桥涵水文 - 副本

桥涵水文1.地面径流：降落到地面上的水，除掉损失一部分外，在重力作用下沿着一定的方向和路径流动。

2.河川径流：受重力作用沿河床流动的水流。

3.水系：脉络相同的大小河流所构成的系统。

4.河流的基本特征：河流断面、河流长度及河流比降。

5.流域的特征：⑴几何特征：主要是流域面积和流域形状 ⑵自然地理特征：主要是指流域的地理位置和地形6.径流量：指一定时间内通过河流出口断面的径流总面积。

、7.山区河流和平原河流的特点？山区河流的特点：流域内坡面陡峻，岩石裸露，汇流时间段，降雨强度大，以致混水暴涨暴落，水位流量和变幅大，但混水持续时间短：河流比降大，流速大，水流流态紊乱，存在回流、漩涡、跌水和水跃。

平原河流的特点：多为发育完全的形态，具有广阔的河滩，混水时淹没河滩，中、枯水时裸露在水面上；在靠近河槽地形处形成地势较高的自然堤，在远离河槽的滩地上则形成洼地、湖泊、而且河滩具有明显的横降比；平原河流的河槽土质松软；河床处于不断发展中；平原河流面积较大；流域平均坡度较平坦，汇流时间长，河床开阔，调蓄作用大；混水涨落较山区缓慢，持续时间长；水面与河床比降都小；流速较小，水流较为平顺。

8.径流形成的过程：⑴降雨过程 ⑵流域蓄渗过程 ⑶坡面漫流过程 ⑷河槽集流过程9.影响径流的主要因素：气候因素；下垫面因素；人类活动因素10.河流的水量补给分为：雨源、雨雪源和冰雪源11.我国陆地高程基准面：黄海平均海平面12.常用的水尺有：直立式水尺、倾斜式水尺、矮桩式水尺13.流量计算：五点法（内插法）14.水文资料的来源：水文站观测资料、浑水调查资料、文献考证资料15.形态断面——计算流量所依据的河流横断面，又称水文断面16.谢才—满宁公式：21321i R n v = 2132i mR v = （计算水文断面的平均流速） 式中：v ——断面平均流速m/s ，对于复式断面，河槽与河滩的断面平均流速应分别计算； n ——粗糙系数(粗率）m ——n 的倒数，m=n1； R ——水力半径（m); R=x A （A ——过水面积；x ——湿周） i ——洪水比降，以小数计。

17.水文现象的特性：⑴周期性 ⑵地区性 ⑶不重复性（偶然性）18.水文现象的分析研究方法：⑴成因分析法 ⑵地区归纳法 ⑶数理统计法19.累计频率P ——水文统计中，等于和大于某一流量值出现次数（即累计出现次数）与总次数的比值。

20.若P(%)表示频率，以T （年）表示重现期，两者的关系为： PT 1=21.经验频率曲线——根据水文统计样本的实测水文资料系列，计算各项随机变量的经验频率，点绘经验频率与其对应的随机变量大小的曲线。

经验频率公式是维波尔公式，又称均值公式，数学期望公式，即： %1001n m ⨯+=P 式中：P ——统计系列中第m 项（以递减次序排列）随机变量的经验频率（%）； n ——统计系列的容量;m ——计算随机变量的序号（递减次序）22.统计三参数：⑴均值x ——是系列中随机变量的算术平均数，它反映了系列在数值上的大小 ⑵中值∨x ——系列中的随机变量为等权时，按大小递减次序排列，位置局中间的那个变量，中值大小反映系列中间项和密度曲线的位置 ⑶众值∧x ——系列中出现最多的那个变量，众值的大小能反映系列中最大几率项和密度曲线的位置。

23.统计参数同密度曲线和频率曲线的关系： ⑴统计参数x 、v C 、s C 与频率密度曲线形状的关系： 均值x 反映密度曲线的位置变化，如图1示，若v C 及s C 值不变，则曲线的形状基本不变，但曲线的位置将随x 的变化而沿x 轴移动。

