2、水文计算
基本资料：桥位于此稳定河段，设计流量31%5500/S Q Q m s ==，设计水位
457.00S H m =，河槽流速 3.11/s c v m =，河槽流量3
C Q =4722m /s ，河槽宽度c B 159.98m =，河槽平均水深c h 9.49m =，天然桥下平均流速0 3.00/M v m s =,断
面平均流速=2.61m/s υ，水面宽度B=180m ，河岸凹凸岸曲率半径的平均值
R=430m ，桥下河槽最大水深12.39mc h m =。
2.1桥孔长度
根据我国公路桥梁最小桥孔净长度Lj 公式计算。
该桥在稳定河段，查表知K=0.84，n=0.90。有明显的河槽宽度Bc ，则有：
n
0.90
j s c c L =K (Q /Q )B =0.84(55004722)
159.98=154.16m ?÷?
换算成平面半径R=1500的圆曲线上最小桥孔净长度为154.23m 。
2.2桥孔布置图
根据河床断面形态，将左岸桥台桩号布置在K52+325.00。取4孔40m 预应力混凝土T 形梁为上部结构；钻孔灌注桩双柱式桥墩，桩径为1.6m ，墩径取1.4m ；各墩位置和桩号如图1所示；右桥台桩号为K52+485.00；该桥孔布置方案的桥孔净长度为155.80m 大于桥孔净长度154.23m ，故此桥孔布置方案是合理的。
2.3桥面最低高程
河槽弗汝德系数Fr= 2
2
3.119.809.49
=0.104c c v
gh ?=
＜1.0。即，设计流量为缓流。桥前出现
壅水而不出现桥墩迎水面的急流冲击高度。 2.3.1桥前壅水高度?Z 和桥下壅水高度?Zq
冲刷前桥下流速'
m υ=
5500
3.72/1609.493 1.49.49
Q s m s Aj
=
=?-??
天然桥下平均流速v om =3.00m/s
自然淤积孔隙率n 为0.4，则天然空隙比e 取0.67，查表知d 50=3mm 冲刷前桥下流速：m
υ=
0.25
0.25
50
' 3.72
3.29' 3.7210.5(
1)
10.53
(
1)3.11
m
m c
v v d v -==+-+??-m/s
系数
6.43
Ky=
0.50.5
0.530.1
0.1
=
=-
桥前最大壅水高度：?Z=
22
2
2
6.430.53()(3.29 3.00)0.32229.8
m
om
K nK y v
v
g
?-=-=?m
桥下壅水高度取洪水和河床条件为一般情况，则：?Zq=12
?
Z=0.16m
2.3.2浪高?h 2
计算风速为21.53m/s ，浪程内平均水深取河床平均水深8.60m ，汛期顺风向到达桥位断面形成的最大水面风距为1450m 。浪高计算如下：
2
2
9.800.02114
21.53
w
g v =
=
2
47.3009w v g
=
2
2
9.8145030.6553321.53
w
gD v ?=
=
2
2
9.808.600.181817821.53
w
g h v ?=
=
?2h =
0.45
0.7
220.7
2
2
0.00180.13th 0.7th 0.13th 0.7=w w w w
gD v g h v g h v g
v ??????
??????????
????? ??????????????? ?????????????
0.39m 。 因?2h /h =0.39/8.60=0.047＜0.1，应取K F =2.42，则波浪高度：
?h 2=K F ?2h =2.42×0.39=0.94m
按《公路工程水文勘测设计规范》，静水面以上浪高取2/3的波浪高度计0.66?h 2；另外，波浪在墩前被阻挡时，墩前波浪高度将雍高，近似取雍高值为0.2?h 2，
这样，静水面以上的波浪高度为波浪全高的0.86倍，即0.86?h 2=0.86×0.94=0.81m 。
2.3.3波浪坡面爬高和河岸凹岸超高
桥头路堤和导流堤顶面高程应计入波浪坡面爬高，按式he=K ?KvR 0?2h 计算。 桥位在河湾内，桥面最低高程应计入两岸超高的一半，即0.5?h w 。 ?h w =
2
2
2.611800.299.80430.00
v B gR
?=
=?m
凹岸对水流中线的超高为 0.5?h w = 0.15 m
按设计洪水通过要求的桥面最低高程
H min =H s +0j h h h ∑?+?+?= H s +0.5?Z +0.86?h 2+0.5?h w +j h ?+D h ?
=457.00+0.16+0.81+0.15+0.5+2.70=461.32m
按Ⅵ-（1）级航道航道通航标准，要求的桥面最低高程
Ⅵ-（1）级航道最高通航水位的重现期为5年，对应最高通航水位，由p=1/5的流量即Q 20%，计算相应的水位H 20%求得H 20%=455.00；通航净空高度为6.00m ；通航净宽为30m 。
H min =H tn +H M +D h ?=455.00+6.00+2.70=463.70m
以上计算结果表明，通航要求控制桥面高程，桥面最低高程确定为463.70m 。
2.4此冲刷为非粘性土河床冲刷，桥下断面一般冲刷后水深
h p
按一般冲刷64-2简化公式计算 h p = ()0.66
0.90
221.0411c m c B Q A
h Q B
λμ???
?
? ? ?-??
?
?
()0.66
0.90
5500159.981.04 1.3312.3919.85472210.02700.97159.98m ????
=??
?= ? ? ?-????
??
按一般冲刷64-1公式计算
3/5
2
1/6
m c p j c h A Q
h L Ed h μ??
=??????
3/5
1/61.33550012.3919.240.97154.160.4639.49
m
???
=?
=??
?????
2.5桥墩局部冲刷深度h b
桥墩为双柱墩，墩柱直径1.40m ，查墩形系数表K ?=1.0，
0.24
2.2
0.00230.3750.49K d
d
η=
+=计算墩宽B 1=1.40m 。
65-2公式
行近水流19.85p h m =；υ= 1/6
2/3
1/6
2/3
0.463
19.85
4.05/p
E d h m s
=??=
起动流速()
()
0.5
0.5
00.280.70.2830.70.54d υ=+=?+=m/s ，
起冲流速()()
0.55
0.55
'00.120.50.1230.50.24d υ=+=?+=m/s ，υ 0υ，为动床冲
刷。
0.54
'
0.600.150.600.15
010 4.050.241.00.49 1.4019.85 2.700.54n
b p h K K B h m
υυ?ηυ??--??==????= ? ?
