桥涵水文
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桥涵水文学课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握桥涵水文学的基本概念、原理和方法,能够运用所学知识分析和解决桥涵工程中的水文问题。
具体目标如下:1.掌握桥涵水文学的基本概念和术语;2.理解桥涵工程与水文学的关系;3.掌握水文数据的收集、分析和应用方法;4.了解桥涵工程中水文问题的常见类型和解决方法。
5.能够运用水文学原理分析和解决桥涵工程中的水文问题;6.能够运用相关软件进行水文数据处理和分析;7.能够撰写水文学相关报告和论文。
情感态度价值观目标:1.培养对桥涵水文学的兴趣和热情;2.培养学生的团队合作意识和沟通能力;3.培养学生的创新思维和解决问题的能力。
二、教学内容根据课程目标,教学内容主要包括以下几个方面:1.桥涵水文学基本概念和术语;2.桥涵工程与水文学的关系;3.水文数据的收集、分析和应用方法;4.桥涵工程中水文问题的类型和解决方法;5.水文学相关软件的使用和操作。
具体教学大纲如下:第一周:桥涵水文学基本概念和术语;第二周:桥涵工程与水文学的关系;第三周:水文数据的收集和处理方法;第四周:水文数据分析应用;第五周:桥涵工程中水文问题的解决方法;第六周:水文学相关软件的使用和操作。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,将采用多种教学方法,如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法:通过教师的讲解,使学生掌握桥涵水文学的基本概念和原理;2.讨论法:通过小组讨论,培养学生的团队合作意识和沟通能力;3.案例分析法:通过分析实际案例,使学生能够将所学知识应用于解决实际问题;4.实验法:通过实验操作,使学生掌握水文数据的收集和处理方法。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,将选择和准备以下教学资源:1.教材:桥涵水文学;2.参考书:桥涵工程水文学、水文学原理等;3.多媒体资料:相关视频、图片、PPT等;4.实验设备:水文学实验仪器、计算机等。
以上教学资源将丰富学生的学习体验,帮助学生更好地理解和掌握桥涵水文学知识。
一、用桥下过水面积计算桥孔长度(冲刷系数法)冲刷系数法原理:利用桥位断面的设计流量Qs和设计水位Hs,根据水力学的连续性原理(Q=Av),求出桥下顺利宣泄设计洪水时所需要的最小过水面积,用以确定桥孔的最小长度。
计算桥孔长度时,常采用天然河槽平均流速作为设计流速(即一般冲刷?完成后的桥下平均流速)。
一般冲刷:建桥后桥孔压缩了水流,桥下流速增大到一定数值时,桥下河槽开始冲刷即称为一般冲刷总过水面积:设计水位下过水总面积之和。
有效过水面积:扣除桥墩面积设计流速:天然河槽平均流速(不冲刷流速)冲刷系数定义p:桥下河床冲刷后过水面积与冲刷前过水面积之比值p。
冲刷的类型桥梁墩台冲刷是一个综合冲刷过程,可分为三部分:桥位河段因河床自然演变而引起河床的自然演变冲刷;因建桥压缩水流而引起桥下整个河床断面普遍存在的一般冲刷;由于桥墩台阻水而引起的河床局部冲刷。
其实桥梁墩台冲刷是受多种因素同时交叉影响产生的,但是为了便于研究和计算,我们把墩台周围总的冲刷深度,假定为这三种冲刷先后进行,分别计算,然后叠加。
二、绘制最大冲刷线1、全部冲刷完成后,墩柱最大冲刷水深包括三个部分,桥墩最低冲刷线高程为Hmin:Hmin=Hs-h-hp-hb-△h式中:Hmin——最低冲刷线高程(m);Hs ——设计水位(m)h——计算墩柱处水深(m)hp——一般冲刷深度(m);hb——局部冲刷深度(m);△h——自然演变冲刷深度(m);2、桥台最低冲刷线的标高:Hmin=Hs-hs-h -△h式中:Hs——桥位断面的设计水位(m);hs—桥台所在位置的冲刷深度(m)。
h—桥台所在位置的平均水深(m)。
△h——自然演变冲刷深度(m);2、桥梁各墩台基底最浅埋置标高HJM=Hmin-△(m)式中:HJM—墩台基底最浅埋置标高(m);Hmin—墩台最大冲刷时的标高(m);△—基底埋深安全值(m)。
小桥的孔径计算与大中桥的区别:大中桥:以冲刷系数作控制条件,容许桥下河床发生一定的冲刷,采用天然河槽断面平均流速作为桥孔设计流速,并按自由出流条件,由计算的过水面积推求桥孔长度。
桥涵水文知识点总结一、水动力特性1. 水动力特性是指水流在桥涵结构周围的流动特性,包括水流速度、流态、水面流线、流速分布等。
