桥涵水文计算基本方法

1、桥涵水文计算前前 言言l桥涵水文是公路、铁路、市政工程中桥梁、路基设计、建设的决定性因素之一，也桥涵水文是公路、铁路、市政工程中桥梁、路基设计、建设的决定性因素之一，也是衡量桥梁、路基是否符合相应的行业标准的最基本标准。更为重要是它事关洪灾是衡量桥梁、路基是否符合相应的行业标准的最基本标准。更为重要是它事关洪灾区人民的生命和财产的安全，是灾区人民群众逃生和抢险时有限的几条通道之一。区人民的生命和财产的安全，是灾区人民群众逃生和抢险时有限的几条通道之一。由此可见桥涵水文在桥梁、路基设计、建设中是极其重要的工作项目。由此可见桥涵水文在桥梁、路基设计、建设中是极其重要的工作项目。l桥涵水文与本行业其

2、它专业有所不同，桥涵水文桥涵水文与本行业其它专业有所不同，桥涵水文调查、分析、计算调查、分析、计算本身并无本身并无精度指精度指标标要求，特别强调的是将通过各种途径和方法得到的计算结果进行要求，特别强调的是将通过各种途径和方法得到的计算结果进行比较、论证比较、论证后确后确定最终设计流量，定最终设计流量，使其更接近实际，更趋于合理使其更接近实际，更趋于合理。本次着重于桥涵水文分析、计算。本次着重于桥涵水文分析、计算的基本方法和途径。的基本方法和途径。l以上内容是桥涵水文工作主要工作内容，但重中之重是设计流量的推算。至于桥长、以上内容是桥涵水文工作主要工作内容，但重中之重是设计流量的推算。至于桥长、

3、冲刷、调治构造物、桥面标高计算相比之下要简单得多，因此，本次的重点放在设冲刷、调治构造物、桥面标高计算相比之下要简单得多，因此，本次的重点放在设计流量的推算、外业调查、勘测的主要过程以及内业工作的主要内容和步骤。计流量的推算、外业调查、勘测的主要过程以及内业工作的主要内容和步骤。l本次培训着重于以下内容：本次培训着重于以下内容： 一般情况水文分析计算一般情况水文分析计算 桥孔长度和桥孔布设桥孔长度和桥孔布设 桥涵水文设计注意几点问题及探讨桥涵水文设计注意几点问题及探讨第一节第一节 水文勘测分析计算基本途径水文勘测分析计算基本途径l桥涵水文计算、分析基本途径如下：桥涵水文计算、分析基本途径如下：

4、 1 1、有水文观测资料、有水文观测资料 水文统计法水文统计法 2 2、无水文观测资料、无水文观测资料 - - 形态断面法形态断面法 3 3、无水文观测资料（无居民、无水文观测资料（无居民)经验公式法经验公式法l有水文系列观测资料时水文统计法有水文系列观测资料时水文统计法（1 1）资料搜集和准备）资料搜集和准备 了解桥梁所处的位置和所属河流、水系，勾绘汇水面积。了解桥梁所处的位置和所属河流、水系，勾绘汇水面积。 收集与本桥位相关的水文、气象资料。收集与本桥位相关的水文、气象资料。1 1）水文站的多年连续或不连续流量系列。）水文站的多年连续或不连续流量系列。2 2）水位站的多年连续或不连续水位系

5、列。）水位站的多年连续或不连续水位系列。3 3）水文站多年使用的基本水文参数，如：糙率、比降、流速。）水文站多年使用的基本水文参数，如：糙率、比降、流速。4 4）桥位上游是否有水坝，若有，其设计、较核频率各是多少、）桥位上游是否有水坝，若有，其设计、较核频率各是多少、与桥梁设计与桥梁设计同频率同频率的放流情况如何。的放流情况如何。5 5）桥位附近是否有与已知水文站相关的其它水文站。）桥位附近是否有与已知水文站相关的其它水文站。 该水文站的水文系该水文站的水文系列如何。列如何。6 6）调查、搜集历史洪水情况（年份、流量、水位）。）调查、搜集历史洪水情况（年份、流量、水位）。7 7）收集所处地区的

6、有关风、雨、流冰、气温等气象资料。）收集所处地区的有关风、雨、流冰、气温等气象资料。（2 2）水文观测资料的收集、整理和插补延长）水文观测资料的收集、整理和插补延长1 1） 调查法：通过调查、走访河流两岸附近居民，通过他们对历史洪水的记忆对已有调查法：通过调查、走访河流两岸附近居民，通过他们对历史洪水的记忆对已有的水文系列进行插补和延长。的水文系列进行插补和延长。2 2）考证法：通过文献、历史记载、碑刻、民间传说等对已有的水文系列进行插补和）考证法：通过文献、历史记载、碑刻、民间传说等对已有的水文系列进行插补和延长。延长。3 3）两系列的相关分析法：若）两系列的相关分析法：若分析站分析站水文系

