06286桥涵水文

第二章河川径流一、概念：桥涵水文学：水文学的分支之一，主要研究与道路桥梁有关的水文现象的科学。

地面径流：降落到到地面上的水，除掉损失一部分外，在重力作用下沿一定方向和路径流动，这种水流称为地面径流河谷：河水流经的谷地。

河床：河谷底部有水流的部分。

河川径流：受重力作用沿河床流动的水流河流：地面径流长期侵蚀地面，冲成沟壑，形成溪流，最后汇集而成河流。

河(水)系：脉络相通的大小河流所构成的系统，称为河系。

干流：水系中直接流入海洋、湖泊的河流支流：流入干流的河流标准基面：我国统一采用青岛附近黄海海平面作为标准基面。

一般的天然河流，从河源到河口可以按照河段的不同特性，划分为上游、中游和下游三个部分。

上游是河流的最上端紧接河源，多处于深山峡谷中，坡度流急，河谷下切强烈,流量小而水位变化大，常有急滩或瀑布，河底纵断面多呈阶梯形。

中游是河流的中间段，两岸多为丘陵，河床比降较平缓，两岸常有滩地，冲淤变化不明显，河床较稳定。

下游是河流的最下端，一般多处于平原区，下游河槽宽阔，流量较大，流速和底坡都较小，淤积作用明显，浅滩和河湾较多。

河流的基本特征一般用河流断面、河流长度及河流比降来表示.一）河流断面有横断面和纵断面。

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（深泓线）的断面。

河流纵断面能表示河床的沿程变化。

二）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。

三）河流长度从河源到河口的距离。

流域：降落到地面上的水，被高地、山岭分隔而汇集到不同的河流中，这些汇集水流的区域，称为某河流的流域。

1)分水岭：划分相邻水系的山岭或河间高地。

2)分水线：分水岭最高点的连线（山脊线）。

流域的特征① 几何特征：主要是流域面积和流域形状。

② 自然地理特征：主要指流域的地理位置和地形根据流域的地形特征分为山区河流和平原河流。

山区河流：流域内坡面陡峻，岩石裸露，汇流时间段，降雨强度大，以致洪水暴涨暴落，河流比降大，流速大，水流流态紊乱，存在回流、漩涡、跌水、水跃。

2021年4月高等教育自学考试《桥涵水文》试题课程代码：06286一、单项选择题1．在水文计算中进行相关插补延长资料时，一般要求相关系数 （B ）A ．绝对值大于1B ．绝对值大于0.8C ．大于0.5D ．不等于02．某河流断面的年输沙量的计算公式应为 （B ）A ．断面的年径流总量×年平均输沙率B ．断面的年径流总量×年平均含沙量C ．断面的年径流总量×全年时间(秒)D ．断面的年平均含沙量×全年时间(秒)3．某水文变量频率曲线，当x 、Cv 不变，增大Cs 值时，则该线 （A ）A ．两端上抬、中部下降B ．向上平移C ．呈顺时针方向转动D ．呈反时针方向转动4．甲乙两河，通过实测年径流资料的分析计算，得各自的年径流量均值甲Q 、乙Q 和均方差甲Q 、乙Q 如下：甲河：甲Q =100m 3/s ，甲σ=42m 3/s ；乙河：乙Q =1000m 3/s ，乙σ=200m 3/s ，两河相比，可知 （B ）A ．乙河水资源丰富，径流量年际变化大B ．乙河水资源丰富，径流量年际变化小C ．甲河水资源丰富，径流量年际变化大D ．甲河水资源丰富，径流量年际变化小5．水位观测的精度一般准确到 （D ）A ．1mB ．0.1mC ．0.01mD ．0.001m6．确定历史洪水重现期的方法是 （C ）A ．根据适线确定B ．按暴雨资料确定C ．由历史洪水调查考证确定D ．按国家规范确定7．桥下最大壅水高度一般是桥前最大壅水高度的 （A ）A ．1/2B ．1/3C ．1/4D ．1/58．百年一遇的洪水，是指 （B ）A ．大于等于这样的洪水每隔100年出现一次B ．大于等于这样的洪水平均100年出现一次C ．小于等于这样的洪水每隔100年出现一次D ．小于等于这样的洪水平均100年出现一次9．天然河流设计最高通航水位标准中，洪水重现期最长是 （D ）A ．5年B ．10年C ．15年D ．20年10．桥下河床全断面发生的冲刷现象是 （B ）A．河床自然演变冲刷B．一般冲刷C．桥墩局部冲刷D．桥台局部冲刷11．使水资源具有再生性的原因是（A）A．水文循环B．径流C．降水D．污水处理12．在进行频率分析时，当经验累积频率点据较分散时，宜采用（B）A．试错试线法B．三点试线法C．矩法D．特大值分析方法13．某水文变量频率曲线，当x、Cs不变，增大Cv值时，则该线（C）A．将上抬B．将下移C．呈顺时针方向转动D．呈反时针方向转动14．某闭合流域多年平均降水量为950mm，多年平均径流深为450mm，则多年平均年蒸发量为（B）A．450mm B．500mm C．950mm D．1400mm15．设计洪水是指（A）A．符合设计标准要求的洪水B．设计断面的最大洪水C．任一频率的洪水D．历史最大洪水16．计算桥孔净长的河槽宽度公式适用于采用第二种河段分类表分类的（A）A．峡谷性河段、稳定性河段、次稳定性河段B．稳定性河段、次稳定性河段、不稳定(滩、槽可分)河段C．次稳定性河段、变迁性河段、游荡性河段D．稳定性河段、次稳定性河段、冲积漫流性河段17．可能最大暴雨是指（D）A．流域上发生过的最大暴雨B．调查到的历史最大暴雨C．特大洪水对应的暴雨D．现代气候条件下一定历时内的最大暴雨18．P=95％的枯水年，其重现期T等于（D）A．95年B．50年C．5年D．20年19．坡面汇流速度与河网汇流速度相比，一般（A）A．前者较大B．前者较小C．二者相等D．无法确定20．PIII型频率曲线的三个统计参数x、Cv、Cs值中，相对无偏估计值的参数是（A）A．x B．Cv C．Cs D．Cv和CS二、填空题21．地面分水线与地下分水线在垂直方向彼此相重合，且在流域出口河床下切较深的流域，称为闭合流域；否则，称为非闭合流域。