2. 水动力特性的研究方法主要有实测和模拟两种,实测方法通过流速仪、水位计等设备对水流进行采样和监测;模拟方法通过数值模拟、物理模型等手段对水流进行模拟和分析。
3. 不同类型的桥涵结构对水流的影响不同,一般可分为通航桥涵、非通航桥涵、堰洼桥涵等类型,需要根据具体情况选择合适的研究方法进行水动力特性的分析。
二、水力计算1. 水力计算是指通过水流的基本水理原理和方法,对桥涵结构的水力性能进行计算和分析。
2. 水力计算的主要内容包括流量计算、水位计算、水力疏导计算等,需要通过材料力学、流体力学等知识对水流进行动态和静态的计算。
3. 水力计算对于桥涵结构的设计和施工具有重要的指导作用,能够保证结构的稳定性和安全性。
三、水力学模型1. 水力学模型是指通过对水流流动特性的模拟和分析,对桥涵结构的水动力性能进行试验和验证。
2. 水力学模型可分为物理模型和数值模型两种,物理模型通过实验室试验对水流进行模拟;数值模型通过数学模型和计算机仿真对水流进行模拟。
3. 水力学模型是研究桥涵水文的重要手段,通过对水流的模拟和分析能够为设计和施工提供可靠的依据。
四、水沙动力特性1. 水沙动力特性是指水流在含沙携砂条件下的水动力特性,包括含沙水流的流速、流态、水沙混合流的流态等。
2. 含沙水流对桥涵结构的冲刷和侵蚀作用较大,需要对水沙动力特性进行研究和分析,以保证结构的稳定性和安全性。
3. 水沙动力特性的研究方法与水动力特性类似,需要根据实际情况选择合适的实测和模拟手段进行分析。
五、水力失效机制1. 水力失效机制是指在水流作用下,桥涵结构可能发生的冲刷、侵蚀、破坏等水力失效现象。
2. 水力失效机制的研究对于桥涵结构的设计和施工具有重要的指导作用,能够为结构的安全性和稳定性提供依据。
3. 在水力失效机制的研究过程中,需要对水动力特性、水力计算、水力学模型、水沙动力特性等进行全面的分析和考虑,以保证结构在水流作用下的安全性。
桥涵水文教学设计1. 前言桥涵水文是水利工程中的重要分支,它是指涵洞、桥梁、码头等水下建筑物的水文特性和水理计算。
对于水利工程专业的学生来说,桥涵水文是必修课程。
本文将以桥涵水文教学设计为主线,探讨如何让学生更好地学习和掌握桥涵水文知识。
2. 教学目标•掌握涵洞、桥梁水文特性和水理计算方法;•了解桥涵水文在水利工程中的应用;•培养学生分析和解决桥涵工程水文问题的能力。
3. 教学内容3.1 涵洞水文3.1.1 涵洞参数涵洞参数包括涵洞截面、入口和出口控制等参数。
涵洞截面是涵洞水文特性的基本参数,它决定了涵洞的通流能力。
3.1.2 涵洞水位计算涵洞水位计算是涵洞水文分析的重要环节,它是为了确定涵洞内水位和涵洞流量。
计算方法包括经验公式、水力模型和数值模拟等。
3.2 桥梁水文3.2.1 桥梁参数桥梁参数包括桥梁截面、流量系数等。
不同桥梁类型的参数也有所不同。
3.2.2 桥梁水位计算桥梁水位计算是桥梁水文分析的核心内容,它是为了确定桥梁内水位和桥梁流量。
计算方法包括经验公式、水力模型和数值模拟等。
3.3 桥涵水文应用桥涵水文在水利工程中的应用非常广泛,包括桥梁涵洞设计、水利水电工程设计和城市排水设计等。
通过案例分析,让学生了解桥涵水文在实践中的应用。
4. 教学方法4.1 理论讲授通过PPT等多媒体手段,讲授桥涵水文的概念、原理、公式和计算方法等;4.2 实践授课通过实验、习题和案例分析等,让学生亲自动手计算涵洞和桥梁水位,培养学生解决实际问题的能力;4.3 课堂互动通过提问、讨论等方式,调动学生的思维,激发学生的学习兴趣,促进学生的思考和认识。
5. 教学评价5.1 学生评价学生评价是衡量教学效果的一个重要指标,通过学生问卷调查等方式,了解学生对教学内容、教学方法和教学效果的评价。
5.2 教师评价教师评价是自我反思和总结的一种方式,通过教学笔记、教学日记等方式,评价教学方法、教学效果、教学体会等。
6. 教学改进桥涵水文教学需要紧密结合实际,加强实践计算环节,推进理论与实践的结合。
桥涵水文(有答案)一、名词解释1、输沙率:单位时间内通过过水断面的泥沙的重量、P2202、重现期:等量或超量值随机变量在多年观测中平均多少年或多少次可能出现的时距、P2283、桥孔净长;桥长扣除全部桥墩厚度后的长度、P2784、相关系数:令r的平方=a与 