7、列较短，而同一流域内或相近的另系列水水文系列较短，而同一流域内或相近的另系列水文系列较长，则可将该站作为文系列较长，则可将该站作为参证站参证站，将两站的水文系列通过回归分析的方法得，将两站的水文系列通过回归分析的方法得到相关方程，再通过相关方程对较短的到相关方程，再通过相关方程对较短的分析站分析站水文系列进行插补和延长，从而得水文系列进行插补和延长，从而得到更长的水文系列。到更长的水文系列。4 4）流域面积比拟法：当上、下游水文站与测站流域面积相差不超过）流域面积比拟法：当上、下游水文站与测站流域面积相差不超过1010可直接引用。可直接引用。如较大但不超过如较大但不超过2020可按下式计算：可

8、按下式计算： Q Q1 1=(F=(F1 1/F/F2 2)Q)Q2 25 5）水位、流量关系曲线法：当上、下游水文站间无支流汇入，两站相同年的最大洪）水位、流量关系曲线法：当上、下游水文站间无支流汇入，两站相同年的最大洪峰流量大致成比例，则可通过两站资料用如下函数进行插补和延长。峰流量大致成比例，则可通过两站资料用如下函数进行插补和延长。 Q=fQ=f（QQ） H= fH= f（HH） Q= fQ= f（ HH）6 6）过程线叠加法：利用两支流洪水过程线叠加得到合流后桥位处的过程线叠加法：利用两支流洪水过程线叠加得到合流后桥位处的设计流量。设计流量。 示例示例 1 1， 两系列的相关分析法算

9、例：两系列的相关分析法算例：例：某河有甲、乙两相邻水文站，甲站例：某河有甲、乙两相邻水文站，甲站( (参证站参证站: :流量流量X)X)有有2424年观测资料，乙站年观测资料，乙站 ( (分析分析站站: :流量流量Y)Y)有有1414年，试应用甲站资料延长乙站资料，两站年，试应用甲站资料延长乙站资料，两站资料如下表。资料如下表。 序号序号年代年代流量流量x xK1K1K1K1 K1K1 K1K1 流量流量y yK2K2K2K2 K1K1 K2K21 1195019504734730.320.320.100.10（396396）（0.390.39）（0.150.15）2 251516170617

10、04.204.2017.6417.64（39853985）（3.863.86）（15.1315.13）3 35252100010000.680.680.460.46（728728）（0.710.71）（0.500.50）4 45353303030302.062.064.244.24（20072007）（1.961.96）（3.843.84）5 554549169160.630.630.400.40（675675）（0.660.66）（0.440.44）6 65555216021601.471.472.162.16（14591459）（1.421.42）（2.022.02）7 756561660

11、16601.131.131.281.28（11441144）（1.121.12）（1.251.25）8 857573933930.270.270.070.07（346346）（0.340.34）（0.120.12）9 95858391539152.672.677.127.12（25642564）（2.502.50）（6.256.25）101059592132130.150.150.020.02（232232）（0.230.23）（0.050.05）111160603373370.230.230.050.050.310.310.100.10295295（0.290.29）（0.080.08）0.

12、120.1212126161184518451.261.261.581.581.691.692.862.8612761276（1.241.24）（1.541.54）2.742.74131362628408400.570.570.320.320.770.770.590.59622622（0.610.61）（0.370.37）0.610.61141463635605600.380.380.140.140.510.510.260.26440440（0.430.43）（0.180.18）0.290.2915156464176017601.201.201.441.441.621.622.622.6210

13、001000（0.980.98）（0.960.96）2.062.0616166565207320731.411.411.991.991.901.903.613.6114001400（1.371.37）（1.881.88）3.383.38171766663403400.230.230.050.050.310.310.100.10275275（0.270.27）（0.070.07）0.110.1118186767152015201.041.041.081.081.391.391.931.93813813（0.790.79）（0.620.62）1.431.4319196868192019201.31

14、1.311.721.721.761.763.103.1016101610（1.571.57）（2.462.46）3.593.5920206969113011300.770.770.590.591.041.041.081.08965965（0.940.94）（0.880.88）1.281.28212170708408400.570.570.320.320.770.770.590.59618618（0.600.60）（0.360.36）0.610.6122227171109010900.740.740.550.551.001.001.001.00814814（0.790.79）（0.620.62）