第一章：河川径流1..地面径流：降落到地面上的水，除掉损失的一部分以外，在重力作用下沿着一定方向和路径流动形成的水流。

（地面径流长期侵蚀地面，冲成沟壑，形成溪流最后汇聚而成河流）河谷：河流流经的谷地。

河床：河谷底部有水流的部分。

河川径流：受重力作用沿河床流动的水流。

2.河流的基本特征: 河流断面，河流长度和河流比降。

3.流域：几何特征和自然地理特征。

4.山区河流特点：坡面陡峻，岩石裸露，汇流时间短，而且降雨强度大，以致洪水暴涨。

暴落,但持续时间短，水位和流量的幅度变化极大。

5.径流形成过程：一，降雨过程；二，流域蓄渗过程：三，坡面漫流过程;四，河槽集流过程。

（及其直接的关系）6.影响径流的因素：一，气候因素（包括降雨和蒸发）；二，下垫面因素。

7.水量补给来源：一，雨源类（秦岭，淮河以南地区）二，雨雪源类（华北，东北和部分西北地区）三，冰雪源类（西北地区新疆、青海等地）第二章水文统计原理}1.水文现象特征：周期性、地区性和偶然性。

2.水文现象研究方法：成因分析法（小型）、地区归纳法（中型）、数理统计法（大型）。

3.频率：在一系列不重复的独立重复试验中，某一时间出现的次数与试验总次数的比值。

4.几率：在一定的条件可能出现也可能不出现，若用一个具体的数值表示出现的可能性大小，该数值称为几率。

（及其频率与概率的区别，注意！）5.累积频率（P）：大于和等于某一流量值出现的次数与总次数的比值。

重现期：T（年）=1/P2%的频率表示平均50年出现一次，但不表示100年一定出现两次。

6.。

P=m/n+1; P——统计系列中m项随机变量7.维泊尔公式：的经验频率；n——统计系列的容量；m——计算随机变量的序号8.根据我国多年使用经验，认为皮尔逊Ⅲ型曲线，比较符合我国多数地区水温现象的实际情况。

9.10.σ（均方差）σ=模比系数i K ，i i X K =i Q X Q=v C X σ== （用样本推算总体）v C X σ== （按总体计算）331(1)/(3)n s i v i C K n C ==--∑（用样本推算总体） ；331(1)/ns i v i C K nC ==-∑（按总体计算）对于年最大流量系列 (1)p v p Q C Q K Q =Φ+=9.皮尔逊曲线族都是密度曲线，密度曲线的函数成为密度函数，皮尔逊Ⅲ曲线为一段有限，一段无限的偏态曲线，正偏态时，左边有限，右端无限的偏斜铃型曲线。

水位：横断面内，自由水面高出某一水准基面的高度深弘线：河流中沿水流方向各横断面最大水深点的连线河流长度：一般天然河流，从和元到河口距离河流比降:河流深泓线上单位长度内的平均落差称为比降含沙量是单位体积内水流中所含悬移质的质量，单位是kg/m3导治线：将各个把头的连线设计成一条平滑的曲线或直线河流流域：降落到地面上的水，被高地山岭分隔而汇集到不同河流中，这些汇集水流区域。

流域蓄渗过程：植物截留，入渗和填洼的整个过程河槽集流：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调治构造物主要包括：导流堤，丁坝，其它桥头防护工程调治构造物作用：调节水流，引导水流均匀顺畅地流过桥孔，防止桥下断面和上下游附近的河床河岸发生不利变形，确保桥梁安全。