a的乘积P253、5、河川径流:地面径流和地下径流汇入河槽并沿河槽流动的水流、P2106、径流系数:径流深度与降水量之比或净与量与毛雨量之比、P2137、含沙量:单位体积浑水中所含泥沙的重量、P2208闭合流域:当地面分水线与地下分水线相重合,流域内的地面径流及地下径流都将通过集流断面、P2099、水拱现象:河中涨水或在峡谷山口下游河段急泻而下的洪水,可出现两岸低,中间高的凸形水面、P28710、一般冲刷深度:一般冲刷停止时的桥下最大铅垂水深、P29711、降水强度:单位时间内的降水量、P21112、非闭合流域:P20913、累计频率:等量或超量值随机变量频率的累计值、P22814、设计洪水:按规定频率标准的洪水、P25915、桥下河槽最低冲刷线:桥梁墩台处桥下河床自然演变等因素冲刷深度,一般冲刷深度及局部冲刷深度三者全部完成后的最大水深线、P30616、流域:河流断面以上的集水区域,称为该断面以上河段的流域或汇水区、P20817、副流:水流中由于纵横比降及边界条件的影响,其内部形成一种规模较大的旋转水流、P22218PMP:19、水力粗度:泥沙颗粒在静止清水中的均匀下沉速度、P219二、选择题1.下面哪个不是水文现象的特点 (B )P204A.随机性 B.确定性 C.周期性 D.地区性2.水文现象的发生、发展,都具有偶然性,其变化(C)P204-205A.杂乱无章B.具有完全的确定性规律 C.具有统计规律D.没有任何规律3.流域面积是指河流某断面以上(D)P208A.地面分水线和地下分水线包围的面积之和 B.地下分水线包围的水平投影面积C.地面分水线所包围的面积 D.地面分水线所包围的水平投影面积4.某河段上、下断面的河底高程分别为725m和425m,河段长120km,则该河段的河道纵比降为(D)P207A.0、25B.2、5C.2、5%D.2、5‰5.河网汇流速度与坡面汇流速度相比,一般(D)A.前者较大 B.前者较小 C.二者相等D.无法肯定6.水量平衡方程式P-R-E=△S(其中P、R、E、△S分别为某一时段的流域降水量、径流量、蒸发量和蓄水变量),适用于(D)A.非闭合流域任意时段情况B.非闭合流域多年平均情况C.闭合流域任意时段情况D.闭合流域多年平均情况7.水位观测的精度一般准确到(D)A.1m B.0、1m C.0、01m D.0、001m8.用来表示输沙特征的常用指标是(A)A.输沙率、含沙量 B.流量、输沙率C.含沙量、流量 D.输沙率、输沙量9.频率为5%的洪水,其重现期为(C)P230A.5年一遇 B.95年一遇 C.20年一遇 D.200年一遇10.甲乙两河,通过实测年径流量资料的分析计算,获得各自的年径流均值和离均系数CV甲,CV乙如下:Cv乙=0、25,二者比较可知(D)A.甲河水资源丰富,径流量年际变化大B.甲河水资源丰富,径流量年际变化小C.乙河水资源丰富,径流量年际变化大D.乙河水资源丰富,径流量年际变化小11.流域中大量毁林开荒后,流域的洪水流量一般比毁林开荒前(A)A.增大B.减少C.不变D.减少或不变12.相关分析在水文分析计算中主要用于(B)P251A.计算相关系数 B.插补、延长水文系列 C.推求频率曲线 D.推求设计值13.偏态系数Cs﹥0,说明随机变量x(B)P237-238 A.出现大于均值x的机会比出现小于均值x的机会多 B.出现大于均值x的机会比出现小于均值x的机会少C.出现大于均值x的机会和出现小于均值x的机会相等 D.出现小于均值x的机会为014.在水文频率计算中,我国一般选配皮尔逊III型曲线,这是因为(B)P236A.已从理论上证明它符合水文统计规律 B.已制成该线型的Φ值表供查用,使用方便C.已制成该线型的kp值表供查用,使用方便 D.经验表明该线型能与我国大多数地区水文变量的频率分布配合良好15.用配线法进行频率计算时,判断配线是否良好所遵循的原则是(C)A.抽样误差最小的原则 B.统计参数误差最小的原则C.理论频率曲线与经验频率点据配合最好的原则 D.设计值偏于安全的原则16.频率计算适线时,减小Cv值,频率曲线将(B)A.顺时针转动 B.逆时针转动 C.平行上移 D.平行下移17.地区经验公式法计算设计洪水,一般(A)A.仅推求设计洪峰流量B.仅推求设计洪量 C.推求设计洪峰和设计洪量D.仅推求设计洪水过程线18.洪水频率计算中,特大洪水处理的内容主要是(A)A.插补展延洪水资料 B.代表性分析 C.经验频率和重现期计算 D.选择设计标准19.由于假定局部冲刷是在一般冲刷完成后进行的,因此通常取桥墩上游不远处,一般冲刷终止后的未受绕流影响的墩前天然流速称为(A)A.冲止流速 B.起动流速C.行近流速 D.均衡流速20.设计洪水是指(A)P259 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21.水文现象是一种自然现象,它具有(B)A.不可能性 B.偶然性 C.必然性 D.既具有必然性,也具有偶然性22.甲、乙两流域除流域植被率甲大于乙外,其它流域下垫面因素和气象因素均相同,对相同降雨所形成的流量过程,甲流域的洪峰流量比乙流域的(C)A.