桥涵水文 设计洪水流量PPT学习教案

1、会计学1 桥涵水文桥涵水文 设计洪水流量设计洪水流量 第1页/共19页 p新规范关于设计洪水频率的另外两条：新规范关于设计洪水频率的另外两条： 1）二级公路的特大桥以及三级、四级公路的大桥）二级公路的特大桥以及三级、四级公路的大桥 ，在水势猛急、河床易于冲刷的情况下，可提高，在水势猛急、河床易于冲刷的情况下，可提高 一级洪水频率验算基础冲刷深度。一级洪水频率验算基础冲刷深度。 2）沿河纵向高架桥和桥头引道的设计洪水频率应）沿河纵向高架桥和桥头引道的设计洪水频率应 符合符合公路工程技术标准公路工程技术标准（JTG B012003） 路基设计洪水频率的规定。路基设计洪水频率的规定。 第2页/共19

2、页 适用于适用于大中河流大中河流，具有一定时间长度的实测资料，具有一定时间长度的实测资料 ，最好还有调查到的特大洪水资料。，最好还有调查到的特大洪水资料。 p一、水文统计法一、水文统计法 p二、地区性公式、暴雨径流的推理公式二、地区性公式、暴雨径流的推理公式 适用于适用于中小河流中小河流，难于搜集到实测洪水资料，但，难于搜集到实测洪水资料，但 可以搜集到降雨资料或地区性水文资料情况。可以搜集到降雨资料或地区性水文资料情况。 p三、相关分析三、相关分析 对于桥位附近资料较少，但相邻地区或河段有较对于桥位附近资料较少，但相邻地区或河段有较 多资料的，可应用相关分析多资料的，可应用相关分析插补插补、

3、延长延长水文资料水文资料 系列。系列。 第3页/共19页 总之，应通过多种途径、采用不同方法，尽量搜总之，应通过多种途径、采用不同方法，尽量搜 集可能搜集到的一切水文资料，应用不同的方法集可能搜集到的一切水文资料，应用不同的方法 分析推求设计洪水流量。分析推求设计洪水流量。 应用不同资料、采用不同方法得到的同一桥梁应用不同资料、采用不同方法得到的同一桥梁 的设计流量大小可能不同，可经对比分析论证后的设计流量大小可能不同，可经对比分析论证后 ，选用一个合理数值，作为该桥设计流量值。，选用一个合理数值，作为该桥设计流量值。 第4页/共19页 p1.流量系列从大到小排序。流量系列从大到小排序。 2.

4、点绘经验频率曲线。点绘经验频率曲线。 3.用适线法给经验频率曲线配适合的理论方程参数用适线法给经验频率曲线配适合的理论方程参数 。 4.由此可以计算任何频率的流量及设计流量。由此可以计算任何频率的流量及设计流量。 p具有具有足够的流量观测资料系列足够的流量观测资料系列时采用水文统计法时采用水文统计法 。 基本思路基本思路 第5页/共19页 p当具有较长实测资料（例如当具有较长实测资料（例如20年以上资料）时设年以上资料）时设 计流量的计算计流量的计算可分为下述四个步骤可分为下述四个步骤： 1.审查资料；审查资料； 2.插补和延长系列资料；插补和延长系列资料； 3.推求频率曲线计算（采用皮尔逊推

5、求频率曲线计算（采用皮尔逊型曲线）型曲线） 4.成果合理性分析主要是检查多年平均流量、最大成果合理性分析主要是检查多年平均流量、最大 流量的离差系数流量的离差系数Cv和偏差系数和偏差系数CS三个参数是否合三个参数是否合 理。理。 4.1.1 有实测年最大流量资料时设计流量的推求有实测年最大流量资料时设计流量的推求 第6页/共19页 p(1)资料的可靠性资料的可靠性：即鉴定资料的可靠程度。应从资料即鉴定资料的可靠程度。应从资料 来源、资料的测验和整编方法有无问题、刊印是否有误进来源、资料的测验和整编方法有无问题、刊印是否有误进 行检查，可以通过上下游或干、支流水量平衡，流域年降行检查，可以通过上

6、下游或干、支流水量平衡，流域年降 水量等检查，数据是否合理。水量等检查，数据是否合理。 p(2)资料的一致性资料的一致性：一般认为，影响年最大流量的流域一般认为，影响年最大流量的流域 气候条件在短期内是相对稳定的；资料的一致性主要分析气候条件在短期内是相对稳定的；资料的一致性主要分析 流域内下垫面条件是否稳定。否则，资料的一致性将遭到流域内下垫面条件是否稳定。否则，资料的一致性将遭到 破坏。例如，设计断面上游修建了大型引水工程后，使设破坏。例如，设计断面上游修建了大型引水工程后，使设 计断面资料一致性遭到破坏，必须对资料修正后方可进行计断面资料一致性遭到破坏，必须对资料修正后方可进行 计算。计

7、算。 p(3)资料的代表性资料的代表性：是指资料是否包括了丰水年、平水是指资料是否包括了丰水年、平水 年和枯水年，若代表性差，就不能很好地反映总体的规律年和枯水年，若代表性差，就不能很好地反映总体的规律 ，统计计算结果的实际误差就大，为了提高资料的代表性，统计计算结果的实际误差就大，为了提高资料的代表性 ，应尽可能展延径流系列的长度。，应尽可能展延径流系列的长度。 p(4)资料的独立性资料的独立性：系列中的变量必须相互独立。系列中的变量必须相互独立。 资料的审查内容如下：资料的审查内容如下： 第7页/共19页 p求矩适线法的步骤：求矩适线法的步骤： 1. 将实测资料由大到小排列，计算各项的经验