????
65-2修正公式
行近水流19.85p h m =； 4.05/m s υ=
起动流速0.14
0.5
7
00.721029 6.0510p p
h h d d d υ-??
??
+=+? ?
? ?
???
?
?
=0.14
0.5
7
0.7219.851019.85290.003 6.0510 1.02/0.0030.003m s -+?????+??= ? ?
????
起冲流速0.053
0.053
'00130.6450.645 1.020.69/1.40d m s B υυ??
??
==??= ?
?
??
??
K ?=1.0，B 1=1.40m ；()
9.35 2.23lg 9.35 2.23lg 0.0030 1.020.00584.05d
n υυ++??
??=== ? ?
??
??
h b 的回归值 K=0.46
()
'
0.600.150.068
01'0
00.46n
p b H h K B h d ?υυυυ-??-= ?
-??
0.0079
0.600.150.068
4.050.690.46 1.0 1.4019.850.003 1.331.020.69m
--??=?????= ?
-??
h b 的上限值 K=0.60
()
'
0.600.150.068
01'000.60n
p b S h K B h d ?υυυυ-??-= ?
-??
0.0079
0.600.150.068
4.050.690.60 1.0 1.2019.850.003 1.741.020.69m
--??=?????= ?
-??
根据输沙平衡原理，当流速υ大于0υ很多时，将出现冲刷坑内输沙平衡，冲刷不
再增加。
例中， 4.05/m s υ=大约为0υ=0.54m/s 的8倍，冲刷深度还以0.54次方的指数函数增大，与实桥资料分布趋势不同。 取()b S h 值较为适宜。
2.6桥墩的最低冲刷线高程
m in s p b H =H -H -H =457.00-19.85-1.74=435.41m
2.7桥台冲刷
根据地形图桥位断面左右岸均有河滩，阻挡河滩水流长度各为L D =10m ，阻水较多冲刷较深。按交通部科技攻关公式计算：
桥台形式采用带竖直前墙和上下游锥坡，两岸河滩受阻水流弗汝徳系数：
2
2
0.99
0.0679.80 1.49
Fr gh
υ
=
=
=?
两岸分别阻水面积：214.9z D A L h m == 桥台冲刷深度：
0.20
0.50
1.95s z
A h Fr
A C C α=0.20
0.50
1.950.067
14.9
1.00.90 3.95m =????=
2.8桥台最低冲刷线高程
上式计算的桥台冲刷深度
s
h是平均床面高程以下的一般冲刷和局部冲刷总深度。
两岸平均水深h
t
=1.49m
桥台最低冲刷线高程H
min =Hs-h
t
-h
s
=457.00-1.49-3.95=451.56m
2.9计算结果分析
桥墩最低冲刷线高程为435.41m，桥台最低冲刷线高程为451.56m，表明设计流量通过时，桥下河槽的沉积层将被冲走桥下河滩和河槽冲刷至高程约438.00m。桥台和桥墩埋置深度应分别考虑。两岸河滩阻水长度分别达10m，为避免桥台和路堤上游侧出现过大冲刷，应设置导流堤。
2
（Hydrolab Basic）广东水文水利计算软件使用手册 1软件主界面组成 HydroLab项目管理 HydroLab软件是以工作区和项目的概念管理用户的设计工作。在使用本软件时，工作区是必需的。一个工作区可以包含多个项目。对于已有的项目，也可以添加到另外的工作区中。 HydroLab的用户可以打开已保存的工作区以及工作区中的项目，在做出修改后对项目进行保存。在打开的工作区环境中，用户可以添加新项目、添加已有项目、复制删除已有项目、重命名项目。 在进行一个新的工程设计计算时，用户需要建立新的工作区，然后在工作区中添加所需类型的项目，进行相关的计算和设计。 每个工作区最多支持32个工程项目。 1、新建工作区： 可以通过“文件”->“新建”->“工作区”或者“文件”->“新建”->“项目”建立一个工作区。二者的区别在于前者建立空白工作区，而后者建立工作区的同时把建立的项目放到工作区中。
2、打开工作区： 可以通过“文件”->“打开”或者工具栏图标打开保存在磁盘上的工作区。工作区文件的格式为“.woa”。 3、新建项目： 可以通过“文件”->“新建”->“项目”新建项目。
按“分类”，在“项目”中选择相应的设计计算项目，给出项目名称和位置。对于已经打开的工作区，注意选择是“新建工作区”还是“加入工作区”。默认情况是加入打开的工作区中。 对于已经打开的工作区，也可以在“工作区”内点击鼠标右键，选择“新建项目”。 4、添加现有项目： 对于已经打开的工作区，可以在“工作区”内点击鼠标右键，选择“添加现有项目”把保存在磁盘上的项目加入到当前工作区中。 5、移除项目：
工程水文及水利计算习 题一 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
一、填空题1．水文学按其研究的任务不同，可划分为水文测验、 ________________、 _____________、_____________ 等若干分支学科。 2．人们开发利用水资源的基本要求可大致归纳为以下三方面： _______________ 、___________________、保护水环境。 3．降雨的特性可用__________、________、_________、降雨面积及_______等特征来描述。 4．按空气上升的原因，降雨分为______、______、_______、气旋雨。 5.流域或区域上的蒸发包括___________、土壤蒸发和植物蒸发，其中后两者总称为___________。 6．测验河段应符合两个条件：______________、 __________________________。 7．径流资料的审查主要是审查径流资料的________、一致性和_________。8．设计年内分配的计算一般是采用缩放代表年径流过程的方法来确定的，因此首先要选择代表年，然后用_________或________来缩放，求得设计年内分配。