峰现时间晚、洪峰流量大 B.峰现时间早、洪峰流量大 C.峰现时间晚、洪峰流量小 D.峰现时间早、洪峰流量小23.目前全国水位统一采用的基准面是(D)A.大沽基面 B.吴淞基面 C.珠江基面 D.黄海基面24.流域汇流过程主要包括(B)A.坡面漫流和坡地汇流 B.河网汇流和河槽集流 C.坡地汇流和河网汇流 D.坡面漫流和坡面汇流25.某流域面积为500km2,多年平均流量为7、5m3/s,换算成多年平均径流深为(A)P213A.473mm B.500mm C.805mm D.887、7mm26.某流域的一场洪水中,地面径流的消退速度与地下径流的相比(B)A.前者小于后者 B.前者大于后者 C.前者小于等于后者 D.二者相等27.山区河流的水面比降一般比平原河流的水面比降(A)A.大 B.小 C.平缓 D.相当28.减少抽样误差的途径是(A)A.增大样本容量 B.提高观测精度 C.改进测验仪器 D.提高资料的一致性29.水文现象中,大洪水出现机会比中、小洪水出现机会小,其密度曲线为(C)A.负偏 B.对称 C.正偏 D.双曲函数曲线30.用暴雨资料推求设计洪水的原因是(B)A.用暴雨资料推求设计洪水精度高B.用暴雨资料推求设计洪水方法简单 C.流量资料不足或要求多种方法比较 D.大暴雨资料容易收集31.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)P256A.绝对值大于1 B.绝对值大于0、8 C.大于0、5 D.不等于032.某河流断面的年输沙量可以由如下计算求得。
桥涵水文复习总结第二章河川径流一、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:我国统一采用附近黄海海平面作为标准基面。
一般的天然河流,从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,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,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。
桥涵水文习题答案桥涵水文习题答案近年来,随着城市化的快速发展,桥涵水文成为了城市规划和建设中的重要问题。
桥涵水文是指在城市交通建设中,对于桥梁和涵洞的水文条件进行研究和分析,以确保交通设施的安全和可靠。
在这篇文章中,我们将解答一些与桥涵水文相关的习题,以帮助读者更好地理解这一领域。
1. 什么是桥涵水文?桥涵水文是研究桥梁和涵洞在水文条件下的运行和安全问题的学科。
它主要包括水文资料的收集和分析、水文参数的计算和预测、水文设计和评估等内容。
桥涵水文的目的是为了确保桥梁和涵洞在洪水等极端水文条件下的安全性和可靠性。
2. 桥涵水文的重要性是什么?桥涵水文在城市规划和建设中起着至关重要的作用。
首先,它可以帮助工程师们了解桥梁和涵洞所处的水文环境,从而进行合理的设计和施工。
其次,桥涵水文可以预测洪水等极端水文事件对桥梁和涵洞的影响,为应对灾害提供依据。
最后,桥涵水文还可以评估现有桥梁和涵洞的安全性和可靠性,为维护和改造提供科学依据。
3. 如何进行桥涵水文的资料收集和分析?桥涵水文的资料收集主要包括水文观测站的选择和布设、水文观测数据的收集和整理等。
在选择水文观测站时,需要考虑观测站的地理位置和水文特征,并确保观测站的数据准确可靠。
收集到的水文观测数据需要进行整理和处理,以便进行后续的计算和分析。
4. 如何计算桥涵水文的参数?桥涵水文的参数计算主要包括设计洪水位、设计洪峰流量等。
设计洪水位是指在设计年限内,桥梁和涵洞所能承受的最高洪水水位。
设计洪峰流量是指在设计年限内,桥梁和涵洞所能承受的最大洪水流量。
这些参数的计算需要依据水文观测数据和相应的计算方法进行。
5. 如何进行桥涵水文的设计和评估?桥涵水文的设计主要包括确定桥梁和涵洞的尺寸和形状,以及确定桥梁和涵洞的水力特性等。
设计时需要考虑洪水对桥梁和涵洞的冲击力和承载力要求。
桥涵水文的评估主要包括对现有桥梁和涵洞的安全性和可靠性进行评估,以及对桥梁和涵洞的维护和改造提出建议。
《桥涵水文》考卷一、选择题(每题2分,共20分)1. 桥涵水文研究的主要内容是()。
A. 桥梁结构设计B. 涵洞结构设计C. 桥涵所在水域的水文特征及其对桥涵的影响D. 桥涵施工技术2. 下列哪个因素对桥涵水文影响最大?()A. 降水B. 河道形态C. 地质条件D. 桥涵结构形式3. 在进行桥涵水文计算时,下列哪个参数不是必须考虑的?()A. 洪峰流量B. 河床糙率C. 桥涵孔径D. 桥梁结构类型4. 桥涵设计洪水标准一般按照()来确定。
