桥涵水文总复习

(4 2) (4 1)
一般洪水的经验频率为：
Pm
PMa
(1
PMa
)
m n
l l
1
a (1 a ) m l
N 1
N 1 nl1
m = l +1，l + 2，···，n
方法任选
(4 3)
2、设计流量的推算方法 ① 桥位断面有实测流量资料的情况
按第三章 频率分析（适线法），包括特大值处理
相关系数：
n
( xi x)( yi y)
r i1
n
n
(xi x)2 ( yi y)2
i 1
i 1
(3 40)
不记，会用
பைடு நூலகம்
第四章 设计洪峰流量 和设计水位计算
一、基本概念
设计洪水标准（设计频率）的概念；设计流量、设 计水位、设计流速的概念；特大洪水与特大洪水处 理；资料审查的概念。
二、计算题
② 桥位断面无实测流量资料的情况
1）大、中河流：历史调查洪水反推统计参数（掌握） 2）小河流：推理公式、经验公式（了解）
3、设计水位、设计流速计算
① 桥位断面有实测资料 由设计流量QP，直接利用桥位断面Z~Q 关系曲线、
Z~V关系曲线，求出设计水位ZP、VP。 ② 桥位断面无实测资料
利用实测桥位断面图，用谢才-曼宁公式计算 Z~Q、 Z~ω、 Z~V关系曲线，然后推求ZP、VP。
2、64-2简化式（按输沙平衡建立的公式） 输沙平衡的概念；建立公式的概念。
0.66
hP
1.04(
A
Q2 Qc
)0.90
(1
Bc
)B2
hmax
(6 11)
适用条件：沙质（非粘性土）河槽。桥下全部为 河槽或桥下河槽部分。
应用说明：
① 当桥下断面全为河槽，Q2 = QP，B2=Bc。 ② 当桥孔压缩部分河滩，桥下河槽不会扩宽至全
桥，则：
Q2 QcP , B2 Lc
QcP
Qc
Qc
Qt'
QP
ZS
Q' 左t
L
Lc
Q' 右t
Qc
Zmin
(6 8)
0.66
hP
1.04(
A
QcP Qc
)0.90
(1
Bc
)
Lc
hmax
式中，Lc建桥后桥下河槽宽度。
(6 11)
③ 当桥孔压缩部分河滩，桥下河槽会扩宽至全桥， 则认为桥下全部为河槽：
小桥水流图式：
当：ht ≤ 1.3hk ，自由出流，桥下： hk ，Vk
当：ht > 1.3hk
，淹没出流，桥下： ht
，V QP
ht Lj
计算步骤： （公式不记，掌握应用）
（1）小桥下游河槽天然水深ht
Q
2
R 3J
1 2
n
(5 26)
试算，｜Q-QP｜/QP<10%。小桥水力半径R用断 面图计算，一般不能用平均水深代替。
Vb3c
Nd
(5 28)
桥孔长度： 矩形断面： 梯形断面：
L=B L = B+2mΔh
(5-30)
图5-11
② 淹没出流（ht>1.3hk）
先计算桥下通过设计洪水所需的平均水面宽（ht/2 处）：
B0
QP
htVbc
Nd
矩形断面： L = B0 梯形断面：
L = B0+2m(ht/2+Δh) (5-32)
2）半压力式出流（ semi-pressure flow）
① 普通进口（端墙式、八字式、锥坡式、平头式） H >1.2hT （出口不被淹没）
② 进口全被淹没，全涵段水流具有自由水面
进水口被淹，进水口断 面以后，流线收缩而出 现收缩断面。收缩断面 之前，水流与闸孔出流 相似，收缩断面以后， 水流属明渠水流。
随机事件和随机变量的概念；概率和频率的概念、概 率和频率的区别与联系；总体、样本、样本容量；抽 样误差的概念；重现期、重现期与频率的换算关系； 设计频率；桥涵设计流量；频率曲线与统计参数的概 念；统计参数的统计意义；统计参数对频率曲线的影 响；相关分析的概念；相关系数。
二、计算题
1、经验频率公式
P
1、特大洪水经验频率计算方法 特大洪水的排位及首位特大洪水重现期 N 确定
① 独立样本法
特大洪水的经验频率为：
PM
M N 1
式中， M = 1，2，···，a
(4 1)
一般洪水的经验频率为：
Pm