9．对于水利枢纽工程的防洪问题可分作两类:__________________________、_____________________________________________。 10．水力发电的开发形式主要有_______、______和混合式三种。 11．由暴雨资料推求设计洪水包含_______ 产流计算和_______ 三个主要环节。12．按水库兴利调节周期的长短可分为日调节、_________、年调节和 _________。 13．在一个年度内，通过河流某一断面的水量称为该断面以上流域的年径流量。 径流量可用年平均流量、_________、_________ 或__________表示。 二、判断题1.水循环是一切水文现象的变化根源。( ) 2．当流域的地面与地下分水线一致时，称为非闭合流域。( ) 3．由于冷空气与地面的摩擦作用，使缝面接近地面部分坡度很大，暖空气几乎被迫垂直上升，因此冷缝雨一般强度大，历时短，雨区面积较小。( ) 4．对流雨一般强度大，但雨区小，历时也较短，并常伴有雷电，又称雷阵雨。5．在任一段时间内，降雨量累计曲线的平均坡度就是该时段内的平均降雨强度。 6．陆面蒸发自始至终处在充分供水条件下进行，所以它一直按蒸发能力蒸发。7．年降水量和年蒸发量是影响年径流量的主要因素。( ) 8．前期影响雨量可以大于流域最大蓄水量。( ) 9．为减免下游地区洪水灾害而设置的库容称为调洪库容。（） 10．治涝标准中设计暴雨的重现期不应高于当地的防洪标准。（） 三、名词解释 1．水文2．水文计算3．流域4．蒸发能力5．水文年度 6．治涝设计标准7．工业用水的重复利用率8.水库的兴利调节 四、简答题
桥梁设计流程 1.设计资料和技术指标（地形、地质、气象水文、活载、道路等级等） 2.总体方案设计（纵向线路、桥式方案比选、横断面设计等） 3.详细设计（重要构件的尺寸拟定和细节设计） 4.手算或软件计算（成桥阶段内力和变形、施工阶段内力和变形） 针对软件计算： （1）建模 （2）荷载输入 （3）边界条件 （4）运行分析 5.根据相关规范进行强度、刚度、稳定性验算（钢结构还应做疲劳验算） 我国桥梁设计程序，分为前期工作及设计阶段。前期工作包括编制预可行性研究报告和可行性研究报告。设计阶段按"三阶段设计"进行,即初步设计、技术设计与施工设计。 一、前期工作-- 预可行性研究报告和工程可行性研究报告的编制预可行性研究报告与可行性研究报 告均属建设的前期工作。预可行性研究报告是在工程可行的基础上，着重研究建设上的必要性和经济上的合理性；可行性研究报告则是在预可行性研究报告审批后，在必要性和合理性得到确认的基础上，着重研究工程上的和投资上的可行性。 这两个阶段的研究都是为科学地进行项目决策提供依据，避免盲目性及带来的严重后果。 这两个阶段的文件应包括以下主要内容： 1、工程必要性论证，评估桥梁建设在国民经济中的作用。 2、工程可行性论证，首先是选择好桥位，其次是确定桥梁的建设规模，同时还要解决好桥梁与河道、航运、城市规划以及已有设施（通称"外部条件"）的关系。 3、经济可行性论证，主要包括造价及回报问题和资金来源及偿还问题。 二、设计阶段-- 初步设计、技术设计和施工设计（三阶段设计） （1）初步设计按照基本建设程序为使工程取得预期的经济效益或目的而编制的第一阶段设计工 作文件。该设计文件应阐明拟建工程技术上的可行性和经济上的合理性，要对建设中的一切基本问题作出初步确定。内容一般应包括：设计依据、设计指导思想、建设规模、技术标准、设计方案、主要工程数量和材料设备供应、征地拆迁面积、主要技术经济指标、建设程序和期限、总概算等方面的图纸和文字说明。该设计根据批准的计划任务书编制。 （2）技术设计 技术设计是基本建设工程设计分为三阶段设计时的中间阶段的设计文件。它是在已批准的初步设计的基础上，通过详细的调查、测量和计算而进行的。其内容主要为协调编制拟建工程
2、水文计算 基本资料：桥位于此稳定河段，设计流量31%5500/S Q Q m s ==，设计水位 457.00S H m =，河槽流速 3.11/s c v m =，河槽流量3 C Q =4722m /s ，河槽宽度c B 159.98m =，河槽平均水深c h 9.49m =，天然桥下平均流速0 3.00/M v m s =,断 面平均流速=2.61m/s υ，水面宽度B=180m ，河岸凹凸岸曲率半径的平均值 R=430m ，桥下河槽最大水深12.39mc h m =。 2.1桥孔长度 根据我国公路桥梁最小桥孔净长度Lj 公式计算。 该桥在稳定河段，查表知K=0.84，n=0.90。有明显的河槽宽度Bc ，则有： n 0.90 j s c c L =K (Q /Q )B =0.84(55004722) 159.98=154.16m ?÷? 换算成平面半径R=1500的圆曲线上最小桥孔净长度为154.23m 。 2.2桥孔布置图 根据河床断面形态，将左岸桥台桩号布置在K52+325.00。取4孔40m 预应力混凝土T 形梁为上部结构；钻孔灌注桩双柱式桥墩，桩径为1.6m ，墩径取1.4m ；各墩位置和桩号如图1所示；右桥台桩号为K52+485.00；该桥孔布置方案的桥孔净长度为155.80m 大于桥孔净长度154.23m ，故此桥孔布置方案是合理的。 2.3桥面最低高程 河槽弗汝德系数Fr= 2 2 3.119.809.49 =0.104c c v gh ?= ＜1.0。即，设计流量为缓流。桥前出现 壅水而不出现桥墩迎水面的急流冲击高度。 2.3.1桥前壅水高度?Z 和桥下壅水高度?Zq