A. 洪水频率B. 洪峰流量C. 洪水历时D. 洪水重现期5. 下列哪种方法不属于桥涵水文计算方法?()A. 水力学法B. 水文学法C. 经验公式法D. 实测资料法6. 在桥涵设计中,下列哪个参数与桥梁孔径无关?()A. 洪峰流量B. 河床糙率C. 桥梁长度D. 桥梁高度7. 桥涵水文调查的主要内容包括()。
A. 桥涵所在河流的流域特征B. 桥涵所在河流的水文气象资料C. 桥涵所在河流的历史洪水情况8. 下列哪种情况会导致桥涵孔径增大?()A. 洪峰流量增大B. 河床糙率减小C. 桥梁高度增加D. 桥梁长度增加9. 在桥涵水文计算中,下列哪个参数对洪水位影响最大?()A. 洪峰流量B. 河道比降C. 桥涵孔径D. 桥梁结构形式10. 桥涵水文计算中,下列哪个公式用于计算天然河流的洪水位?()A. 谢才公式B. 曼宁公式C. 达西魏斯巴赫公式D. 圣维南方程二、填空题(每题2分,共20分)1. 桥涵水文研究的目的是为了确保桥涵在______、______和______等方面的安全。
2. 桥涵设计洪水标准一般按照______来确定,分为______、______和______三个等级。
3. 桥涵水文计算方法主要包括______、______和______。
4. 在进行桥涵水文计算时,需要收集的资料包括______、______、______和______等。
5. 桥涵孔径的大小主要取决于______、______和______等因素。
第一章:桥梁环境1 桥梁环境的定义:一个组织在其间运作的周围事物(包括空气、水、土地、自然资源、植物、动物和人类)以及它们之间的相互作用。
2 可持续发展是既满足当代人的需要,又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展。
两层含义:3 生态公路的定义:建设者在公路规划设计和建设过程中,将自然、人和公路进行有机结合,融入生态设计的方法,形成行车安全舒适、运输高效便利、景观和谐、保护生态环境的可持续的公路模式。
第二章:河川径流1 研究自然界中水的运行变化规律的科学,称为水文学。
2 河流流经的谷地称为河谷。
3 河谷底部有水流的部分称为河床。
4 上游是河流的最上段,紧接河源,多处于深山峡谷中,坡陡流急,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。
5 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。
6 下游是河流的最下段,一般多处于平原区,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。
7 流域的几何特征主要是流域面积和流域形状。
相同的自然地理条件下,流域面积越大,径流量就越大,洪水涨落较平缓;流域面积越小,径流量就越小,但洪水涨落较急剧。
流域形状狭长而呈羽形,出口断面流量小,径流历时较长;流域形状宽阔而呈扇形,出口断面流量大,径流历时较短。
8 平原河流特点:有广阔的河滩,洪水时河滩被淹,枯水时露在水面以上。
9 地面径流的形成过程,就水体的运动性质看,分为产流和汇流;就发生的区域看,分为流域面上和河槽内进行的过程。
10 降雨、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所经历的全过程,它们在时间上无截然的分界,是同时交错进行的。
11 由于洪水坡影响,河流同一断面上,同一次洪峰的最高水位稍迟于最大流量。
12 流量计算步骤:a将测流断面划分为若干部分b计算各测速垂线的垂线平均流速(五、三、二、一点法和平均法)c 计算各个部分面积的断面平均流速d 计算各个部分面积的流量e 计算全断面流量。
既有桥涵水文检算方法1. 桥涵水文检算的一般规定进行水文检算的目的就是确定桥涵的抗洪能力。
当洪水到达桥下以后,桥下的净空高度是否满足要求,洪水对桥墩台冲刷以后,墩台基础的埋置深度是否满足最小埋深的要求,对于有铺砌的桥涵,铺砌是否被冲毁。
换句话说:桥涵水文检算就是检算桥涵的轮廓尺寸(包括桥涵的大小—孔径;桥涵的高矮—桥高、河滩路肩标高;桥涵的深浅—基底埋深与桥涵铺砌)等,是否能经受洪水的考验,因此《铁路桥梁检定规范》对既有桥涵设备作了如下的规定: 1.1检定洪水频率标准为确定既有桥涵的排洪能力,就要通过水力水文计算,推求具有一定频率的检定流量,《铁路桥梁检定规范》规定的检定洪水频率标准如表1.1.1。
表1.1.1 检定洪水频率标准注:若观测到的洪水(包括调查洪水)频率小于表1.1.1所列的标准时,应按观测洪水频率检算,但当观测洪水小于下列频率时,应按下列频率检算:Ⅰ、Ⅱ级铁路的路基、特大桥和大中桥为1/300,小桥和涵洞为1/100;Ⅲ及铁路的路基,桥涵为1/100。
