橋涵水文總復習

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1、 橋 涵 水 文 總 復 習 第 一 、 二 章 緒 論 、 河 流 與 流 域一 、 基 本 概 念河 流 與 流 域 的 基 本 特 征 ； 水 文 循 環(huán) 與 水 量 平 衡 ； 多年 平 均 水 量 平 衡 方 程 （ 陸 地 、 海 洋 、 全 球 ） ； 徑 流 ；河 川 徑 流 ； 徑 流 形 成 的 概 念 。泥 沙 運 動 的 基 本 概 念 ： 粒 徑 ； 粒 徑 級 配 曲 線 ； 容 重（ 重 度 ） ； 沉 降 速 度 。 推 移 質(zhì) 泥 沙 運 動 ： 泥 沙 起 動 的 概 念 ； 起 動 流 速 ； 推移 質(zhì) 輸 沙 率 ； 沙 波 運 動 。泥 沙 分 類 ：

2、 按 泥 沙 在 河 槽 中 運 動 狀 態(tài) 分 類 ： 懸 移 質(zhì) 、 推 移 質(zhì) 、床 沙 質(zhì) ； 按 泥 沙 顆 粒 的 大 小 和 來 源 ： 沖 瀉 質(zhì) 、 河 床 質(zhì) 。懸 移 質(zhì) 泥 沙 運 動 ： 含 沙 量 。水 流 挾 沙 能 力 定 義 。 河 床 演 變 的 基 本 概 念 ： 河 段 分 類 及 其 與 橋 涵 設 計 的關 系 ； 造 床 流 量 的 定 義 及 其 確 定 方 法 ； 河 相 關 系 和河 相 系 數(shù) 的 定 義 。二 、 計 算 題徑 流 的 度 量 單 位 及 其 換 算 。 第 三 章 水 文 統(tǒng) 計 基 本 原 理 與 方 法一 、 基 本

3、 概 念概 率 和 頻 率 的 概 念 、 概 率 和 頻 率 的 區(qū) 別 與 聯(lián) 系 ； 總 體 、樣 本 、 樣 本 容 量 ； 抽 樣 誤 差 的 概 念 ； 重 現(xiàn) 期 、 重 現(xiàn) 期與 頻 率 的 換 算 關 系 ； 設 計 頻 率 ； 橋 涵 設 計 流 量 ； 頻 率曲 線 與 統(tǒng) 計 參 數(shù) 的 概 念 ； 統(tǒng) 計 參 數(shù) 的 統(tǒng) 計 意 義 ； 統(tǒng) 計參 數(shù) 對 頻 率 曲 線 形 狀 的 影 響 。 二 、 計 算 題 )183(%1001)( nmxXPP m1、 經(jīng) 驗 頻 率 公 式2、 參 數(shù) 估 計 的 方 法 矩 法設 橋 位 斷 面 年 最 大 洪 峰 流 量

4、 系 列 ： x 1， x2， ， xn 記 均 值 ： )93(1 1 ni ixnx均 方 差 和 變 差 系 數(shù) ： )133(1 )( 21 n xxni i )143(1 )(1 1 2 n xxxxC ni iV )143(1 )1(1 2 nKC ni iV 記記 偏 態(tài) 系 數(shù) ： CS = (34)CV 三 點 法 （ 概 念 ） 適 線 法 （ 步 驟 ）3、 設 計 值 計 算 )263()1( xCx VPP 記 第 四 章 設 計 洪 峰 流 量 和 設 計 水 位 計 算一 、 基 本 概 念設 計 洪 水 標 準 （ 設 計 頻 率 ） 的 概 念 ； 設 計 流