15、1.041.04232372724074070.280.280.080.080.370.37.014.014350350（0.340.34）（0.120.12）0.160.16242473736306300.430.430.190.190.580.580.340.34529529（0.520.52）（0.270.27）0.390.393522235222242443.5943.5914.0214.0218.3218.32110071100713.9913.9917.6617.6617.8117.81水文系列回归分析计算表水文系列回归分析计算表回归分析方程式：回归分析方程式： Y-Y=Y-Y=g

16、sy y/ /sx x(X-X)(X-X) 两系列近两系列近1414年平均流量年平均流量 ：Y Y786786， X X10921092 经计算得经计算得: : 均方差均方差: : sy=416 y=416 sx=629x=629 相关系数相关系数 g=0.960.96 相关系数机误相关系数机误 E Eg0.0140.014判断相关程度：判断相关程度： 4 4E Eg=4 40.0140.0140.056 0.056 g0.960.96 4 4E Eg 相关良好相关良好根据以上根据以上回归分析方程式及相应各参数得到以下方程式：回归分析方程式及相应各参数得到以下方程式： Y Y7867860.9

17、60.96416416629629（X X10921092） 整理得整理得: : Y= Y= 0.63X+98.040.63X+98.04 ( (本题为直线相关）本题为直线相关） 其中自变量其中自变量 X X为为参证站参证站（流量流量x x）系列流量）系列流量; ;y y为为分析站分析站（流量流量y y）系）系列流量。上表括号内列流量。上表括号内（流量流量y y）为插补后分析站流量）为插补后分析站流量y y的系列流量的系列流量, ,插补插补延长所得资料不宜用于第三站，可能引起较大误差延长所得资料不宜用于第三站，可能引起较大误差。 方程：方程：Y=0.63Y=0.63x x+98.04+98.0

18、4* * * * * *400400800800120012001600160020002000240024002800280032003200360036004000400044004400 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000相相 关关 分分 析析 方方 程程 图图 像像参参 证证 站站 流流 量量分分 析析 站站 流流 量量Q= f ( Q Q= f ( Q ) )。H=f( H H=f( H

19、) )。水位、流量关系曲线水位、流量关系曲线分析站流量和水位分析站流量和水位参证站流量和水位参证站流量和水位Q H QHQ=f(HQ=f(H ) )示例示例 2,水位、流量关系曲线法示例：水位、流量关系曲线法示例：水位、流量关系曲线法就是利用两系列的水位、流量对应关系曲线水位、流量关系曲线法就是利用两系列的水位、流量对应关系曲线,直接对分直接对分析站系列流量进行插补和延长，如下图：析站系列流量进行插补和延长，如下图：示例示例 3 3，过程线叠加法：过程线叠加法： 当两支流上有较长的观测系列，合流后实测资料系列短，则可利用两支流过程当两支流上有较长的观测系列，合流后实测资料系列短，则可利用两支流

20、过程线叠加法，插补延长合流后的流量，洪水传播时间按下式计算：线叠加法，插补延长合流后的流量，洪水传播时间按下式计算： t = L/Vt = L/VS S 其中：其中：L-L-洪水传播距离洪水传播距离(m)(m) V VS S洪水传播速度洪水传播速度(m/s) (m/s) ，根据实测资料选其出现次数最多者，根据实测资料选其出现次数最多者桥位桥位支流支流1支流支流2支流支流1支流支流2洪水传播时间洪水传播时间 t t流量流量Q Q1111Q Q2121Q Q2222Q Q1212Q Q1313,Q,Q2323试比较：试比较：Q Q1111+Q+Q2121,Q,Q1212+Q+Q2222,Q,Q13

21、13+Q+Q2323组合结果的大小组合结果的大小合流合流t t1t t23 3、历史洪水情况的调查、考证和排序历史洪水情况的调查、考证和排序（1 1）历史洪水的调查与流量计算（与形态断面法相同）历史洪水的调查与流量计算（与形态断面法相同） 1 1）调查河段的选择原则）调查河段的选择原则最好靠近所选断面附近最好靠近所选断面附近选择有居民、易于指认洪痕的河段选择有居民、易于指认洪痕的河段所选河段顺直，断面规整，所选河段顺直，断面规整，基线与桥位间无支流汇入基线与桥位间无支流汇入 2 2）洪水发生年份的调查及方法）洪水发生年份的调查及方法联系历史以便确认记忆联系历史以便确认记忆引导群众以民间事件为突