1.2 桥涵净空高度《铁路桥梁检定规范》规定:不通航亦无流筏的桥梁,在通过检定频率洪水时,桥下净空高度应满足下式要求:d j l h H H ≥- 式中:l H —梁底高程(m );d h —桥下净空要求高度(m )按表1.2.1采用; j H —桥下检定水位(包括壅水等水位增高)(m );h h H j j ∆+=j h —相应检定频率流量的桥下水位(不包括壅水等水位增高)(m ); h ∆—桥下水位增高值(m ),见表1.2.1表注。
表1.2.1 桥下净空高度d h注:1 表中所列“检算水位”或“校验水位”是指检定频率洪水的相应水位,h ∆是指根据河流具体情况,考虑桥下壅水、浪高、局部股流涌高、河床淤积等影响的高度。
2 洪水期无大漂流物通过的河流,实体无铰拱(拱圈或拱肋)的拱脚,允许被“检定水位加h ∆”后的水位淹没,但此淹没高不应大于矢高的3/4,且距拱顶的净高不应小于0.75m 。
桥涵水文练习题填空题1.河流比降自河源向河口逐渐;沿程各河段的比降。
2. 是河流水情变化的记录,是进行水文分析和计算的基础。
3. 在频率曲线上,统计参数x反映曲线,Cv 反映曲线,CS反映曲线。
4.一般把水文站的观测年限称为,把洪水调查和文献考证的最远年份至实际调查时的年限,分别称为和。
5. 一般的水文站资料主要记录有、、、、、等。
6. 在弯曲河段上,因水流流经弯曲河段而产生的离心力会使产生刷, 产生淤积。
在这类河段上修筑桥梁,河槽最深点会持续向发展。
位于处的墩台具有最大的冲刷深度;在的某处.会存在发生裁弯取直的可能性。
7.河床演变从河流形态的变化形式来看,可分为和两种。
8. 按我国国家标准,没计重现期潮位应采用频率分析的方法确定。
频率分析的线形,在海岸地区宜采用;在河口地区宜采用。
9.水流通过小桥的可能图式,按下游水深的大小可分为与两种。
10.根据涵洞进水口的洞口建筑形式与涵前水头高低,可把涵洞的水流图式分为、、三种。
11.桥梁按跨度可以分为、、、四类。
12.渠道按ik和实际底坡i的关系可以分为、、三种。
13.水面曲线的形状有、、、四类。
14.河流的补给方式有、、三类。
15.桥涵特大洪水流量计算时考虑统计资料的观测年限有、、三种。
16.河流河床的冲刷包括、、三类。
二判断()1. 沿河流中水流方向各断面最大水深点连线对应的断面为河流纵断面。
()2.天然河流过水断面内的最大流速一般出现在最大水深处的水底附近。
()3.桥位河段的河槽纵断面。
在壅水范围内,水流流速减小,挟沙能力降低,泥沙沉积。
最大壅水断面下游,水流流速增大,挟沙能力加强,河床发生冲刷,而且收缩断面处的河床冲刷最甚。
()4.冲刷系数表示桥下河槽的冲刷程度,但不能表示桥孔对河流的压缩程度。
()5.泥沙颗粒的起动,是推动颗粒运动的水流作用力和抗拒颗粒运动的阻力之间,失去平衡的结果。
()6.天然河流的沙波运动,一般是指沙丘而言。
()7.局部冲刷坑的范围,主要决定于冲刷坑的深度和床沙的休止角。
桥涵水文课程设计学院:工程技术学院班级:土木工程2班姓名:杨勇坤学号:222011322250056目录一桥位概述 .................................................................................................. 错误!未定义书签。
1.1 流域概况........................................................................................ 错误!未定义书签。
1.2 桥位条件及要求............................................................................ 错误!未定义书签。
二形态断面水位流量计算........................................................................... 错误!未定义书签。
2.1 河流流速及流量.............................................................................. 错误!未定义书签。
2.2 河床断面.......................................................................................... 错误!未定义书签。