中小桥水文计算 一、设计流量的推算 由于沿线各河道无水文观察站及相关流量、洪水位、流速等资料，本项目桥梁设计流量采用经验公式及径流形成法计算，最终设计流量采用两种算法中较大流量。经验公式采用《广西水文图集》（1974年，广西壮族自治区水文总站）的地区经验公式；径流形成法公式采用桥涵设计手册－桥位设计中的暴雨径流简化公式。 1.水文分区： 由《广西水文图集》可查：路线起点至K80段为第七区，K80至终点为第九区。 2.设计流量经验公式： 设计洪水频率1/50：Q=0.0418F0.739H1.06J0.279 设计洪水频率1/100：Q=0.0714F0.74H0.959J0.324 式中：Q——相应频率洪峰流量（m3/s） H——相应频率流域平均24小时暴雨（mm） F——工程地点以上流域面积（Km2） J——工程地点以上主河槽平均比降（‰） 查《广西水文图集》图七可得项目路线各段区域最大24小时暴雨量： 起点～K80段：H=100mm K80～K100段：H=120mm K100～终点段：H=130mm 3.暴雨径流简化公式： Qp=Φ(h-z)(3/2)F(4/5) Qp——相应频率洪峰流量（m3/s） Φ——地貌系数 h——径流厚度（mm） z——被植被或坑洼滞留的径流厚度（mm） F——工程地点以上流域面积（Km2） 由1：50000地形图勾绘工程地点以上流域面积，并在外业调查时测量工程地点以上1.5Km 以上主河槽平均比降，并由以上数据推算各桥位处河道相应频率洪峰流量。 4.设计洪水：此处仅以K79+978处桥为例，其余列表见表―1、表―2。 （1）经验公式法 设计洪水频率：1/100 汇水面积(Km2)：F=30.501372 24小时暴雨最（mm）H=100 河床平均比降（‰）J=2.61 总设计流量（m3/s）Q= 101.18 （2）径流形成法 地貌系数：Φ=0.05 径流厚度（mm）：h=70 被植被或坑洼滞留的径流厚度（mm）：z=5 工程地点以上流域面积（Km2）：F=30.501372 总设计流量（m3/s）Q= 403.46 二、设计水位（试算设计水位）：仅以K79+978处桥为例，其余列表见表―3。 设计水位（m）：110.93 河槽湿周（m）ρc= 43.47 河滩湿周（m）ρt= 0 河槽过水面积（m2）Wc= 165.44 河滩过水面积（m2）Wt= 0 河槽水力半径Rc= 3.81 河滩水力半径Rt= 0 河槽平均流速(m/s)Vc= 2.49 河滩平均流速(m/s)Vt= 0 河槽设计流量（m3/s）Qc= 412.06 河滩设计流量（m3/s）Qt= 0 总流量（m3/s）Q＝Qc+Qt= 412.06 三、桥孔长度计算：仅以K79+978处桥为例，其余列表见表―4。 系数K q =0.95
《水文水利计算》复习题 一、判断题 1、年径流资料的“三性”审查是指对资料的可靠性、一致性和代表性进行审查。 2、水文频率计算中配线时，增大Cs可以使频率曲线曲率变小。 3、流域总蒸发包括土壤蒸发、植物蒸散发、水面蒸发。 4、防洪限制水位到防洪高水位之间的库容是兴利库容。 5、在湿润地区，年降水量越大，年径流量越小。 6、对同一条河流，从上游到下游，一般年径流系列的均值会越来越大。 7、在水文计算中，用配线法进行频率计算时，主要的内容是确定水文系列的三个参数，即均值、Cv、Cs。 8、闭合流域多年平均降雨量为1200 mm,径流深为700mm,则多年平均蒸发量为1900 mm。 9、相关分析在水文分析计算中主要用于水文资料的插补、延长。 10、由暴雨资料推求设计洪水时，一般假定设计暴雨与设计洪水的频率不同。 二、选择题 1、某堤防按五十年一遇洪水设计，这是指该堤防今后遇到大于或等于该洪水的可能 性( )。 A、每隔五十年必然发生一次 B 、工程运行五十年内发生一次 C、长期平均五十年可能发生一次 D、一百年内一定发生两次 2、水文计算在水利水电工程的( ) 阶段将发挥作用。 A、规划设计 B、施工 C、运行管理 D、规划设计、施工、运行管理 3、某闭合流域多年平均降雨量为900 mm,多年平均径流深为600mm,则多年平均蒸发 量为( ) A、1500mm B. 300mm C.600 mm D. 750 mm 4、大坝的防洪标准比下游保护对象的防洪标准要( )。 A、高 B、低 C、不一定
5、由暴雨资料推求设计洪水时，一般假定( )。 A、设计暴雨的频率大于设计洪水的频率 B、设计暴雨的频率等于设计洪水的频率 C、设计暴雨的频率小于设计洪水的频率 D、设计暴雨的频率大于、等于设计洪水的频率 6、相关分析在水文分析计算中主要用于( )。 A、推求设计值； B、推求频率曲线； C、计算统计参数； D、插补、延长水文系列 7、通常情况下，对同一河流，洪峰流量系列的CV值 ( )。 A 、CV上游> CV下游 B、CV上游= CV下游 C、CV上游< CV下游 D、CV上游<= CV下游 8、水文计算在水利水电工程的( ) 阶段将发挥作用。 A、规划设计 B、施工 C、运行管理 D、规划设计、施工、运行管理 9、对设计流域历史特大洪水调查考证的目的是( )。 A.提高系列的一致性 B.提高系列的可靠性 C.提高系列的代表性 D.使暴雨系列延长一年 10、由暴雨资料推求设计洪水时，一般假定( )。 A、设计暴雨的频率大于设计洪水的频率 B、设计暴雨的频率等于设计洪水的频率 C、设计暴雨的频率小于设计洪水的频率 D、设计暴雨的频率大于、等于设计洪水的频率（） 三、名词解释 1、流域汇流时间 2、防洪限制水位 3、单位线 4、超渗产流 5、前期影响雨量 6、随机变量 7、单位线
第一章绪论 1水文水利计算分哪几个阶段？任务都是什么？ 答：规划设计阶段水文水利计算的主要任务是合理地确定工程措施的规模。 施工阶段的任务是将规划设计好的建筑物建成，将各项非工程措施付诸实施 管理运用阶段的任务是充分发挥已成水利措施的作用。 2我国水资源特点？ 答：一）水资源总量多，但人均、亩均占有量少（二）水资源地区分布不均匀，水土资源配 置不均衡（三）水资源年际、年内变化大，水旱灾害频繁四）水土流失和泥沙淤积严重（五）天然水质好，但人为污染严重 3水文计算与水文预报的区别于联系? 答：水文分析与计算和水文预报都是解决预报性质的任务。 （1）预见期不同，水文计算要求预估未来几十年甚至几百年内的情况，水文预报只能预报 几天或一个月内的未来情况。（2）采用方法不同，水文计算主要采用探讨统计规律性的统计 方法，水文预报采用探讨动态规律性的方法。 4水文分析与计算必须研究的问题？ 答：（1）决定各种水文特征值的数量大小。（2）确定该特征值在时间上的分配过程。（3）确定该特征值在空间上的分布方式。（4）估算人类活动对水文过程及环境的影响。 次重点：广义上讲，水文水利计算学科的基本任务就是分析研究水文规律，为充分开发利用水资源、治理水旱灾害和保护水环境工作提供科学的依据。 第二章水文循环及径流形成 1水循环种类：大循环、小循环 次重点定义：存在于地球上各种水体中的水，在太阳辐射与地心引力的作用下，以蒸发、降水、入渗和径流等方式进行的往复交替的运动过程，称为水循环或水分循环。 2水量平衡定义，地球上任意区域在一定时段内，进入的水量与输出的水量之差 等于该区域内的蓄水变化量，这一关系叫做水量平衡。 3若以地球陆地作为研究对象，其水量平衡方程式为 多年平均情况下的水量平衡方程式若以地球海洋作为研究 对象，其水量平衡方程式为多年平均全球水量平衡方程式 流域水量平衡的一般方程式如下：若流域为闭合流域， 则流域多年平均p=E+R 4干流、支流和流域内的湖泊、沼泽彼此连接成一个庞大的系统，称为水系。 5河流一般分为河源、上游、中游、下游及河口五段。