m n1
式中， m l 1, l 2,, n
② 统一样本法
特大洪水的经验频率为：
PM
M N 1
式中，M = 1，2，…，a
hb
K
K
2
B
h 0.6 0.15 P
(V
V0' V0
)
hb
K
K
2
B 0.6
h0.15 P
(V
V0' )n2 V0
3、一般冲刷结束后墩前行近流速（冲止流速）计算
① 64-1修正式
V
Ed h 1 6
2 3
P
② 64-2简化式
V
A0.1 1.04
(Q2 Qc
)0.1
(1
Bc
)B2
0.34
( hmax hc
q hk 1
gq Vk2
Vk
(
gq
)
1 3
2.14q
1 3
[ 建桥后，校核水流图式时，必须考虑桥孔对水流
的压缩作用，上式应为：
Vk
QP
k
QP
hk 1 Bk
q hk 1
gq Vk2
式中，μ为侧收缩系数，按表5-13。]
临界水深： 矩形、宽浅梯形：
hk = hk1
深窄梯形：
hk Bk
Bk2 4mBkhk1 2m (5 25)
则认为桥下全部为河槽，Lcj=Lj=L-nd，QcP=QP，hc不
变。
④ hmax 值的确定：通常按桥位上游附近枯水位或中 hc
低水位实测过水断面图求得；也可利用设计水位时的 实测桥位断面图求得。
hc c
Lc
hmax ZS Zmin
⑤ 当桥下河床由多层成分不同的土质组成，分层 土河床的冲刷可采用逐层渐进计算法进行。
图 5-9
（3）判别水流流态
当：ht ≤ 1.3hk 当：ht > 1.3hk
自由出流 淹没出流
（4）孔径计算
① 自由出流（ht≤1.3hk）
先计算临界水面宽，然后用临界水面宽确定桥 孔长度：
Bk
k
hk 1
QP hk 1Vk
QP g Vk3
(5 27)
桥下通过设计洪水所需的水面宽：
B
Bk
Nd
QP g
记
(3 14)
(3 14)
偏态系数： CS = (3~4)CV ② 三点法（概念） ③ 适线法（步骤） 3、设计值计算
xP (1 PCV )x
(3 26) 记
4、相关分析 y 倚 x 的回归方程：
y
y
r
y
(x
x)
x
x 倚 y 的回归方程：
x
x
r
x y
(y
y)
(3 41)
记公式会用
(3 42)
二、一般冲刷计算（公式不记，掌握应用）
1、64-1 修正式（按冲止流速概念建立的公式） 冲止流速；公式建立的概念；一般冲刷深度表
示方法。
3
3
hP
AQcP
Lcj Ed
1 6
( hmax hc
5
)3
5
AQcP
1
Lcj Ed 6
5
hmax hc
(6 6)
适用条件：非粘性土河槽，桥下全部为河槽或桥下河
建立公式的基本概念；别列柳伯斯基的假定； 冲刷系数。
g
QP
(1 )PVS
1 0.375VS
lj
d
l
VS VC
② 经验公式（了解）
(5 2)
(5 3)
不记，会用
3、桥面标高计算方法
① 非通航河段
Zmin Z S h hj hD
② 通航河段
记
(5 10)
记
Zmin ZM hm hD
H路 = Hmin+ H + Δ 桥面最低标高：
H桥= Hmin+ H +Δhj+ D
（5-34） （5-35）
Δhj
2、涵洞
水流图式
1）无压力式出流（non-pressure flow） ① 普通进口（端墙式、八 字式、锥坡式、平头式）
H≤1.2hT ② 流线型进口（喇叭形、 进口端节抬高式）
H≤1.4hT
P(X
xm )
m 100% n1
(3 18)
2、参数估计的方法
记
① 矩法
设桥位断面年最大洪峰流量系列：
x1，x2，…… ，xn
均值：
x
1 n
n
xi
i 1
均方差和变差系数：
n
( xi
x)2
i1
n1
1
CV x x
n
( xi
x)2
i 1
n1
CV
n
(Ki
1)2
i 1
n1
(3 9)
记
(3 13)
3）压力式出流（ pressure flow）
① 进口流线型 H >1.4hT
