H 法）经验公式。
（1） 交通部公路科学研究所暴雨径流公式：βγδφ5423)(F z h Q p -= （3-1）φ ——地貌系数，根据地形、汇水面积F 、主河沟平均坡度决定，取0.1 h ——径流厚度（mm ），取44mmZ ——被植被或坑洼滞留的径流厚度（mm ）,取10mmF ——汇水面积（km 2）,取3.94β ——洪峰传播的流量折减系数，取1γ ——汇水区降雨量不均匀的折减系数，取1δ——湖泊或小水库调节作用影响洪峰流量的折减系数，取1p Q ——规定频率为p 时的洪水设计流量（m 3/s ）将各参数带入公式3-1，可得βγδφ5423)(F z h Q p -==59.34（m 3/s ）（2）交通部公路科学研究所暴雨推理公式：F S Q np p )(278.0μτ-= （3-2） p Q ——频率为p 的设计流量（3/m s ）p S ——暴雨力（/mm h ）查暴雨等值线图（p ＝1％），得01.0S ＝80mm/hτ——汇流时间（h ）采用公式23K ατ⎛⎫=，L 为河沟长度 2.52（km ），z I 为主河沟平均坡度5.55（000），3K =0.193，2α=0.713， τ=0.55（h ）。
水文计算示例
1.4水文计算1.4.1设计资料1.大桥桥位地质剖面图。
2.水文资料：桥为河段为稳定性河段，设计洪水位频率1：100，设计洪水位40.00m。
3.洪水含沙量ρ=3kg/m3。
4.桥位概况：本桥位于某市区外，跨越河流，河宽400米。
1.4.2计算设计流量Q S[10]1.根据河道横断面图式，本河道采用单宽式，采用形态法计算。
2.依据桥位地质剖面图，假定为单宽式Ⅰ类河道，糙率n=0.02，m=50。
3.洪水比降I=0.3‰。
4.设计水位40m，起止桩号k3+350—k3+791.57。
5.过水面积ω及水位宽度B计算，见下表。
6.平均水深H均=ω/B=2351.98/373=6.31m7.由谢—满公式V=m⨯(H均)2/3⨯I1/2=50⨯(6.31)2/3+(0.0003)1/2=2.9578.设计水位时，过水断面流量Q SQ S=ω⨯V=2351.98⨯2.957=6954.80 m3/s设计流量偏平安考虑，选定Q S=7000m3/sV=3.0m/sω=2351.98m/sB=373m1.4.3确定桥孔长度1.河段类型选择依据桥位地质剖面图，假定该桥位河段为顺直型稳定性河段。
2.桥孔布设原那么(1)桥孔不宜过多的压缩河槽；(2)墩台根底可以视冲刷程度，置于不同的标高上。
3.采用经历公式计算桥长L j= Q S/(β⨯q c) 〔1-1〕式中：Q S——设计流量；取值为Q S=7000 m3/s；β——压缩系数；取值为β=k1(B c/H c)0.06=1.277；k1——稳定性河段取1.00；q c——河槽单宽流量，q c= Q S/B c=7000/373=18.77。
L j= Q S/(β⨯q c)=7000/(1.277*18.77)=292.04m4.采用过水面积计算〔冲刷系数法〕[10]上部构造采用预应力混凝土箱型梁桥，标准跨径为50m〔桥墩中心间距〕，假定采用单排双柱式桥墩柱直径d=1.5m，设计流速V S=3.0m/s，Q S=7000m3/s，冲刷系数P=1.4，系数计算：μ=1-0.375⨯V S/ L0=1-0.375⨯3.0⨯(30-1.5)=0.98λ=1.5/50=0.030那么ωq= Q S/[μ(1-λ)P V S]=7000/[0.98⨯(1-0.030)⨯1.4⨯3]=851.34m2根据桥位断面图桥下毛过水面积为868.15m2略大于851.34m2。
水文水资源计算题
调查某一河段上游100米处洪痕高程285.70米，下游150米处洪痕高程285.40米，测得过洪断面面积275米2，水面宽60米，推算洪峰流量。