变差系数v C 反映密度曲线的高矮情况，图2示，若x 及s C 值不变，v C 值越大，表示频率分布越分散，曲线就越显得矮而胖；v C 值越小，表示频率分布越集中，曲线就越显得高而瘦；v C =0时，将成为一条垂直线（横坐标x=x ），而且v C 无负值。

偏差系数s C 反映密度曲线的偏斜程度，图3示，若x 及v C 值不变，当s C >0时，曲线的峰偏左（为正偏态），s C 值越大峰越向左偏；当s C =0时，曲线的峰居中间，两侧对称（为正态）；当s C <0时，曲线的峰偏右（为负偏态），s C 值越小峰越向右偏，图4。

年最大流量系列的s C 无负值，密度曲线总是峰偏左而为正偏态。

图 1 图2 图3 0⑵统计参数与频率分布曲线的关系，如下图示 均值x 反映频率曲线的位置高低，如图1，若s C C v 和值不变，则x 值越大曲线越高。

变差系数v C 反映频率曲线的陡坦程度，如图2示，若x 及s C 值不变，则v C 值越大曲线越陡；v C =0时，将成为一条水平线（纵坐标x=x ），而且v C 无负值，曲线总是左高右低。

偏差系数s C 反映频率曲线的曲率大小，如图3示，若x 及v C 值不变，则s C >0时，随s C 值的增大，曲线头部变陡，尾部变缓而趋平，s C >2~3时，曲线尾部将趋向于水平线；s C =0时，为正态分布，其频率曲线在海森几率格纸上将成为一条直线；s C <0时，随s C 值的减小，曲线头部趋于平而尾部变陡，年最大流量系列的s C 无负值，频率曲线总是头部较尾部平缓。

24.理论频率曲线——具有一定数学函数式的频率曲线。

25.相关分析及其分类：在数理统计中，把这类变量之间近似的或平均的关系称为相关，把研究这种关系的方法称为相关分析。

分类：完全相关、零相关、统计相关。

26.设计流量——公路、桥梁和涵洞等各项工程设计时，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，称为设计混水流量（m/s ），简称设计流量。

27.洪水位——桥位计算断面上通过设计流量相应的水位，称为设计洪水位，简称设计水位（m ）28.设计流速——设计流量通过桥位断面的河槽平均流速29.适线法的步骤：⑴将已知的随机变量系列，按大小递减次序排列，计算各项变量的经验频率，并在几率格纸上汇出经验频率点群，必要时也可以目估绘出经验频率曲线。

⑵应用距法公式计算均值Q 和变差系数v C ，并假定v s C m C ⋅=。

⑶观察理论频率曲线与经验频率曲线的符合程度，反复调整统计参数，直到两者符合和最好为止，，即可确定统计参数Q 、v C 和S C 的采用值及采用的理论频率曲线。

30.大中桥的孔径计算，主要是根据桥位断面的设计流量和设计水位，推算需要的桥孔最小长度和桥面中心最低高程，为确定桥孔设计方案，提供依据。

31.冲刷系数法的原理：水力学的连续原理123x x x >> 3x x 2x 1x 图1 123v v v C C C >>3v C 2v C 01v =C 图2 123s s s C C C >> 3s C 2s C 01=s C 图332.冲刷系数——为了推算冲刷后（一般冲刷完成以后）的桥下过水面积，应用了一个比值p 。

p 是冲刷后与冲刷前的桥下过水面积之比，即：p=冲后A /冲前A ,称为冲刷系数；冲刷后的桥下过水面积为冲刷前的p 倍，冲刷后的桥下有效过水面积、净过水面积和毛过水面积则分别为q j y p p p A A A 和、。