22、破点恢复当年的记忆引导群众以民间事件为突破点恢复当年的记忆由民谚、刻字、碑文、报刊、历史文献、日记查得由民谚、刻字、碑文、报刊、历史文献、日记查得 3) 3) 指认并确定洪痕指认并确定洪痕4 4、历史洪水分析、历史洪水分析 1 1）洪水大、小的判断。其方法主要如下：）洪水大、小的判断。其方法主要如下：根据洪水淹没深度来判断根据洪水淹没深度来判断 根据建筑物破坏程度来判断根据建筑物破坏程度来判断从诗文、叙事来判断从诗文、叙事来判断根据受灾范围、河流决口、漫溢的上下游位置来判断根据受灾范围、河流决口、漫溢的上下游位置来判断 5 5、历史、历史洪水的排位洪水的排位 历史洪水的顺位，应充分利用文献记载

23、，将调查、考证和实测到的大洪历史洪水的顺位，应充分利用文献记载，将调查、考证和实测到的大洪水分别置于不同历史时期去考察。首位（或前几位）应根据调查期和考证期水分别置于不同历史时期去考察。首位（或前几位）应根据调查期和考证期综合排列。综合排列。例：某站例：某站3636年实测水文资料年实测水文资料(1935-1974)(1935-1974)，实测期实测期最大洪峰流量最大洪峰流量9700m 9700m /s(/s(19741974年）。在近百年年）。在近百年调查期调查期中中 , ,大于大于19741974年的历史洪水有两次，分别为年的历史洪水有两次，分别为36000m36000m/s/s（18671

24、867年），年），31000m31000m/s/s（19211921年）；自文献上年）；自文献上考证考证得知的特大洪得知的特大洪水尚有水尚有43000m43000m/s/s（15831583年），且有自年），且有自14001400年年19741974年的年的574574年间，与年间，与18671867年年大、小相当的洪水还发生过大、小相当的洪水还发生过5 5次（分别为次（分别为14161416、15831583、16931693、17701770、18521852年）年） 。能够确定大于。能够确定大于18671867年洪水的有三次，大于或相当于年洪水的有三次，大于或相当于19211921年的洪

25、水除年的洪水除上述上述6 6次以外尚有次以外尚有14721472年、年、17061706年、年、17241724年三次。年三次。15831583年之前是否还有更大年之前是否还有更大的洪水无从考证。的洪水无从考证。 在对以上各流量进行排序时需注意以下几方面问题在对以上各流量进行排序时需注意以下几方面问题 三个期限，即：三个期限，即：实测期、调查期、考证期实测期、调查期、考证期。 同一年份（流量）在不同系列中排号。同一年份（流量）在不同系列中排号。 同一年份（流量）在不同系列中排号哪个更合理。同一年份（流量）在不同系列中排号哪个更合理。 发生洪水的特征年发生洪水的特征年: 1583: 1583、1

26、867 1867 、1921 1921 、19741974年。年。 6 6、场次洪水次序和所处期限、场次洪水次序和所处期限 期限期限 时间时间 最大流量最大流量 实测期实测期 3636年年(1935-1974) 29700m(1935-1974) 29700m/s/s 调查期调查期 108108年年(19741867(19741867） 36000m36000m/s /s （18671867年）年） 31000m31000m/s /s （19211921年）年） 29700m29700m/s /s （19741974年）年） 考证考证期期 574574年年( (1974197414001400

27、） 43000m43000m/s /s （15831583年）年）其中：与其中：与18671867年大小相当的洪水还发生过年大小相当的洪水还发生过 5 5 次，分别为：次，分别为： 14161416、15831583、16931693、17701770、18521852年年 ，能够确定大于，能够确定大于18671867年洪水的有年洪水的有 3 3 次。相当于次。相当于19211921年的洪水除上述年的洪水除上述6 6次以外尚有：次以外尚有：14721472、17061706、17241724年年 3 3 次。次。 7 7、排序结果如下、排序结果如下： （1 1）19741974年洪水：年洪水：

28、实测实测3636年系列中年系列中2970029700 m m /s(1974/s(1974年）虽排序第一年）虽排序第一, ,但因系但因系 列过短已无意义。列过短已无意义。在在108108年的调查期内排第三位年的调查期内排第三位( (第一位第一位18671867年，第二位年，第二位 19211921年，第三位年，第三位19741974年）。年）。 （2 2）18671867年洪水：理应是自年洪水：理应是自18671867年年19741974年这年这108108年的第一位，但通过文献考证年的第一位，但通过文献考证 知：自知：自14001400年年19741974年的年的574574年中，相当于年中