（n 取0.050）答：I ＝（285.70-285.40）/（100+150）＝0.0012 R ＝275/60 ＝4.58 （m ）V ＝I 1/2R 2/3/n ＝（0.0012）1/24.582/3/0.050＝0.035×2.76/0.05＝1.93（m/s ） Qm ＝A ×V ＝275×1.93＝531（m 3/s ）1、某水库坝址处共有21年年平均流量Q i 的资料，已计算出 （1）求年径流量均值Q ，离势系数C v 。
（2）设C s = 2C v 时，P-III 型曲线与经验点配合良好，试按下表求设计保证率为90%时的设计年径流量？P —III 型曲线离均系数Φ值表（P=90%）解：（1）年径流量均值Q = ÷21= ÷21=138m 3/sCv=（2）查表得Φ=-1.23 x p =（1-1.23×0.2）138=104.052 m 3/s 2、某水文站有28年实测径流资料，经频率计算已求得理论频率曲线为P —III 型，年径流深均值=850mm ，C s = 2 C v = 0.6 ，试用下表求二十年一遇枯水年的年径流深？s m Q i i /28983211=∑=8.0)1(2112=-∑=i i K ∑=211i i Q s m /289832.0208.0121)1(2112==--∑=i iKP-Ⅲ型频率曲线模比系数Kp值表解：P=10%，查表得Kp=0.64R=850×0.64=544mm3.某水库多年平均流量=15m3/s，C v = 0.25 ，C s = 2.0 C v，年径流理论频率曲线为P—III型。
（1）结合下表1求该水库设计频率为90%的年平均流量？（2）下表2为典型年年内分配，求设计年平均流量的年内分配？表1 P—III型频率曲线模比系数Kp值表（C s = 2.0 C v）表2 典型年年径流分配过程解：（1）查表得Kp=0.7 Q=15m3/s×0.7=10.5 m3/s（2）K=10.5÷8.81=1.195月：6×1.19=7.1 m3/s 11月：4.45×1.19=5.3 m3/s6月：5.28×1.19=6.3 m3/s 12月：3.27×1.19=3.9 m3/s7月：32.9×1.19=39.2 m3/s 1月：3.75×1.19=4.5 m3/s8月：26.3×1.19=31.3 m3/s 2月：4.72×1.19=5.6 m3/s9月：5.84×1.19=6.9 m3/s 3月：5.45×1.19=6.5 m3/s10月：3.55×1.19=4.2 m3/s 4月：4.18×1.19=5.0m3/s（每个0.5）1、某水文站某次悬移质输沙率测验的部分记录如下表：(1)计算0.6一点法测速的相对误差(2)计算垂线平均含沙量相对水深0.0 0.2 0.6 0.8 1.0测点流速（m/s） 0.52 0.60 0.54 0.48 0.42水样容积(cm3) 2000 1950 1980 1980 2000泥沙重（g） 0.3854 0.3761 0.9413 1.0603 1.3759 答：（1）五点法垂线平均流速:Vm=(V0.0+3 V0.2+ 3V0.6+ 2V0.8+ V1.0)/10=0.53m/sP i=(0.54-0.53)/0.53×100=1.9%（2）各测点含沙量，自水面向河底分别为：0.19，0.19，0.48，0.54，0.69kg/m3垂线平均含沙量 :Cm=(V0.0 C 0.0+3 V0.2 C 0.2+ 3V0.6 C 0.6+ 2V0.8 C 0.8+ V1.0 C 1.0)/10 Vm =0.38 kg/m32、某流域上游有干、支流两个水文站，在一次洪水过程中，两站的流量过程见下表，试根据上游两站合成流量～下游站相应流量关系绘制上游两站合成流量～下游站相应流量关系曲线并预报下游站的洪峰流量。
某大桥水文计算算例
某大桥水文计算算例大桥水文计算书主要设计成果汇总表项目河槽河滩设计流量Q1%（m3/s） 2902设计水位（m） 175.25设计流速V（m/s） 2.32平均流速V平（m/s） 1.68桥孔长度（m） 330桥前壅水（m） 0.27一般冲刷深度（m） 1.96 0.48局部冲刷深度（m） 2.11梁底最低标高（m） 176.32一、流域概况达诺河发源于大兴安岭山脉南麓的，是黑龙江右岸一大支流，该河由西向东流经沈家营子，于平安村、团山子分别汇入溪浪河、牤牛河后折向北流入松花江。