1. 水文水利计算 (1) 设计暴雨推求 有资料地区，设计暴雨的推求采用实测雨量进行分析；缺资料地区采用2003年颁布的《广东省暴雨参数等值线图》查算。 (2) 设计排涝流量 设计排涝流量一般采用平均排除法，也可采用排涝模数经验公式法。当涝区内有较大的蓄涝区时，一般需要采用产、汇流方法推求设计排涝流量过程线，供排涝演算使用。 1) 平均排除法 广东省一般采用平均排除法计算排水流量，这种计算方法适用于集水面积较小的涝区排水设计。平均排除法按涝区积水总量和设计排涝历时计算排水流量和排涝模数，其计算公式为： 43213 21)(1000q q q q T W W W h E R A C Q i i p i i ++++-----?=∑ （5-1） F Q q = 式中：Q ——设计排水流量(m 3/s)； Ci ——各地类径流系数，参考值：水稻田、鱼塘和河涌采用1.0；山岗、坡地、经济作物地类采用0.7；村庄、道路采用0.7～0.9；城镇不透水地面采用0.95； Ai ——各地类面积（km 2）； Rp ——设计暴雨量(mm)； Ei ——各地蒸发量（mm ），一般可采用4mm/d ； hi ——各地类暂存水量（mm ），水稻田采用40mm ，鱼塘采用50mm ～
100mm，河涌采用100mm； W1——水闸排水量（m3）； W2——截洪渠截流水量（m3）； W3——水库、坑塘蓄滞水量（m3）； T——排涝历时（s）； q1——堤围渗漏量（m3/s） q2——涵闸渗漏量（m3/s） q3——涝区引入水量，对灌溉是指回归水量（m3/s） q4——废污水量（m3/s） q——设计排涝模数(m3/s·km2)； F——控制排水面积（km2）。 治涝区内有水闸、泵站联合运用的情况下，一般先用水闸抢排，再电排。在用平均排除法计算泵站排涝流量时，应扣除水闸排水量和相应排水时间。 2) 排涝模数经验公式法 需求出最大排涝流量的情况，其计算公式为： n m F =（5-2）? q? R K = Q? F q 式中： K——综合系数（反映河网配套程度、排水沟坡度、降雨历时及流域形状等因素）； m——峰量指数（反映洪峰与洪量的关系）；
水文水利计算课程设计 第一章概况 一、基本情况 某河是渭河南岸较大的一级支流，发源于秦岭北麓太白山区，流域面积，干流全长，河道比降1/60～1/70。流域内林木茂盛，植被良好，水流清澈，水质优良。该河干流上有一水文站，控制流域面积686 km2。 拟在该河干流上修建一水库，其坝址位于水文站上游公里处，控制流域面积673km2。该水库将承担着下游和渭河的防洪任务，下游的防洪标准为20年一遇洪水，水库设计标准为100年一遇洪水，校核标准为1000年一遇洪水。该水库建成后将承担本地区37万亩的农业用水任务和临近城市的供水任务，农业用水的保证率为75%，城市供水的保证率为95%。 二、基本资料 1、径流 水文站有实测的1951～2000年逐月径流资料。（见附表1-1） 2、洪水 水文站有实测的1950～2000年洪水资料，经整理摘录的逐年洪峰流量（见附表1-2），同时调查到该水文站在1890和1930年曾经发生过两次大洪水，其洪峰流量资料（见表附1-2）。并计算出了不同频率洪量（见附表1-3）和典型洪水过程（见附表1-4）。 3、农业用水 根据该灌区的作物组成和灌溉制度，分析计算的灌区不同频率灌溉需水量见表12。 4、城市用水
城市供水每年按亿m3计，年内采用均匀供水。 5、水库特性 水库库容曲线（见图1-1）。水库死水位为，泄洪设施为开敞式无闸溢洪道，断面为矩形，宽度为30米。根据本地区气象资料和地质资料，水库月蒸发量和渗漏量分别按当月水库蓄水量的2%和%计。 图1-1 水库水位～库容系曲线关 水库在汛期输水洞按其输水能力泄洪，输水洞进口高程为722m，内径为4m， 设计流量为70m3/s。 第二章水库的入库径流特征分析 一、水文资料审查 1、资料的可靠性审查。 因为各种数据资料均摘自《水文年鉴》，故可靠性较高。 2、资料的一致性审查
《工程水文与水利计算》复习题A（专升本） 一、填空题 1、对同一条河流，一般情况下，从上游到下游，年径流系列的均值会越来越。 2、年径流资料的“三性”审查是指对资料的、和进行审查。 3、水库的特性曲线包括___________ _ 曲线和_____ ___曲线。 4、水库的水量损失主要包括：_____________________、____________________。 5、某河洪峰出现大于1000m3/ s 的频率为 10%，则洪水重现期为_________年，若某站年径流大于等于90mm的频率为90%，则其重现期为_________年。 6、在水文计算中，用配线法进行频率计算时，主要的内容是确定水文系列的三个参数，即、和。 7、按空气上升的原因，降雨可分为四种类型________________、__________________、________________、__________________。 8、设计洪水的三要素包括、、。 二、选择题 1、某堤防按五十年一遇洪水设计，这是指该堤防今后遇到大于或等于该洪水的可能 性( )。 A、每隔五十年必然发生一次 B 、工程运行五十年内发生一次 C、长期平均五十年可能发生一次 D、一百年内一定发生两次 2、相关分析在水文分析计算中主要用于( )。 A、推求设计值； B、推求频率曲线； C、计算统计参数； D、插补、延长水文系列 3、通常情况下，对同一河流，洪峰流量系列的CV值 ( )。 A 、CV上游> CV下游 B、CV上游= CV下游 C、CV上游< CV下游 D、CV上游<= CV下游 4、水文计算在水利水电工程的( ) 阶段将发挥作用。 A、规划设计 B、施工 C、运行管理 D、规划设计、施工、运行管理