2.3断面水位关系曲线........................................................................... 错误!未定义书签。
三设计流量计算 .......................................................................................... 错误!未定义书签。
3.1 经验频率曲线.................................................................................. 错误!未定义书签。
3.2 理论频率曲线.................................................................................. 错误!未定义书签。
3.3 设计流量........................................................................................ 错误!未定义书签。
四计算桥孔长度 ........................................................................................ 错误!未定义书签。
4.1 冲刷系数法 (5)4.2用桥孔净长度经验公式计算 (6)五桥墩的最低冲刷线高程......................................................................... 错误!未定义书签。
5.1 一般冲刷后最大水深 (6)5.2 桥墩局部冲刷深度 (7)5.3 桥墩最低冲刷线高程 (17)一.桥位概述1.1流域情况秀山梅江河流两岸为普通山区沙土,土质较为柔软,砂石粒径包含常见的2―4的碎石、1―2的碎石、瓜米石和石屑等,河床为泥沙层,梅江河流传过城市中央,在其上游建有中陵水库,起到防洪减汛的作用。
梅江河水流较为平缓,在城市中起到调节气候的作用。
1.2桥位条件及要求该桥设计建在梅江河流河道顺直,稳定,狭窄,河槽明显的河段,河段两岩有山嘴,高地,河段相对比较稳定,河段两岸堤距约为200-300米。
该桥设计为一孔跨过,不考虑河流的通航能力,由于国道线通过该桥,所以按要求设计为二级路大桥,防洪标准为百年一遇。
二.形态断面水位流量计算2.1河流流速及流量断面总流量计算表由上表计算得断面总流量及平均流速。
因此,根据公式计算总流量133j=1==11965.82(/)j Q Q m s ∑再由公式Q Av =得:11965.82===2.11(/)5679.08Q v m s A综上所述,该河流的断面流量为311965.82(/)m s ,平均流速为2.11m/s 。
2.2河床断面图用CAD 画出断面图如图所示:2.3断面水位关系曲线根据上表可得出形态断面水位曲线4001200160020005600112001680022400280003.67.210.814.418800w(m 2)Q(m 3/s)v(m/s)H(m)形态断面水位关系曲线二. 设计流量计算已知梅江河断面有30年的洪峰流量实测值,如下表所示,根据历史调查得知1890年和1912年曾发生过特大洪水,推算得洪峰流量分别为8000m3/s 和6700m3/s ,实测期内也发生过一次特大洪水,流量为7360m3/s ,试用求矩适线法推求该坝址断面200年一遇洪峰流量。
分析:由表中所给资料可知,该序列不连续,共有3个特大值,即=3a ;坝址断面有30年的洪峰流量实测值,即=30n ;实测期内发生过一次特大洪水,即=1l ;特大洪水最早出现的年份是1890年,而实测期最后年份是1981年,则调查考证期=(1981-1890)+1=92N 。
解:由上面分析,可以进行计算。
把历年的径流资料按大小递减次序排列,如表6-1第5列,然后进行计算。
计算特大洪峰流量的经验频率:=100%, M=1,2...a 1+M MP N计算实测洪峰流量的经验频率:-=+1-100%, m=l+1,l+2...n +1+1-+1m a a m l P N N n l ⎡⎤⎛⎫⨯ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦式中,=3a ,=92N ,=1l ,=30n ,计算结果列于附表4第7列。