且涵洞底坡J小于摩阻坡度Jω。 ② 出口被淹没
全涵段水流充满整个断面。
第六章 桥梁墩台冲刷计算
一、基本概念
冲刷计算的简化方法：自然冲刷Δh、一般冲刷hP、 局部冲刷hb
h hP hb hs h hP hb
三部分冲刷形成的原因。
Q
V
R J 2 1 32
n
复式断面，滩槽要分开计算：
Q QC Qt CVC tVt
Qt Q QC
t C
Vt
Qt
t
第五章 桥涵孔径计算
一、大、中桥
1、基本概念
水流图式的概念；水流图式反映什么？桥孔长度、桥 孔净长、跨径、净跨径；桥面标高；桥下净空高度； 各种壅水高度形成的原因。 2、桥孔长度计算方法 ① 冲刷系数法
(5 11)
ZS = ZP
h h1 h2 h3 h4
h1
1 2
h
y
,
h2 : 急流河段，对缓流河段h2 0
h3
2 3
hL
,
h4
1 2
hw
,
河湾超高
对通航河段，两种都要算，取大者。
二、小桥、涵洞
1、小桥
桥下游天然水深 ht（相应于设计流量） 桥前水深 H 桥下水深 h 临界水深 hk 收缩断面水深 hc
图 5-12
（5）桥前水深H
① 自由出流
H
hk
Vk2
2g 2
VH2 2g
② 淹没出流
H
ht
V2
2g 2
VH2 2g
(5 33) (5 33)
式中，Φ为流速系数，查表5-13。
V为采用的桥孔长度对应的桥下流速。
（5-33）式须试算,当VH<1m/s时，最后一项可忽略 不计。
（6）确定路堤和桥面标高 桥头路堤最低标高：
槽部分。
应用说明： ① 当桥下断面全为河槽，Lcj = Lj = L-nd，QcP = QP。
② 当桥孔压缩部分河滩，桥下河槽不会扩宽至全
桥，则：
Lcj=Lc- n’d
QcP
Qc
Qc
Qt'
QP
Qt'
Q' 左t
Q' 右t
ZS
Q' 左t
(6 8)
L
Lc
Q' 右t
Qc
Zmin
③ 当桥孔压缩部分河滩，桥下河槽会扩宽至全桥，
) V 2 3 c
式中，Vc为天然河槽平均流速。
四、墩台基底最小埋置深度计算
Δh hP
hb
ZS
总冲刷深度hs：
hs h hP hb
墩台基底最低埋置高程：
h
hP hs
天然河底
桥墩
hb
基底高程 Δc
Z jd Z s hs c Z s h hP hb c
式中，Δc为基底埋深安全值。
ht
（2）计算桥下临界水深hk
k3 QP2
Bk
g
(5 20)
式中，α为流速分布系数，小桥α≈1.0。
矩形断面：
hk
3
Q
2 P
Bk2 g
(5 21)
任意断面：
hk 1
k
Bk
QP2
k2 g
Vk2 g
0.102Vk2
式中，Vk采用河床容许不冲刷流速。
(5 22)
或：
Vk
QP
k
QP hk 1 Bk
Q2 QP B2 L
三、局部冲刷计算（公式不记，掌握应用）
局部冲刷的概念；局部冲刷表示方法；起冲流速。
1、65-1 修正式
当V V0 当V V0
hb K K1B0.6 (V V0' )
hb
K K1 B 0.6 (V
V0'
V )(
V0
V0' V0'
)
n1
2、65-2公式 当V V0 当V V0
《桥涵水文》总复习
第一、二章 绪论、河流与流域
一、基本概念 河流与流域的基本特征；水文循环与水量平衡；多 年平均水量平衡方程（陆地、海洋、全球）；径流； 河川径流；径流形成的概念。
泥沙运动的基本概念：粒径；粒径级配曲线；容重 （重度）；沉降速度。
泥沙分类： ① 按泥沙在河槽中运动状态分类：悬移质、推移质、 床沙质； ② 按泥沙颗粒的大小和来源：冲泻质、河床质。
推移质泥沙运动：泥沙起动的概念；起动流速；推 移质输沙率；沙波运动。 悬移质泥沙运动：含沙量。 水流挟沙能力定义。
河床演变的基本概念：河段分类及其与桥涵设计的 关系；造床流量的定义及其确定方法；河相关系和 河相系数的定义。
二、计算题
径流的度量单位及其换算。
第三章 水文统计基本原理与方法
一、基本概念