一、设计洪水流量计算 1、已知资料 该桥上游流域面积2.607KM2，桥址以上干流长度2.40KM（见地形图附后），河道干流坡降0.03464，该河道上游为山区，下游则为丘陵区。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SK252-2000，该河道应按20年一遇洪水设计。 2、根据水文图集，该流域多年平均降雨量682毫米，多年平均24小时降雨量120毫米， 最大年降雨1466毫米。 流域特性参数K=L/J1/3×F2/5=2.40/0.250×1.467=6.571Cv=0.62。 3、20年一遇KP=2.24，H24均=120mm， 20年一遇H24均=120×2.24=268.8， 根据q m-H24-K曲线查得q m=14.0M3/S, 二十年一遇的最大洪峰流量Q=q m×F=14.0×2.40=33.6M3/S, 4、50年一遇KP=2.83， 50年一遇H24均=2.83×120=339.6， Qm=23.5M3/S 五十年一遇的最大洪峰流量Q=23.5×2.40=56.4M3/S, 二、桥孔的宽度确定 按无底坎宽顶堰计算桥孔过水能力，按水深1.2米，进行计算宽度B B=Q/1.5H3/2=33.8/1.5×1.23/2=20.0米 设计过水断面宽30-1.2×2=27.6米。 50年一遇校核水深H=[56.4÷(1.5×27.6)]2/3=1.59米。 三、冲刷计算 1、一般冲刷按以下公式计算 h p=(AQ S/UL j Ed1/6)3/5h max/h cp 式中h p桥下河槽一般冲刷后最大水深（m） Q s设计流量为56.4m3/s L j桥孔净长27.6m h max计算断面下河槽的最大水深=1.8m h cp计算断面桥下河槽的平均水深=1.2m d河床泥砂的平均粒径d=3mm μ压缩系数μ=0.850 E与汛期含砂量有关的参数E=0.66 A为单宽流量集中系数A=(B1/2/H)0.15=(91/2/1.2)0.15=1.15 h p=(AQ S/UL j Ed1/6)3/5h max/h cp=[1.15×56.4/(0.850×27.6×0.66×31/6)]3/5×1.8/1.2=3.17(m) 2、局部冲刷 采用公式：V=V z=Ed1/6Hp2/3=0.66×31/6×3.172/3=1.71(m/s) V0=(h p/d)0.14[29d+0.000000605(10+h p)/d0.72]1/2=(3.17/0.003)0.14×[29×0.003+0.000000605×（10+3.17）、0.0030.72]1/2=0.78（m/s） 1 V=0.75(d/h p)0.1(V0/Kξ)=0.75×(0.003/3.17)0.1×(0.78/0.98)=0.30(m/s) Kξ为墩型系数。 V＞V0 采用h b=KξKη1B0.6(V0－1 V)(V/V0) η1
1 水文水利计算 1.1用推理公式推求坡面最大流量 1.1.1 推求1#渣场山坡来水最大流量 参照《四川省水文手册》推理公式求解2#渣场后坡面在暴雨期的最大流量，步骤如下： 1.1.1.1 确定设计坡面的流域特征值F 、L 、J 1、F 为设计坡面的积水面积，由比例尺为1：500的地形图上量取得24602m ； 2、L 为自出口断面沿主河道至分水岭的河流长度，包括主河槽及其上游沟形不明显部分和沿流程的坡面直至分水岭的全长从1：500的地形图上量取得77.19m ； 3、J 为沿L 的河道平均坡度，即在量出L 的过程中读取河道各转折点的高程i h 和间距i l ，如图1.1-1所示，落差i h 和间距i l 如表1.1-1所示。 图1.1-1 落差i h 和间距i l 逐段关系示意图 表1.1-1 落差i h 和间距i l 逐段关系表
03220H m = ()()()()() 011122233102 2n n n i i H H l H H l H H l H H l H l J l -+++++++++= ∑∑…… ()1 02 2i i i H H l H L L -+-=∑式中i H 、i h 以米计；L 、i l 以公里计；J 以千分率（‰） 计 将已知数据代入公式求得J=118‰。 1.1.1.2 计算设计坡面的流域特征系数θ，并分析确定汇流参数m 值 1、流域特征系数：13141314 0.07719 0.12610.118 2.46L J F θ== =
石河大桥（K16+125） 水文计算书 第一章设计流量及设计水位计算………………………………………1页第二章桥长计算…………………………………………………………3页第三章桥面标高计算……………………………………………………3页第四章冲刷计算…………………………………………………………3页第五章设计采用值………………………………………………………4页 第一章设计流量及设计水位计算 一、参数选取 ?洪水比降： 洪水比降i采用外业勘测实测的水面比降，i=1.24‰。 ?河床粗糙系数的确定： 根据《桥位设计》表2-2-1，河槽粗糙系数采用m=1/n=53,河滩粗糙系数25。 ?形态流量计算： 外业调查到2001年山区洪水曾漫上老桥桥面约40cm左右（高程为109.001m）在此水位利用形态断面法推求桥位断面流量为146.3 m3/s。