5、 量 、 設計 水 位 、 設 計 流 速 的 概 念 ； 特 大 洪 水 與 特 大 洪 水 處理 ； 資 料 審 查 的 概 念 。 二 、 計 算 題1、 特 大 洪 水 經(jīng) 驗 頻 率 計 算 方 法 獨 立 樣 本 法特 大 洪 水 的 經(jīng) 驗 頻 率 為 ： )14(1 NMPM式 中 ， M = 1， 2， ， a特 大 洪 水 的 排 位 及 首 位 特 大 洪 水 重 現(xiàn) 期 N 確 定 一 般 洪 水 的 經(jīng) 驗 頻 率 為 ： )24(1 nmPm式 中 ， nllm ,2,1 統(tǒng) 一 樣 本 法 )14(1 NMPM式 中 ， M = 1， 2， ， a 特 大 洪 水

6、 的 經(jīng) 驗 頻 率 為 ： )34(1)11(1 1)1( ln lmNaNa ln lmPPP aMaMmm = l +1， l + 2， ， n 一 般 洪 水 的 經(jīng) 驗 頻 率 為 ：方 法 任 選 記 ， 應 用 2、 設 計 流 量 的 推 算 方 法 橋 位 斷 面 有 實 測 流 量 資 料 的 情 況 用 頻 率 分 析 （ 適 線 法 ） （ 第 三 章 ） ， 包 括 特 大 值處 理 （ 第 四 章 ） 橋 位 斷 面 無 實 測 流 量 資 料 的 情 況1） 大 、 中 河 流 ： 歷 史 調(diào) 查 洪 水 反 推 統(tǒng) 計 參 數(shù) 或 直 接 作 部 分 頻 率 曲

7、 線 （ 了 解 ）2） 小 河 流 ： 推 理 公 式 、 經(jīng) 驗 公 式 （ 了 解 ） 3、 設 計 水 位 、 設 計 流 速 計 算 橋 位 斷 面 有 實 測 資 料 由 設 計 流 量 QP， 直 接 利 用 橋 位 斷 面 ZQ 關 系 曲 線 、ZV關 系 曲 線 ， 求 出 設 計 水 位 ZP、 VP。 橋 位 斷 面 無 實 測 資 料 利 用 實 測 橋 位 斷 面 圖 ， 用 謝 才 -曼 寧 公 式 計 算ZQ、 Z、 ZV關 系 曲 線 ， 然 后 推 求 Z P、 VP。 2132 JRnVQ 復 式 斷 面 ， 灘 槽 要 分 開 計 算 ： ttCCtC

8、VVQQQ CtCt QQQ ttt QV 記 ， 應 用hR 第 五 章 橋 涵 孔 徑 計 算1、 基 本 概 念一 、 大 、 中 橋水 流 圖 式 的 概 念 ； 水 流 圖 式 反 映 什 么 ？ 橋 孔 長 度 、 橋孔 凈 長 、 跨 徑 、 凈 跨 徑 ； 橋 面 標 高 ； 橋 下 凈 空 高 度 ；各 種 壅 水 高 度 形 成 的 原 因 。2、 橋 孔 長 度 計 算 方 法 沖 刷 系 數(shù) 法 建 立 公 式 的 基 本 概 念 ； 別 列 柳 伯 斯 基 的 假 定 ；沖 刷 系 數(shù) ； （ 5-2） 式 的 意 義 。 )25()1( SPg PVQ )35(37

9、5.01 jSlV CS VVld 不 記 ， 會 用 經(jīng) 驗 公 式 （ 了 解 ） 3、 橋 面 標 高 計 算 方 法 )105(min DjS hhhZZ 非 通 航 河 段 通 航 河 段 )115(min DmM hhZZZ S = ZP 4321 hhhhh 記記 0:,21 221 hhhh y 急 流 沖 高 ， 對 緩 流 河 段河 灣 超 高,21,32 43 wL hhhh 對 通 航 河 段 ， 兩 種 都 要 算 ， 取 大 者 。 第 六 章 橋 梁 墩 臺 沖 刷 計 算一 、 基 本 概 念沖 刷 計 算 的 簡 化 方 法 ： 自 然 沖 刷 h、 一 般