河流长度265Km,流域面积12603 Km2，流域内植被良好，中、上游山丘地带生长茂密森林和次生林，平原区为耕地，流域内支流毛沟纵横，较大支流右岸有牤牛河，左岸有溪浪河，向阳山以上为上游段，支流汇入较多，地处中山、低山、丘陵区棕山峻岭，地势较高，海拔400～600m，地面比降1.5～5.0‰，谷窄流急，向阳山至牤牛河口为中游，属丘陵及河谷平原区，高程在200～400m，地面比降为0.15～1.0‰,河谷变宽，一般在2Km 以上，最宽达5Km ,水流变缓，河道弯曲，汛期洪水泛滥成灾。
牤牛河口以下为下游段，属平原区，地势较低，高程150～170m地表平坦开阔，地面比降0.2～0.5‰，河谷较宽，一般3～15Km,水流缓慢，河道蜿蜒曲折且多串沟，河水常出槽泛滥成灾，属山前区宽滩性河段。
本项目路线经过之处位于河流中游，河道较顺直稳定，复式断面，砂质河床，两岸平坦宽阔，河床比降较小，流速较缓，汛期洪水泛滥宽度达2～5Km。
桥位上游汇水面积F=5642Km2二、水文气象流域内径流主要受降雨支配，夏季雨量充沛，年最大降水量为880mm，夏秋两季降水量占全年降水的70%以上,洪汛多发生在7、8、9月份，冬季枯水多雪，春季降水较少，约占全年的15%，因此春汛较小，故洪水设计流量，采用暴雨洪水流量。
洪水时河水出槽，没溢两岸，泛滥宽度达3～5Km。
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河槽过水面积ω2=(㎡)
右滩过水面积ω3=0(㎡)
全断面过水面积ωs=ω1+ω2+ω3=(㎡)
左滩水面宽度 B1=0(m)
河槽水面宽度 B2=74(m)
右滩水面宽度 B3=0(m)
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=74=(m)
根据几何方法计算得：
左滩过水面积ω1=0(㎡)
河槽过水面积ω2=(㎡)
右滩过水面积ω3=0(㎡)
全断面过水面积ωs=ω1+ω2+ω3=(㎡)
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)
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)
—设计流量；根据计算， = (m³/s)
—天然河槽流量：根据计算， = (m³/s)
—天然状态下河滩部分流量， =0
所以， = (m³/s)
—计算断面天然河槽宽度， B=
—桥下断面天然河槽宽度， B=
—计算断面桥下河槽最大水深， hmax=
—单宽流量集中系数：
—设计水位下，桥墩阻水总面积与桥下过水面积的比值；对于天然宽线河槽，近似用一个墩宽中心距离之比；
—桥梁压缩系数： μ=
所以
=
即 =，扣除原来水深，实际冲刷深度为 。
2桥墩的局部冲刷计算
1用65-2修正式计算河槽中桥墩的局部冲刷：
式中：
—桥墩局部冲刷深度，从一般冲刷后床面算起；
—墩型系数；查表6-3-1得： =1
—河床粒径影响系数；
—桥墩计算宽度；查表6-3-1得： =
—墩前行近水流深度，以一般冲刷后水深 代入；
计算流速
计算公式
按照《公路工程水文勘测设计规程》(JTG C30-2002)
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 = = (m/s)
计算流量
计算公式
Q = ω×V
式中：ω为过水面积(㎡)
V为流速(m/s)
左滩流量 Q1 = ω1×V1 =0×0 = 0(m3/s)
河槽流量 Q2 = ω2×V2 =× = (m3/s)
F——流域面积（平方公里）.
2综合参数法：
………………………………………（2）
其中：QmN——某频率的洪峰流量（米3/秒）.
N——设计重现期（年）.