29、，相当于18671867年年5 5次，其中大于次，其中大于18671867年年3 3 次，因此次，因此18671867年洪水在年洪水在574574年系列中应排在第年系列中应排在第4 46 6位。位。 （3 3）19211921年洪水；根据文献考证，在年洪水；根据文献考证，在574574年中大于或相当于它的除以上年中大于或相当于它的除以上6 6次外尚次外尚 有有14271427、17061706、17241724年年3 3次共次共9 9次，由于本次洪水灾情小于次，由于本次洪水灾情小于18671867年，文献记年，文献记 载可能会有遗漏，尽管本次洪水同处于考证期和调查期之内，考虑到本次载可能会有遗

30、漏，尽管本次洪水同处于考证期和调查期之内，考虑到本次 洪水相对较小洪水相对较小, ,和所在系列的相对可靠程度，因此，它的顺位可在调查期和所在系列的相对可靠程度，因此，它的顺位可在调查期 中（中（18761876年年19741974年）排位，即：年）排位，即：108108年中居第二位年中居第二位,1867,1867年排第一位）。年排第一位）。 （4 4）15831583年洪水在年洪水在14001400年年19741974年这年这574574年中，没有超过它的洪水发生，因此年中，没有超过它的洪水发生，因此 15831583年的洪水在年的洪水在574574年中排第一位，再长时间无法考证。年中排第一位

31、，再长时间无法考证。 各年流量对应频率排列表各年流量对应频率排列表 年份年份19741974192119211867186715831583 频率频率 3/109 3/109 2/109 2/109 4/575 4/575 1/575 1/575各频率对应的流量根据形态断面法计算，最终设计流量需论证确定各频率对应的流量根据形态断面法计算，最终设计流量需论证确定 第二节第二节 有水文系列设计流量计算方法有水文系列设计流量计算方法例例 ：某桥位附近有水文站，能搜集到：某桥位附近有水文站，能搜集到2020年连续的流量观测资料，通过洪水文献考年连续的流量观测资料，通过洪水文献考证知，从证知，从1784

32、1784年至年至19821982年期间，曾有年期间，曾有8 8年发生过较大洪水。其中：年发生过较大洪水。其中：18801880年、年、19481948年和年和19551955年能调查到历史洪水位，可推算得洪水流量；年能调查到历史洪水位，可推算得洪水流量；19751975年在实测期内，有年在实测期内，有实测资料；其余实测资料；其余4 4年未能获得流量资料，只知年未能获得流量资料，只知17841784年洪水大于年洪水大于18801880年，另年，另3 3年洪年洪水均小于水均小于19481948年，试求洪水流量年，试求洪水流量Q Q1%1%。 关键词：考证期、关键词：考证期、调查期、调查期、实测期、

33、实测期、经验频率、经验频率曲线、经验频率、经验频率曲线、理论频率曲线理论频率曲线 重点参数和公式：重点参数和公式：Q Q、C CV V、C CS S、 P P 曲线和公式曲线和公式 Q QP%P% = Q(1+ = Q(1+ P PC CV V) )解：解： 经验频率分析方法：经验频率分析方法：l 第一种方法：可分为第一种方法：可分为3 3个独立系列：个独立系列： 考证期（考证期（17841784年年19821982年）年）N N2 2为为199199年，年，17841784年洪水频率为：年洪水频率为：P P1 1/(N+1)= /(N+1)= 1/200 = 0.5%1/200 = 0.5%

34、。 调查期（调查期（18801880年年19821982年）年）N N1 1为为103103年，包括年，包括18801880年、年、19481948年、年、19551955年和年和19751975年年（在实测期内）（在实测期内）4 4个特大值。频率分别为：个特大值。频率分别为：P=P=M M/(103+1),/(103+1),M M取取1 1、2 2、3 3、4 4 实测期（实测期（19631963年年19821982年）年）n n为为2020年，频率为：年，频率为：P=m/(n+1),mP=m/(n+1),m取取1 1、2 2、3 3、2020，其中其中19751975年为特大洪水，则年为特

35、大洪水，则L=1L=1。 l 第二种方法：在考证期内第二种方法：在考证期内199199年中各流量统一排位：年中各流量统一排位：实测系列外特大值实测系列外特大值经验频率：经验频率：P PM/(N+1) M/(N+1) （1 1）实测系列内其它项实测系列内其它项经验频率：经验频率：Pm=P + (1-P)Pm=P + (1-P) (m-L)/(n-L+1) (m-L)/(n-L+1) （2 2） 考证期：考证期：N N199199年，年，,M,M=1,1784=1,1784年的流量年的流量, , 调查期调查期: n =103: n =103年，年，a a1 14 4，包括，包括18801880年、