推移质输沙率：单位时间内在过水断面单位河槽宽度上，通过的推移质的质量。

设计流量：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。

平均潮面：半潮面即平均高潮和平均低潮的平均值潮高基准面：潮汐表预报潮位的起算面河床床面粗化：河床表面层的泥沙粒径逐渐增加，形成自然铺砌的现象理论深度基准面：理论计算得到的最低潮面，作为海图上标明深度的基准面三种水力计算图式：无压力式，半压力式，压力式。

海浪一般是由风引起的波浪涌浪以及涌浪传播到海岸所引起的近岸波总称流量过程线和水位过程线：河流的流量和水位都是随时间而不断变化的，流量和水位随时间而变化的关系曲线河川径流的大小和变化，通常用流量和水位表示流量计算：一、二、三、五点法降雨，流域蓄渗，坡面漫流和河槽集流是从降雨开始到出口断面产生径流经历的过程洪峰的最高水位一般迟于最大流量洪水调查主要是在桥位上下游调差历史上各次较大洪水水位，确定洪水比降，推算相应的历史洪水流量，作为水文分析和计算的依据河流的流量：是过水断面面积和断面平均流速的乘积在使用水文站整编资料时应进行复核，一般可重点复核水位和流量资料水文现象的特性：周期性地区性不重复性水文现象的分析研究方法：成因分析法地区归纳法数理统计法频率为2%的流量重现期为50年，表明该流量可能出现的时间间隔平均为50年桥涵设计洪水频率均值反映密度曲线的位置变化，变差系数反映密度曲线的高矮情况，偏差系数反映密度曲线的偏斜程度，均值反映频率曲线的位置高低，变差系数反映频率曲线的陡坦程度，偏差系数反映频率曲线的曲率大小。

桥渡课程设计指导书1. 桥梁状况桥梁位于I级干线，桥址轴线及梁底标高见图1。

桥下河床断面见图2，桥下河床的左滩主槽分界点为（137.49, 31.81）；桥下河床的右滩主槽分界点为（289.36, 31.60）；左滩、主槽、右滩的糙率系数分别为25、40、25。

桥梁轴线与水流交角为90度。

0号台的墩台线的X坐标为105.14米图1 桥址轴线及梁底标高2.形态断面形态断面位于桥址上游120米处。

形态断面处左滩、主槽、右滩的糙率系数分别为25、50、25。

其左滩主槽分界点为（107.01, 32.18）；右滩主槽分界点为（281.87, 32.18）。

桥址与形态断面间的水面坡度为0.005弧度。

桥下河底线形态断面图2 桥下河底线及形态断面坐标图3 桥墩宽度图（墩底顺水流方向长度3.5米）图4 基础（圆沉井）尺寸图3号墩地质线标高（米）流量系列年份及流量（立方米/秒）图5 3号墩地质及流量系列3.实测其他资料桥型为一般河流的一般大桥；洪水期没有漂浮物和泥石流；测得浪高为0.27米。

含砂量特征为5公斤/立方米。

桥下表层土为砂卵石。

4.要求（1）计算形态断面水位关系曲线，并画图。

（2）计算设计流量，画出流量统计（P-III曲线）图形。

（3）检算梁底水位。

（4）检算3号桥墩的基础埋置深度。

（5）按水文计算要求修改设计（主槽内桥墩基础底标高都按3号墩处理），画出新的设计图。

一 计算形态断面水位关系曲线 水位在[]27.87,39.96内变化，利用形态断面，按估计水位编程计算（附1）过水断面流量、过水断面面积，平均流速，从而可得到水位关系曲线。

形态断面左滩：按如下水位分别计算[38.78,39.96][32.18,38.78][27.87,32.18]⎧⎪⎨⎪⎩形态断面主槽：按如下水位分别计算[33.20,39.96][32.18,33.20][27.87,32.18]⎧⎪⎨⎪⎩形态断面右滩：按如下水位分别计算[32.18,39.96][31.42,32.18][27.87,31.42]⎧⎪⎨⎪⎩形态水位关系曲线图如下所示二 设计流量计算有连续18年的观测资料，有特大洪水资料3年，3年中有1个特大洪水与连续观测资料重复。

亚粘土粘土7< I < 17;I p > 17;桥涵水文分析与计算（技术讲座稿）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I p >1亚砂土或轻亚粘土1< I p< 7;塑性指数I p =W i （液限）—W p （塑限）；w — Wc 而粘性土壤的状态用液性指数（即稠度系数）I l分为四级，I l =」-W i _W p W o —天然含水量；11 <0为坚硬半坚硬标贯>3.5;0 < 11 <0.5为硬塑标贯> —3.5 ;0.5 < 11 <1为软塑标贯< —7;I i > 1 为极软标贯<2;L—主河沟长J—主河沟比降由地形图量取；由地形图量取，加权平均计算％。