8、频率，在频率将实测资料由大到小排列，计算各项的经验频率，在频率 格纸上点绘经验点据（纵坐标为变量的取值，横坐标为对格纸上点绘经验点据（纵坐标为变量的取值，横坐标为对 应的经验频率）应的经验频率） 2. 选定水文频率分布线型（一般选用皮尔逊选定水文频率分布线型（一般选用皮尔逊型）。型）。 3. 先采用矩法或三点法估计出频率曲线参数的初估值先采用矩法或三点法估计出频率曲线参数的初估值 、Cv ，而，而Cs凭经验初选为凭经验初选为Cv的倍数。的倍数。 4. 根据拟定的根据拟定的 、Cv和和Cs，查附表，查附表2或附表或附表3，计算，计算xP值。以值。以 xP为纵坐标，为纵坐标，P为横坐标，即可得到频

9、率曲线。将此线画为横坐标，即可得到频率曲线。将此线画 在绘有经验点据的图上，看与经验点据配合的情况。若不在绘有经验点据的图上，看与经验点据配合的情况。若不 理想，可通过调整参数（主要调整理想，可通过调整参数（主要调整Cv和和Cs），再次进行），再次进行 计算，重新适线。计算，重新适线。 5. 最后根据频率曲线与经验点据的配合情况，从中选出一条最后根据频率曲线与经验点据的配合情况，从中选出一条 与经验点据配合较好的曲线作为采用曲线，相应于该曲线与经验点据配合较好的曲线作为采用曲线，相应于该曲线 的参数便看作是总体参数的估值。的参数便看作是总体参数的估值。 6. 求指定频率的水文变量设计值。求指定

10、频率的水文变量设计值。 Q Q 第8页/共19页 p水文现象受气候和自然地理因素的影响，具有水文现象受气候和自然地理因素的影响，具有明显的地区明显的地区 性性。 p跨越跨越中小河流中小河流的桥梁，若缺少水文站观测资料，设计流量的桥梁，若缺少水文站观测资料，设计流量 的推算，可应用的推算，可应用根据地区水文资料制定的经验公式根据地区水文资料制定的经验公式计算水计算水 文参数和流量等水文要素。这类地区公式水利部门应用很文参数和流量等水文要素。这类地区公式水利部门应用很 广，可向当地水利部门调查，搜集该地区广，可向当地水利部门调查，搜集该地区水文手册水文手册查查 取。取。 p1979年年4月，在交通

11、部公路规划设计院主持下，月，在交通部公路规划设计院主持下，28个省（个省（ 自治区）交通厅和自治区）交通厅和3个部属设计院参加，根据全国个部属设计院参加，根据全国1785个个 水文站的观测资料，水文站的观测资料，2198站年的历史洪水调查资料，制定站年的历史洪水调查资料，制定 了了我国公路大中桥流量经验公式汇总报告我国公路大中桥流量经验公式汇总报告。 p报告中把全国分为报告中把全国分为111个分区，分区图如下。个分区，分区图如下。 p制定了制定了3个表，即全国水文分区个表，即全国水文分区流量计算参数表流量计算参数表、全国水、全国水 文分区文分区Cv值表值表和全国水文分区和全国水文分区Cs/Cv

12、经验关系表。经验关系表。 第9页/共19页 第10页/共19页 第11页/共19页 p二、全国水文分区二、全国水文分区Cv值表值表 第12页/共19页 p三、全国水文分区三、全国水文分区Cs/Cv经验关系表经验关系表 第13页/共19页 p四、以上各表的用法四、以上各表的用法 2% n QKF 1. 直接由表直接由表3-2-1推求推求p为为2和和1的设计流量的设计流量 2. 计算或查表得理论频率曲线的三个统计参数，用皮尔逊计算或查表得理论频率曲线的三个统计参数，用皮尔逊 型曲线推求相应频率的设计流量。型曲线推求相应频率的设计流量。 1%2% /QQ % n p QCF PearsonIIIQ

13、v svs 计算(查表3-2-1) 查表 C (查表3-2-2)曲线 查表 C /C (查表3-2-3)，得C 第14页/共19页 p五、使用范围五、使用范围 一般用于流域面积一般用于流域面积F50 000km2的中等流域的桥位。的中等流域的桥位。 首先在地图上勾绘出桥位以上的流域面积首先在地图上勾绘出桥位以上的流域面积F，视流域大部，视流域大部 分在哪一分区中（图分在哪一分区中（图3-2-1），就可采用该分区公式。），就可采用该分区公式。 第15页/共19页 43 52 0 () p QhzF p推理公式是基于推理公式是基于暴雨形成洪水的基本原理暴雨形成洪水的基本原理上的一上的一 种方法。种方法。 p小流域流量计算方法主要有两个公式：小流域流量计算方法主要有两个公式： 1.径流简化公式径流简化公式 2.水利科学研究院水文所公式：水利科学研究院水文所公式： 0.278 n A QF 第16页/共19页 p低水位低水位：枯水季节的最低水位。枯水季节的最低水位。 p高水位高水位：洪峰季节的最高水位。洪峰季节的最高水位。 p设计洪水位设计洪水位：按规定的设计洪水频率计算所得的高水位按规定的设计洪水频率计算所得的