36、年、19481948年、年、19551955年和年和19751975年年 的特大洪水。的特大洪水。L1L11 1，即，即19751975年洪水。年洪水。 实测期：实测期：n=20n=20年，包括特大值年，包括特大值19751975年流量，应在调查期内按特大值排位。年流量，应在调查期内按特大值排位。水文站观测资料只有水文站观测资料只有2020年，年限较短，代表性不强，采用第二种方法的计算结年，年限较短，代表性不强，采用第二种方法的计算结果。果。 ( (用公式（用公式（2 2）计算）计算） 1955195519751975194819481880188017841784a a2 2=1=1a a1

37、 1=4=419631963实测期实测期n = 20n = 20调查期调查期N N1 1=103=103考证期考证期N N2 2=199=199L=1L=1按年份顺序排列按年份顺序排列按流量大小排列按流量大小排列经验频率经验频率 P P（）（）经验频率经验频率 P P（）（）方法二方法二经验频率经验频率 P P（）（）采用值采用值年份年份流量流量(m(m/s)/s)年份年份流量流量(m(m/s)/s)方法一方法一178417843800380017841784380038000.500.500.500.500.50.5188018803800380018801880380038001.001.

38、000.960.961.001.001.01.0194819483350335019551955355035501.921.921.961.962.02.0195519553350335019751975347034702.882.884.764.762.922.922.92.9196319632570257019481948335033503.853.853.883.883.93.9196419643025302519641964302530259.529.528.698.698.78.71965196517501750197019702805280514.2914.2913.4913.49

39、13.513.51966196616001600196319632570257019.0519.0518.3018.3018.318.31967196714901490196819682270227023.8123.8123.1023.1023.123.11968196822702270197419741960196028.5728.5727.9127.9127.927.91969196912801280197919791840184033.3333.3332.7232.7232.732.71970197028502850196519651750175038.1038.1037.5237.52

40、37.537.5经经 验验 频频 率率 计计 算算 表表3.88+3.88+（100-3.88100-3.88）* *（2-12-1）/(20-1+1)/(20-1+1)1+1+（100-1100-1）* *（2-12-1）/(103-1+1)/(103-1+1)1971197116801680197219721710171042.8642.8642.3342.3342.342.31972197217101710197119711680168047.6247.6247.1347.1347.147.11973197315801580196619661600160052.3852.3851.945

41、1.9451.951.91974197419601960197319731580158057.1457.1456.7556.7556.756.71975197534703470197819781550155061.9061.9061.5561.5561.661.61976197611001100198119811510151066.6766.6766.3666.3666.466.41977197713101310196719671490149071.4371.4371.1671.1671.271.21978197815501550198219821460146076.1976.1975.977

42、5.9776.076.01979197918401840197719771310131080.9580.9580.8780.8780.880.819801980840840196919691280128085.7185.7185.5885.5885.685.61981198115101510197619761100110090.4890.4890.9390.9390.490.419821982146014601980198084084095.2495.2495.1995.1995.295.2l 点绘经验频率曲线：点绘经验频率曲线： 将经验频率点群点绘于海森几率格纸上，目估通过点群分布中心，并兼

43、顾到将经验频率点群点绘于海森几率格纸上，目估通过点群分布中心，并兼顾到特大值作曲线，得到经验频率曲线。特大值作曲线，得到经验频率曲线。l 适线中重点参数的求算：适线中重点参数的求算： 应用应用3 3点适线法确定统计参数点适线法确定统计参数 Q Q、 C CV V和和 C CS S。在经验频率。在经验频率曲线上读曲线上读 P P5%,5%, P P50%,50%, P P95%95%所对应的流量得所对应的流量得 Q Q5%5%=3210 m=3210 m/s(Q/s(Q1 1) )、 Q Q50%50%=1750 m=1750 m/s(Q/s(Q2 2) )、Q Q95%95%=970 m=97

44、0 m/s(Q/s(Q3 3) ) 公式：公式：S S(Q1+Q3-2Q2)/(Q1-Q3(Q1+Q3-2Q2)/(Q1-Q3） S S（312031209709702 217501750）/ /（31203120970970）0.2740.274 查表得：查表得：C CS S0.99 0.99 ，并知，当，并知，当C CS S0.990.99时，时，P P1 15%,5%,1 1=1.88=1.88 P P2 2=50%, =50%, 2 2=-0.16, P=-0.16, P3 3=95%, =95%, 3 3=-1.32=-1.32 公式：公式：Q Q =(Q =(Q3 3 1 1 Q

45、Q1 1 3 3）/ /（ 1 1 3 3） 9709701.881.8831203120（1.321.32）/1.88/1.88（.32.32） 1857 1857 m m/s /s 公式：公式：C CV V （ Q Q1 1Q Q3 3）/(Q/(Q3 3 1 1 Q Q1 1 3 3） 0.360.36l 作理论频率曲线、适线、推求设计流量作理论频率曲线、适线、推求设计流量 作理论频率曲线、适线：作理论频率曲线、适线： 以以Q Q = 1857 = 1857 m m/s /s 、 C CV V 0.360.36、 C CS S0.99 0.99 选取选取P1%P1%、2 29595各频各