计算形态断面处设计流量对应的各种数据表1-1设计 水位(m) 坐标距离 河床 标高 (m) 水 深 (m) 平 均 水 深 (m) 水 面 宽 度 (m) 过水 面积 (m2) 累计 面积 (m2) 合计 (m2) 总流 量 (m3/s) 平均 流速 (m/s) 109.001 109.207 -0.21 -0.11 0.0 0.00 0.00 50983.306 57811.121 109.02 -0.02 74.12 146.300 1.36 17.20 0.21 17.2 3.59 3.59 50982.342 57793.944 108.565 0.44 1.96 0.44 2.0 0.87 4.46 50982.232 57791.986 108.551 0.45 6.90 0.72 6.9 4.95 9.41 50982.477 57785.094 108.015 0.99 2.73 0.82 2.7 2.24 11.65 50982.257 57782.371 108.346 0.66 11.54 1.06 11.5 12.24 23.89 50981.265 57770.874 107.534 1.47 1.59 1.48 1.6 2.35 26.24 50981.031 57769.302 107.509 1.49 35.46 1.30 35.5 45.97 72.21 50980.271 57733.853 107.9 1.10 1.41 1.36 1.4 1.91 74.12 50979.942 57732.485 107.387 1.61 1.86 1.89 1.9 3.52 77.65 29.38 50979.969 57730.624 106.83 2.17 1.12 2.10 1.1 2.36 80.01 50979.92 57729.501 106.975 2.03 12.38 1.84 12.4 22.81 102.81 50978.615 57717.191 107.342 1.66 0.49 1.41 0.5 0.69 103.50 50978.562 57716.707 107.837 1.16 31.67 0.13 31.7 4.10 107.60 4.10 50970.822 57685.994 109.906 -0.91 6.88 50970.151 57679.147 h t m t Vt Qt h c m c Vc Qc 北滩0.94 25 0.85 62.7 河槽 1.85 53 2.82 82.7 南滩0.13 25 0.23 0.9 二、计算说明： 1、应用公式 ⑴河滩部分 h t= t t B w, V t=m t3 2 t h2 1 i,Q t=w t V t。 w t----河滩过水面积 B t---河滩水面宽度 h t---河滩平均水深 V t---河滩平均流速 Q t---河滩总流量 i---水面比降 ⑵河槽部分 h c= c c B w, V c=m c3 2 c h2 1 i,Q c=w c V c。 W c---河槽过水面积 B c---河槽水面宽度 H c---河槽平均水深 V c---河槽平均流速 Q c---河槽总流量 ⑶全断面总流量 Q=Q c+Q t ⑷全断面平均流速 V0= w Q 2、计算方法 根据调查洪水位，反算相应的洪峰流量。 根据桥位处的情况，北滩宽78.8米，m t=25，南滩宽31.7米，m t=25,河槽
山东大学期末考试工程水文及水利计算答案 A3 一、单选题 1.水库校核洪水位一下的全部静库容，称为（C）。 A.调洪库容 B.拦洪库容 C.总库容 D.兴利库容 2.某流域根据三场雨强相同，但暴雨中心分别在上、中、下游的洪水分析的三条单位线，它们的洪峰流量分别为q上，q中，q下，则它们之间的关系一般应该（B）。 A.q上>q中>q下 B.q上 则认为设计变量系列具有代表性。 A.参证变量长系列与设计变量系列 B.同期的参证变量系列与设计变量系列 C.参证变量长系列与设计变量同期的参证变量系列 D.参证变量长系列与设计变量非同期的参证变量系列 11.自然界中水文循环的主要环节是（B）。 A.截留、填洼、下渗、蒸发 B.蒸发、降水、下渗、径流 C.截留、下渗、径流、蒸发 D.蒸发、散发、降水、下渗 二、多选题 1.设计洪水地区组成的计算方法有（）。 A.同倍比法 B.同频率法 C.同频率法控制地区组成法 D.典型洪水地区分配法 2.根据不同用途，水文站一般应布设基线、水准点和各种断面，即（ABCD）。 A.基本水尺断面 B.流速仪测流断面 C.浮标测流断面 D.上、下辅助断面、比降断面 3.降雨经过（ACD）过程之后，剩下的部分称为净雨。 A.截留 B.对流 C.填洼 D.下渗 4.水文资料的来源有（）。 A.经验公式 B.水文年鉴 C.水文手册和水文图集 D.水质资料 5.分期设计洪水各分期的划分是（）。 A.设计流域的大小 B.设计流域洪水季节性变化规律 C.根据工程设计标准选定 D.工程要求 三、判断题 1.（错）小流域与同一地区中等流域相比较，一般小流域的多年平均径流深Cv值小。 2.（对）同倍比缩放法用洪量放大倍比计算出来的设计洪水过程线，不能保证各时段洪量同时满足同一设计频率的要求。 3.（对）重现期是指某一事件出现的平均间隔时间。 4.（错）一般来说，设计洪水的径流深应小于相应天数的设计暴雨深，洪水的CV值应小于 桥涵水力水文 ——设计计算 一、设计基本资料 南方地区某二级公路上，拟修建一座跨越一条跨河流的钢筋混凝土简支梁中桥，梁高1.5m （包括桥面铺装在内），下部为单排双柱式钻孔柱墩，墩径为 1.2m；采用Ｕ型桥台，台长为6m，桥前浪程为1.2km，沿浪程平均水深为3.0m，无水拱和河床淤积影响，桥前最大壅高不超过0.6m。桥位河段基本顺直，桥面纵坡为+2%，桥下为六级航道，汛期沿浪程向为七级风力，推算设计洪水位为64.00m，推算设计流量为3400m3／s，桥下设计流量为河床平坦，两岸较为整齐，无坍塌现象。桥位处河流横断面桩号K0+622.60为河槽与河滩的分界桩。经调查，桥位河段历年汛期平均含沙量ρ约为3kg/m３，据分析桥下河槽能扩宽至全桥，但自然演 变冲刷为0m。粗糙系数为：河槽m c ＝44，河滩m t =29；洪水比降为0.3‰,历史洪水位水痕标 高为79.30m，河沟纵坡Ｉ与洪水比降基本相同。另据钻探资料，河槽部分在河底以下8m内 均为砂砾层，平均粒径_ d＝2mm,d50＝2.5mm,n c＝0.030；河滩部分在地面以下6m内为中砂， 表层疏松为耕地，n t＝0.025。桥位断面以上集雨面积为566km2,桥位上游附近有一个水文站（乙站），集雨面积为537km2，具有1955年至1982年期间24年断续的年最大流量资料；通过洪水调查和文献考证，该河历史上曾在1784年，1880年，1920年，1948年发生过几次较大洪水，其中1784年洪水量级大于1880年，特大洪水值认为是大于3500m3/s。