10、沖 刷 hP、 局 部 沖 刷 hbbP hhh bPs hhhh 三 部 分 沖 刷 形 成 的 原 因 。 二 、 一 般 沖 刷 計 算 （ 公 式 不 記 ， 掌 握 應 用 ）1、 64-1 修 正 式 （ 按 沖 止 流 速 概 念 建 立 的 公 式 ） 沖 止 流 速 ； 公 式 建 立 的 概 念 ； 一 般 沖 刷 深 度 表示 方 法 。 )66()( max53max 61533561 ccj cPccj cPP hhdELAQhhdELAQh 適 用 條 件 ： 非 粘 性 土 河 槽 ， 橋 下 全 部 為 河 槽 或 橋 下 河 槽 部 分 。 應 用 說 明 ：

11、 當 橋 下 斷 面 全 為 河 槽 ， Lcj = Lj = L-nd， QcP = QP。 當 橋 孔 壓 縮 部 分 河 灘 ， 橋 下 河 槽 不 會 擴 寬 至 全 橋 ， 則 ： )86( Ptc ccP QQQ QQ LLcQcZS ZmtQ左 tQ右ttt QQQ 右左 dnLL ccj 當 橋 孔 壓 縮 部 分 河 灘 ， 橋 下 河 槽 會 擴 寬 至 全 橋 ，則 認 為 橋 下 全 部 為 河 槽 ， Lcj=Lj=L-nd， QcP=QP， 不變 。 ch 值 的 確 定 ： 通 常 按 橋 位 上 游 附 近 枯 水 位 或 中低 水 位 實 測 過 水 斷 面

12、圖 求 得 ； 也 可 利 用 設 計 水 位 時 的實 測 橋 位 斷 面 圖 求 得 。 chhmax ccc Lh mS ZZh max 當 橋 下 河 床 由 多 層 成 分 不 同 的 土 質(zhì) 組 成 ， 分 層土 河 床 的 沖 刷 可 采 用 逐 層 漸 進 試 算 法 進 行 。2、 64-2簡 化 式 （ 按 輸 沙 平 衡 建 立 的 公 式 ） 輸 沙 平 衡 的 概 念 ； 建 立 公 式 的 概 念 。 )116()1()(04.1 max66.0290.02 hBBQQAh ccP 適 用 條 件 ： 沙 質(zhì) （ 非 粘 性 土 ） 河 槽 。 橋 下 全 部 為

13、河 槽 或 橋 下 河 槽 部 分 。 應 用 說 明 ： 當 橋 下 斷 面 全 為 河 槽 ， Q2 = QP， B2 =Lc . 當 橋 孔 壓 縮 部 分 河 灘 ， 橋 下 河 槽 不 會 擴 寬 至 全 橋 ， 則 ： LLcQcZS Z mtQ左 tQ右)86( Ptc ccP QQQ QQ ccP LBQQ 22 , )116()1()(04.1 max66.090.0 hLBQQAh ccccPP 式 中 ， Lc建 橋 后 橋 下 河 槽 寬 度 。 當 橋 孔 壓 縮 部 分 河 灘 ， 橋 下 河 槽 會 擴 寬 至 全 橋 ，則 認 為 橋 下 全 部 為 河 槽 ：

14、 LB QQ P22 三 、 局 部 沖 刷 計 算 （ 公 式 不 記 ， 掌 握 應 用 ）局 部 沖 刷 的 概 念 ； 局 部 沖 刷 表 示 方 法 ； 起 沖 流 速 。1、 65-1 修 正 式 )( 06.010 VVBKKhVV b 當 1)( 00 0006.010 nb VV VVVVBKKhVV 當 2、 65-2公 式 )( 0 015.06.020 VVVhBKKhVV Pb 當 2)( 0 015.06.020 nPb VVVhBKKhVV 當3、 一 般 沖 刷 結(jié) 束 后 墩 前 行 近 流 速 （ 沖 止 流 速 ） 計 算 64-1修 正 式 3261 P