由于冲刷前后的流量不变，也可以写成冲后冲前v /v p =，因而冲刷前的桥下平均流速为冲刷后的p 倍。

冲刷系数p 表示桥下河槽的冲刷程度，也表示桥孔对水流的压缩承德，是桥孔长度计算的控制因素。

一般情况下，平原河段不应大于1.20，山前区变迁性河段不应大于1.40。

冲刷系数法适用于细颗粒、均匀的砂质河床、平原稳定性河床。

33.别列柳伯斯基假定：桥下过水面积扩大到使桥下流速等于天然河槽流速时，桥下冲刷即停止。

34.桥面高程——桥面中心线上最低点的高程。

35.桥面高程的确定：⑴不通航河段：D j s h h h H H ∆+∆+∆+=∑min式中：min H ——桥面最低高程（m ）；s H ——设计水位；j h ∆——桥下净空安全值（m ）；D h ∆——桥梁上部构造建筑高度（m ），包括桥面铺装高度；∑∆h ——各种水面升高值总和。

⑵通航河段：通航河段的桥面高程除应满足不通航河流的要求外，同时还应满足下式要求： D M H H H h tn min ∆++=式中：tn H ——设计最高通航水位（m ）；M H ——通航净空高度。

36.冲刷过程分为：自然冲刷、一般冲刷和局部冲刷。

37.泥沙的特性：几何特性、重力特性和水利特性。

⑴泥沙的几何特性一般由泥沙颗粒的直径（粒径）、粒径级配曲线（粒配曲线）、平均粒径（d ）或中值粒径（50d ）来表示；⑵泥沙的重力特性用泥沙颗粒实体的单位面积的重力来表示，称为重度s γ（或重度）；⑶水利特性由泥沙颗粒在静水的清水中均匀下沉的速度来表示，称为沉速，符号为ω（cm/s ）38.起动流速——床面泥沙颗粒在各种外力作用下，失去平衡，泥沙开始运动的水流垂直平均流速（m/s ）。

（我国敲了冲刷计算中，采用起动流速作为判别床面泥沙是静止还是运动状态的标准）39.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，单位是m s kg ⋅/。

40.挟沙能力——在一定的水利条件和边界条件下，单位体积的水流，能够挟带泥沙的最大数量（质量），包括悬移质和推移质的全部泥沙数量。

41.含沙量——单位时间内水流中所含悬移质的质量，单位3m /kg 。

42.河床床面的粗化——在冲刷河段内，床沙中的细颗粒泥沙被水流冲走，上游来沙中的粗颗粒泥沙慢慢沉下来，使得河床表面层的泥沙粒径逐渐增大，形成自然铺砌的现象。

43.影响河床演变的主要自然因素：⑴上游来水条件，即流量的大小和变化；⑵上游来沙条件，即上游来沙量及其粒径组成；⑶河床地质、土质条件、河床比降为河床演变提供了边界条件。

44.河相关系——冲积河床在水沙长期互相作用下，逐渐形成一种均衡的河床形态。

描述这些河床均衡形态的几何因素（河宽B 、平均水深h 、比降i 、弯道半径R 等）与来水、来沙条件（Q 、d 等）存在一定的对应关系，称为河相关系，又称均衡关系。

45.一般冲刷——该断面处流速梯度很大，床面切应力剧增，引起强烈的河床泥沙运动，床面发生明显冲刷。

46.桥墩局部冲刷的机理（负压）：每个急速漩转并向下游移动漩涡的中心形成负压，吸起床沙，带往下游。

伴随漩涡的生成和移动，引起床面静止的泥沙称阵发性、突然的随机运动状态。

在桥墩下游两侧漩涡相汇，泥沙沉积，形成很长的沙脊。

当行近流速较小时，在桥墩下游约8倍墩宽（墩径）处，漩涡逐渐消失。

47.桥台基底最小埋置深度和计算：最低冲刷线高程——桥梁设计时，计算的桥墩、桥台全部冲刷完成后的床面位置。

桥墩的最低冲刷线高程min H （m ）为：b p s minh -h -H H = 桥台的最低冲刷线高程min H （m ）为：s s min h -h -H H =式中：min H ——桥墩、桥台的最低冲刷线高程（m ）；s H ——设计水位（m)；p h ——一般冲刷后最大水深（m ）；b h ——桥墩局部冲刷深度（m)；H ——桥台所在位置（河滩或河槽）的平均水深（m)；s h ——桥台冲刷深度（m ）48.调治构造物的作用及类型 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，以确保桥梁安全。