46、频率并查表得各对应的率并查表得各对应的P P值，根据值，根据 P P 曲线公式：曲线公式： Q QP%P% = Q (1 + = Q (1 + P P C CV V) )求得求得: : 作理论频率曲线作理论频率曲线: Q: QP%P% = 1857 = 1857* *(1 + 0.36(1 + 0.36P P ) ) 各各P%P%频率对应的流量频率对应的流量Q QP%P% 如下表如下表 表中表中 KP = (1 + KP = (1 + P P C CV V) )P(%)P(%)1 12 25 51010202050507575909095953.013.012.542.541.881.881.

47、341.340.760.76-0.16-0.16-0.73-0.73-1.13-1.13-1.32-1.32K KP P2.082.081.911.911.681.681.481.481.271.270.940.940.740.740.590.590.520.52Q QP P3863386335473547312031202748274823582358174617461374137410961096966966 将各频率将各频率P%P%和对应的流量和对应的流量QP%QP%点绘于点绘于海森几率格纸上，检测理论曲线和经验海森几率格纸上，检测理论曲线和经验曲线的符合状况，若符合很好，则该理论曲线即

48、为所求，否则调整曲线的符合状况，若符合很好，则该理论曲线即为所求，否则调整CVCV值值后重复后重复以上过程重新适线，直至两线符合很好为止，再利用最终的理论曲线参数再推以上过程重新适线，直至两线符合很好为止，再利用最终的理论曲线参数再推求设计流量。求设计流量。l 推求设计流量：推求设计流量： 利用利用P P 曲线公式并查各表得设计频率曲线公式并查各表得设计频率1 1, ,计算可得设计流量计算可得设计流量Q1Q1, ,即：即： Q1 Q1Q(1 + Q(1 + 1 1CV)=3863 CV)=3863 m m/s/s 经验频率计算及经验频率曲线、理论频率曲线见下图经验频率计算及经验频率曲线、理论频

49、率曲线见下图 经验频率曲线经验频率曲线理论频率曲线理论频率曲线 10001000 2000 20003000300040004000 50005000 60006000 7000 7000 8000 8000 1 15 5 10102020 3030 40 40 5050 6060 7070808090909595100(%)100(%). . . . . . . . . . . . . . .第三节第三节 形态断面法推求设计流量形态断面法推求设计流量( (无观测资料）无观测资料）l形态断面位置的选择形态断面位置的选择1 1）河道顺直。）河道顺直。2 2）滩、槽力求分明。）滩、槽力求分明。3

50、3）形态断面与桥位间无支流汇入。）形态断面与桥位间无支流汇入。4 4）河槽中无岛与沙洲）河槽中无岛与沙洲 。5 5）形态断面的位置尽量便于洪水点的指认和测量。）形态断面的位置尽量便于洪水点的指认和测量。l洪水调查及洪水位测量洪水调查及洪水位测量1 1）场次洪水的调查）场次洪水的调查 ：方法与前述相同，但须在指认地现场钉桩、编号、口述记录，：方法与前述相同，但须在指认地现场钉桩、编号、口述记录，调查时应有第三者确认签字。调查时应有第三者确认签字。2 2）洪水位的测量：要从水准点引测通过中间转点直至调查指认的各洪水位点，并回）洪水位的测量：要从水准点引测通过中间转点直至调查指认的各洪水位点，并回测

51、闭合到水准点。测闭合到水准点。3 3）通过被调查人口述的时间或年龄确定对应场次洪水的对应频率，并须注意该场次）通过被调查人口述的时间或年龄确定对应场次洪水的对应频率，并须注意该场次洪水的实际频率与此人实际年纪的关系。洪水的实际频率与此人实际年纪的关系。l 洪水（水面）比降的调查和测量：洪水（水面）比降的调查和测量：1)1) 洪水比降是指沿河流某岸调查同一场次洪水所得到的多个洪水位点，再通过洪水比降是指沿河流某岸调查同一场次洪水所得到的多个洪水位点，再通过测量（方法同洪水位测量）得到各点标高，将其投影至中泓轴线上，点绘在测量（方法同洪水位测量）得到各点标高，将其投影至中泓轴线上，点绘在坐标纸上（