15、hdEV 64-2簡 化 式 cccc VhhBBQQAV 32)()1()(04.1 max34.021.021.0 式 中 ， Vc為 天 然 河 槽 平 均 流 速 。 ZShmax hPhb hs基 底 高 程天 然 河 底 橋 墩 c h hP hb總 沖 刷 深 度 hs： bPs hhhh 墩 臺 基 底 埋 置 高 程 ： cbPscssjd hhhZhZZ 式 中 ， c為 基 底 埋 深 安 全 值 。 四 、 墩 臺 基 底 最 小 埋 置 深 度 計 算 左橋臺 右橋臺CB SZ tB河 槽 河 灘【 例 1】 無 通 航 河 段 上 某 橋 位 斷 面 如 圖 所 示

16、 ， 斷 面 為寬 淺 型 ， 河 槽 、 河 灘 斷 面 形 狀 近 似 矩 形 。 河 槽 寬 度 Bc=210m， 底 部 平 均 高 程 42.0m， 糙 率nc=0.028。 河 灘 寬 度 Bt=236m， 底 部 平 均 高 程 43.8m，糙 率 nt=0.032。 水 面 比 降 J=0.0005。 參 照 橋 頭 引 道 路 基高 程 ， 已 確 定 橋 面 標 高 47.10m， 橋 下 各 種 水 面 升 高 值之 和 =0.42m， 橋 下 凈 空 高 度 hj=0.5m， 橋 梁 上 部結(jié) 構(gòu) 高 度 h D=1.18m， 選 50m標 準 跨 徑 （ 橋 墩 中

17、心 間距 ） ， 墩 寬 2m。 h 取 左 岸 邊 為 起 點 距 的 零 點 ， 左 橋 臺 位 置 已 定 ， 橋 臺前 緣 位 于 零 點 。 沖 刷 系 數(shù) P=1.1， 試 用 沖 刷 系 數(shù) 法 推求 最 小 橋 孔 長 度 。 SPgjS PVQlblV )1(,375.01 21322132 JhnJRnQ 謝 才 -曼 寧 公 式 ：已 知 沖 刷 系 數(shù) 法 計 算 公 式 如 下 ： DjS hhhZZ min )(min DjS hhhZZ m00.45)18.150.042.0(10.47 解 ： （ 1） 求 設 計 水 位 ： 橋 面 標 高 ： （ 2） 求

18、設 計 流 量 、 設 計 流 速 河 槽 平 均 水 深 ： 河 灘 平 均 水 深 ： 河 槽 設 計 流 速 ： mZh Sc 0.300.4200.450.42 mZh St 2.18.4300.458.43 21321 JhnV c cC sm/66.10005.00.3028.0 1 2132 sm /104766.10.3210 3河 槽 設 計 流 量 ： cccccc VhBVQ 河 灘 設 計 流 速 ： 21321 JhnV ttt sm/79.00005.02.1032.0 1 2132 河 灘 設 計 流 量 ： tttt VhBQ sm /22379.02.1236

19、 3 設 計 流 量 ： smQQQ tcP /12702231047 3設 計 流 速 取 天 然 河 槽 平 均 流 速 ： smVV cS /66.1（ 3） 求 通 過 設 計 洪 水 橋 下 理 論 上 所 需 的 毛 過 水 面 積 ：987.025066.1375.01375.01 jSlV 04.0502 lb SPg PVQ )1( 273466.11.1)04.01(987.0 1270 m （ 4） 確 定 橋 孔 長 度 ：河 槽 必 須 布 置 橋 孔 ， 可 布 置 4孔 ， 橋 下 過 水 面 積 26303210 mc 河 灘 可 布 置 兩 孔 ， 橋 下 過