计算系列的平均流量Q :()3=1=+11-192-3=+=22060+52550=1993/-9230-1a n j i j i l N a Q Q Q cm s N n l ⎡⎤⎡⎤⨯⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦∑∑然后,按表中的经验频率和径流的数值,在海森几率格纸上绘出经验频率点,如图所示:=0.64v C由于=0.64v C ,故=2.5~3.5s v C C ,假定=2.5=2.50.64=1.60s v C C ⨯,根据公式()=+1=p v p x C x K x Φ计算各个指定频率的理论流量值,列于下表。
3.1 理论频率曲线不同统计参数的Φ,p K 和p Q 值根据上表中的数据画出下图:图6-6 各统计参数下的理论频率曲线综合上面各图,易看图6-6中粗实线所在的理论频率曲线与经验频率点群符合得较好。
因而可以确定三个统计参数的采用值为:=2100,=0.80,=2.00v s Q C C 。
所以,该坝址断面洪峰流量理论频率曲线的三个统计参数为:=2100,=0.80,=2.00v s Q C C求该坝址断面200年一遇洪峰流量:查1=100%=0.5%200P ⨯的Φ的值为4.30,得0.5%=+1=4.300.80+1=4.44v K C Φ⨯。
由于=2100Q ,故30.5%0.5%==4.442100=9324(/)Q K Q cm s ⨯。
所以该坝址断面200年一遇洪峰流量为39324(/)cm s 。
3.3经验频率曲线经验频率曲3.3设计流量计算综合上面各图,易看图6-6中粗实线所在的理论频率曲线与经验频率点群符合得较好。
因而可以确定三个统计参数的采用值为:=2100,=0.80,=2.00v s Q C C 。
所以,该坝址断面洪峰流量理论频率曲线的三个统计参数为:=2100,=0.80,=2.00v s Q C C求该坝址断面200年一遇洪峰流量:查1=100%=0.5%200P ⨯的Φ的值为4.30,得0.5%=+1=4.300.80+1=4.44v K C Φ⨯。
由于=2100Q ,故30.5%0.5%==4.442100=9324(/)Q K Q cm s ⨯。
所以该坝址断面200年一遇设计流量为39324(/)cm s 。
三. 计算桥孔长度 4.1 冲刷系数法由上面计算可知,设计洪水流量为Qs=9324,桥墩净间距取=j l 50m,双柱式桥墩,墩径取1.6m.此时的水位为156m 。
冲刷系数取P=1.2(1)设计流速Vs=2.5m/s(2)压缩系数j s l v u /375.01-==0.981(3)因桥墩阻水而引起的桥下过水面积折减系数l b /=λ=0.032 (4)冲刷前桥下毛过水面积=q A =-sspv u Q )1(λ32722m由CAD 计算得出,此时的桥孔长度L=206m4.2用桥孔净长度经验公式计算(1)设计洪水的河槽流量=c Q 91243m /s (2)河槽宽度=c B 224m (3)K,n 可取0.95、0.87 故=j L =c ncS B Q Q K )(130m 又上式子可知,此段河两岸有防洪大堤,最小桥孔应跨过两岸防洪大堤,即最小桥孔净长度应取206m五 桥墩的最低冲刷线高程5.1 一般冲刷后最大水深河槽一般冲刷线位于卵石层,d=190mm (1)桥下河槽最大水深mc h =20m (2)单宽流量集中系数A=1.06(3)天然断面的河槽流量=c Q 91243m /s(4)天然状态下,桥下河滩部分通过的流量"t Q =2893m /s (5)桥下河槽通过的流量s tc c Q Q Q Q Q ∙+="2=42323m /s (6)天然断面的河槽宽度c B =116m (7)桥下河槽宽度2B =120m7(8)按一般冲刷简化公式计算mc c c p h B B Q Q A h 066290.02])1([)(04.1λμ-==31.32m 5.2 桥墩局部冲刷深度桥墩为双柱墩,墩柱直径为1.6m ,查墩形系数表 ξK =1.0,计算墩宽1B =1.60m(1)河床泥沙启动流速0v =0.28(d+0.7)0.5=0.27m/s(2)桥墩起冲流速'0v =0.12(d+0.5)0.55=0.10m/sv >'0v 为动床冲刷(3)墩型系数 ξK =1.0(4)河床颗粒的影响系数 ηK =24.02.2375.00023.0d d+=1.32 (5)指数n : dv v n lg 19.023.00)(1+==0.5 (6)桥墩局部冲刷系数)(08.4)(0'015.060.01m v v v h B K K h n p b =-=ηξ 5.3 桥墩最低冲刷线高程H ming =H s -h p -h b =170.6(m)。