——流域形状系数，
L.——主沟长度
H3N——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：
—冲刷层内泥沙平均粒径，
—墩前行近流速；
由于一般冲刷采用64-2简化公式进行计算，因此，墩前行进流速 采用下式计算：
=
—床沙启动速度；
—墩前泥沙启动速度；
—指数
当 时， =1
当 时，
所以：
2用65-1修正式计算河槽中桥墩的局部冲刷：
清水冲刷 ：
动床冲刷 ：
式中：
、 、 、 、 、 意义同65-2。
河床泥沙启动速度 ：
4）. 冲刷计算
⑴河槽一般冲刷
由于公式64-1修整式对大颗粒土质计算值偏大，对稳定性河槽计算值偏大，而本河流属于河槽稳定，河床土质主要为粒径较小的沙砾，因此采用64-2简化公式计算河槽一般冲刷：
式中：
—计算断面的天然河槽流量
—桥下河槽部分通过的设计流量。根据调查资料以及两岸河滩情况判断，桥下河槽不可能扩宽到全桥，所以
根据分区表查90区的对应值： 值按取， 值取，
5采用全国水文分区经验公式
， ………………………………（５）
根据分区表查90区的对应值。查得 ， 则 ， / =，查得K1%=，
流量计算结果
序号
断面位置
河名及桥名
汇水面积F
(Km²)
河沟长L
（Km）
河沟纵坡j
公式①
(m³/s)
公式②
(m³/s)
公式③
(m³/s)
13
断面桩号及标高数据列表
桩号(m)标高(m)ຫໍສະໝຸດ 087724
871
35
866
38
865
44
869
61
878
74
883
3 计算过程
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=(m3/s)对应的设计洪水位为(m)，即
H=(m)
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：
墩前起冲流速
河床粒径影响系数 ：
指数 ：
因为 ，所以属动床冲刷：应采用公式：
进行计算：
由上述两种方法确定最大的桥墩局部冲刷深度 ，在计算最低冲刷线标高时采用此值。
K80+
(1). 设计流量计算
1洪峰流量汇水面积相关法公式
…………………………………（1）
式中：QN——某频率洪峰流量（米3/秒）.
n、KN——为重现期为N的经验参数
河槽水力半径 R2=ω2/B2=71=(m)
计算流速
计算公式
按照《公路工程水文勘测设计规程》(JTG C30-2002)
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 = = (m/s)
计算流量
计算公式
Q = ω×V
式中：ω为过水面积(㎡)
V为流速(m/s)
河槽流量 Q2 = ω2×V2 =× = (m³/s)
…………………………………（3）
式中：Qp——某频率洪峰流量（米3/秒）.
SP——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.
：单位换算系数.
4全国水文分区经验公式：
公式的基本形式： 。…………………………（4）
右滩流量 Q3 = ω3×V3 =0×0 = 0(m3/s)
全断面流量 Qs = Q1 + Q2 + Q3 =0 + +0 = (m3/s)
计算全断面流速
Vs = Qs / ωs = / = (m/s)
4 计算结果列表
全断面数据
断面平均流速(m/s)
断面设计流量(m3/s)
河槽数据
河槽设计流速(m/s)
公式④
(m³/s)
采用值
(m³/s)
1
K51+
***大桥
2
K51+
***大桥
3
K52+
***大桥
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%=³/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=，利用计算软件可以求得：
F——流域面积（平方公里）.
2综合参数法：
………………………………………（2）
其中：QmN——某频率的洪峰流量（米3/秒）.
N——设计重现期（年）.
——流域形状系数，
L.——主沟长度
H3N——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：
桩号(m)
标高(m)
0
1016
12
1010
17
1008
18
1006
20
1000
21
998
23
27
33
998
40
1000
48
1002
64
1010
71
1016
3 计算过程
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=(m³/s)对应的设计洪水位为(m)，即
H=(m)
计算河床各部分的过水面积和水面宽度
河槽水面宽度(m)
71
河槽过水面积(㎡)
5 河流断面图
3）.桥长计算
河槽宽度计算公式
式中：
设计流量 = (m³/s)
设计洪水河槽流量 = (m³/s)
河槽宽度 =
系数 和指数 ，该河段属于稳定河段，
可求得
L=。
本桥跨径设置主要受地形影响，采用跨径35×20m组合箱梁，综合考虑角度、桥墩布置等因素，桥跨布置满足设计洪水频率的泄洪要求，水文不控制跨径布置。
—设计流量；根据计算， = (m³/s)
—天然河槽流量：根据计算， = (m³/s)
—天然状态下河滩部分流量， =0
所以， =(m³/s)
—计算断面天然河槽宽度， B=
—桥下断面天然河槽宽度， B=
—计算断面桥下河槽最大水深， hmax=
—单宽流量集中系数：
—设计水位下，桥墩阻水总面积与桥下过水面积的比值；对于天然宽线河槽，近似用一个墩宽中心距离之比；
（1）
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). 设计流量计算