20、 水 面 積 21082.1)10250( mt 22 734738108630 mm gtc 答 ： 橋 孔 布 置 6孔 ， 最 小 橋 孔 長 度 298m， 橋 孔 凈 長 288m。 【 例 2】 某 橋 位 斷 面 如 圖 所 示 ： 設 計 流 量 QP=3609m3/s， 相 應 過 水 面 積 =1350m2， 設計 水 位 ZS=34.28m， 河 槽 最 深 處 標 高 Zm=25.83m。 經(jīng)計 算 橋 孔 長 度 L=238m， 擬 采 用 四 孔 ， 單 跨 l=60m（ 橋墩 中 心 間 距 ） ， 墩 寬 b=2.0m。 橋 下 河 槽 河 灘 過 水 面積 及

21、 河 寬 分 別 為 c=990m2， Bc =160m， t左 =20m2，Bt左 =10m， t右 =180m2， Bt右 =68m。 天 然 河 槽 平 均 流速 V c=3.10m/s， 單 寬 流 量 集 中 系 數(shù) A=1.05， 系 數(shù)E=0.66， 河 床 泥 沙 平 均 粒 徑 。mmd 0.3 53max61 35)( ccj cPP hhdELAQh 式 中 ： Lcj為 橋 下 河 槽 部 分 橋 孔 凈 長 。641公 式 如 下 ：642公 式 如 下 ： max66.090.0 )1()(04.1 hLBQQAh ccccPP 式 中 ： L c為 橋 下 河 槽

22、 部 分 橋 孔 長 度 。 橋 下 斷 面 河 槽 部 分 通 過 設 計 流 量 的 計 算 公 式 如 下 ： 式 中 ： 為 天 然 狀 態(tài) 下 橋 下 河 槽 流 量 ， 為 天 然 狀 態(tài)下 橋 下 河 灘 部 分 通 過 的 流 量 。 Ptc ccP QQQ QQ cQ tQ （ 2） 河 槽 不 穩(wěn) 定 會 擴 寬 至 全 橋 ， 求 橋 下 河 床 的 一 般 沖 刷 深 度 。（ 1） 河 槽 穩(wěn) 定 不 會 擴 寬 ， 求 橋 下 河 槽 部 分 的 一 般 沖 刷 深 度 ；求 ： 解 ： 64-1公 式 980.026010.3375.01375.01375.01

23、dlVlV cjS（ 1） mdnBdnLL cccj 15622160 mLh ccc 19.6160990 mZZh mS 45.883.2528.34max （ 2）（ 3） smVQ ccc /306999010.3 3 smQQQ cPt /54030693609 3（ 4） 23609901350 mct smQV ttt /50.1360540 （ 5） smVQ ttt /300)18020(50.1 3 smQQQ QQ Ptc ccP /3288360930030693069 3（ 6） 53max61 35)( ccj cPP hhdELAQh （ 7） 河 槽 穩(wěn) 定

24、不 會 擴 寬 18.645.8366.0156980.0 328805.1 5361 =10.20m （ 8） 河 槽 不 穩(wěn) 定 會 擴 寬 至 全 橋 mndLLL jcj 23223238 smQQ PcP /3609 3 53max61 35)( ccj cPP hhdELAQh 18.645.8366.0232980.0 360905.1 5361 Ph m50.8答 ： 解 ： 64-2公 式 ： max66.090.0 )1()(04.1 hLBQQAh ccccPP （ 1） mhsmQc 45.8,/3069 max3 098.0,160,05.1 mBA c 033.0602 lb （ 2） 河 槽 穩(wěn) 定 不 會 擴 寬 mLsmQ ccP 160,/3288 3 max66.090.0 )1()(04.1 hLBQQAh ccccPP 45.8160)033.01(980.0 160)3069328805.1(04.1 66.090.0 m12.10 （ 3） 河 槽 不 穩(wěn) 定 會 擴 寬 至 全 橋 mLLsmQQ cPcP 238,/3609 3 max66.090.0 )1()(04.1 hLBQQAh ccccPP 45.8238)033.01(980.0 160)3069360905.1(04.1 66.090.0 m47.8