在邻近流域的河流上，也有一个水文站（甲站），可搜集到1951年至1982年连续32年的年最大流量资料。两流域的特征基本相似，气候和自然地理条件基本相同，且两河流上都没有水工建筑物。 二、用相关分析法插补延长乙站流量资料 1、比较甲、乙两站均有实测资料并分别求出平均流量。（甲乙分别为 — Q x 、—Ｑ y 计） 桥涵水文分析与计算 一、概述 桥涵水文分析与计算，包括河流水文资料的调查搜集整理与计算，推求出我们桥涵所需要的设计水位和流量，拟定出桥长孔径、桥高和基础埋设深度。由于桥位所处的地理位置不同以及其它复杂因素，包括天然的和人为因素如潮汐、泥石流、修水库、开挖渠道等。我们调查搜集洪水流量的计算方法各有不同。 水文计算从大的方面来分：有水文（雨量）观测资料和无水文观测资料的水文计算。 从各河段特殊情况的不同又可分为，有水库的水文计算，倒灌河流的水文计算，平原或者山丘区的水文计算，还有潮汐河段、岩溶河段、泥石流河段等。不同情况的河流我们要有针对性的调查，搜集有关资料调查搜集资料很辛苦，跑路多收效有时还很小，但工作必需要做，要有耐心。 需要调查搜集的资料综合起来有：水系图，县志和水利志、地形图、形态断面、水文站（气象站）资料水库资料，倒灌资料、河道演度、河床淤积、雨力资料、洪水调查及比降的测量，原有桥涵的调查等，通过调查为下步洪水设计流量提供有关参数。 另外还要进行地质地貌调查，有些设计流量的计算参数也和土的颗粒组成、土壤的分类、密实度吸水率熔洞泥石流等有关，有的与设计流量无关，但与桥的安全性有关如土体稳定性、山体滑坡、湿陷性黄土软土地基等，一般野外采用看挖钻的方法，下面介绍一下土壤分类的一般常识，分为三类： 1.粘性土：塑性指数>1 I p I≤7；亚砂土或轻亚粘土1 摘要 天然情况下的河川径流，有着年内和年际的变化，且地区间的分布也不均衡，因此无法满足国民经济各用水部门对水资源利用的要求。水利工程建设目的在于通过各种施工调节、改变区域水量分布状况和地区水利条件，使之符合工业、农业及其他各部门的需要。水利工程从修建到运用，一般要经过规划设计、施工、管理三个阶段，每一个阶段都需要进行水文水利计算工作。水文工作中的水利计算、水文预报及水资源评价都为工程在各阶段提供了所需数据，而水文水利计算就是这些数据的基础，通过分析，定出工程规模和建筑尺寸，编制水量调度方案，并对工程的经济性和安全性连个方面进行权衡并制定对策，力求在复杂的问题中得到规划设计和调度运行的最优方案。本次设计就是从这一方面出发，通过对兴利调节、防洪调节和水能计算等各种任务的运算，求得死库容、兴利库容、防洪库容和保证出力等，使得到的成果能运用到生产当中。 关键词;水库兴利调节；水库防洪调节计算；水库水能计算。 (1) 设计暴雨推求 有资料地区，设计暴雨的推求采用实测雨量进行分析；缺资料地区采用2003年颁布的《广东省暴雨参数等值线图》查算。 (2) 设计排涝流量 设计排涝流量一般采用平均排除法，也可采用排涝模数经验公式法。当涝区内有较大的蓄涝区时，一般需要采用产、汇流方法推求设计排涝流量过程线，供排涝演算使用。 1) 平均排除法 广东省一般采用平均排除法计算排水流量，这种计算方法适用于集水面积较小的涝区排水设计。平均排除法按涝区积水总量和设计排涝历时计算排水流量和排涝模数，其计算公式为： 43213 21)(1000q q q q T W W W h E R A C Q i i p i i ++++-----?=∑ F Q q = 式中：Q ——设计排水流量(m 3/s)； Ci ——各地类径流系数，参考值：水稻田、鱼塘和河涌采用1.0；山岗、坡地、经济作物地类采用0.7；村庄、道路采用0.7～0.9；城镇不透水地面采用0.95； Ai ——各地类面积（km 2）； Rp ——设计暴雨量(mm)； Ei ——各地蒸发量（mm ），一般可采用4mm/d ； hi ——各地类暂存水量（mm ），水稻田采用40mm ，鱼塘采用50mm ～100mm ，河涌采用100mm ； 2水文 2.1流域概况 ××水库位于××西南方向，坝址高程1760m，径流面积0.78km2，主河长1.6km，平均坡降为88‰，流域平均高程1880m，径流量条形状。 ××水库属珠江水系西洋江流域源头支流，地处珠江流域与红河流域的分水岭上。河流自北向南，在坝址下游500m向西转，进入溶洞，流入其龙得河，又通过地下暗河进入头河，汇入西洋江，流域水系分布详见《××水库水系图》。 ××水库流域地处中低山区，森林种类较多，主要分布有灌木、杂草、杉木等植物，目前，森林林植被完好，覆盖率在80%以上，径流内有少量的泉点出露，来水主要靠地表径流。 2.2气象特性 西洋江流域属中亚热带高原季风气候区。夏季受东南太平洋和孟加拉湾暖湿气流影响，5～10间湿热多雨，水量充沛，其降水量占年降水量的85%左右，此期间又多集中在6—8月，占全年降水量的50%左右。冬季，受周围山脉作屏障作用，阻滞北方冷空气的入侵，使本流域干燥，凉爽少雨（11—4月），据××县象站资料统计，多年平均降水量为1046.00mm，蒸发量（d=20m）为1637.6mm，多年平均气温为16.7℃，极高最高气温为36.7℃，最低为-5.5℃。多年无霜期为306天，雨季相对湿率82%，绝对浊率19.9hp a，旱季相对湿度76%，绝 页脚内容22 对湿度10.8hp a。以上结果表明，流域具有气候温和，降水量年际变化小，年内分配均匀，集中程度高，干湿分明的特点。该气候特点决定了径流由降水补给，径流与降水规律一致。 2.3年径流分析 拟建的××水库坝址附近属无测水文气象资料地区，水库设计年径流量根据其地理位置及气候成固相似性的特点，采用查径流深等直线图和移用西洋街（二）站径流模数两种方法分析，再作综合论证后取值。 2.3.1移西洋街（二）站径流模数法 西洋街（二）站属国家基本水文站，观测内客有水位、流量、降水、蒸发，观制面积2473km2。该站有1964—2001年的流量统计系列，且该系列已具有一定的代表性，统计年限满足规范要求，用适线法将该径流系列进行频率计算，矩法初估参数，取倍比系数C5=2.5C V，计算结果如表2-1 页脚内容22桥梁设计计算
桥涵水文分析计算
水文水利计算
水库水文计算全过程
相关主题
文本预览