52、纵：洪水点标高，横：轴线上各点投影距离）再计算确定洪水比坐标纸上（纵：洪水点标高，横：轴线上各点投影距离）再计算确定洪水比降降 i i值。值。2 2）现有河流水面比降的测量方法：）现有河流水面比降的测量方法： 沿现有河流水面按沿现有河流水面按水文勘测规范水文勘测规范有关规定，在桥位上、下游事先布点，有关规定，在桥位上、下游事先布点，各点一人，每人一个木桩。先将木桩打入土中但不能打到与水面平各点一人，每人一个木桩。先将木桩打入土中但不能打到与水面平 。 看信号，所有人同时将木桩打至桩顶与水面平齐。看信号，所有人同时将木桩打至桩顶与水面平齐。 测量各桩顶标高、点绘各点、推求水面比降，用以代替洪水比

53、降。测量各桩顶标高、点绘各点、推求水面比降，用以代替洪水比降。被调查人被调查人年年 龄龄职职 业业居居 住住 地地其它被调查人其它被调查人胡胡 车车 60 放羊官放羊官巴离村巴离村 胡胡 优优记述：记述： 我是当地生人，今年我是当地生人，今年60岁，一直生活在这里。我记得我岁，一直生活在这里。我记得我21岁那年蛤蟆河发大水，水很大，我很害怕，水面在这儿也岁那年蛤蟆河发大水，水很大，我很害怕，水面在这儿也到我腰这麽深（就地量测：到我腰这麽深（就地量测：1.1米），我记得那年老王家狗米），我记得那年老王家狗剩取的媳妇，但大水两天就退了。这场水还不是最大的，我剩取的媳妇，但大水两天就退了。这场水还不

54、是最大的，我48岁那年水更大，大水到我家房檐了，全村的人都跑后山上岁那年水更大，大水到我家房檐了，全村的人都跑后山上去了，我可以领你们到河边的山坡再看，这里水深有去了，我可以领你们到河边的山坡再看，这里水深有1.3米。米。我一生就遇上这两场大洪水，但我听老一辈人说民国初还发我一生就遇上这两场大洪水，但我听老一辈人说民国初还发生过一场洪水，听它们讲的情景要比这两次洪水大得多，听生过一场洪水，听它们讲的情景要比这两次洪水大得多，听说那次洪水后这个村子房子全没了，人也死了说那次洪水后这个村子房子全没了，人也死了200多。多。证明人：它说后两次的我也经历了，民国初还发生过的那场证明人：它说后两次的我也

55、经历了，民国初还发生过的那场洪水我听说也是这样。洪水我听说也是这样。结论：结论：被调查人记忆清晰，且有其它事实佐证，旁证也被调查人记忆清晰，且有其它事实佐证，旁证也证实事实准确。证实事实准确。调查人调查人 张张 三三 证明人证明人 李李 四四洪洪 水水 调调 查查 表表洪水编号：洪洪水编号：洪1调查时间：调查时间：99.6.5l 形态断面法洪水点勘测过程示意图形态断面法洪水点勘测过程示意图水文基线断面水文基线断面桥位（顺桩断面）桥位（顺桩断面）。洪洪1洪洪2洪洪3洪洪4。线外水准点。线外水准点1。线外水准点。线外水准点2中泓轴线中泓轴线水准路线水准路线流向流向BMBM1 1BMBM2 2转点转

56、点+ 转点转点+ 转点转点+ +转点转点+转点转点河滩河滩m1 1河滩河滩m3 3边滩边滩m2 2边滩边滩m2 2主槽主槽m1 1按按水面比降从洪水点推算至基线断面处的水面比降从洪水点推算至基线断面处的调查洪水位调查洪水位。洪。洪4洪洪3洪洪2洪洪1桩号桩号河底标高河底标高洪水点在中泓线间距洪水点在中泓线间距各洪水位标高各洪水位标高水面比降计算图水面比降计算图某洪水位在基线处状况某洪水位在基线处状况m m为糙率系数为糙率系数 l 设计流量、设计水位的推求：设计流量、设计水位的推求： 有水文系列设计流量的推求方法是用观测资料直接推求系列平均流量有水文系列设计流量的推求方法是用观测资料直接推求系列

57、平均流量 Q Q 和和参数参数 Cv Cv ， 然后再利用然后再利用PP公式公式 推求设计流量推求设计流量Q QP%P%。无水文系列时利用形态断面法无水文系列时利用形态断面法推求设计流量。推求设计流量。l 形态断面法：形态断面法：1 1）将测得各洪水位推算至已测的形态断面内，推求对应频率）将测得各洪水位推算至已测的形态断面内，推求对应频率（P%)P%)下的流量下的流量 Q QP%P%2 2）根据已知频率查表得）根据已知频率查表得P%P%值，并根据桥梁所在区域查阅有关资料得到值，并根据桥梁所在区域查阅有关资料得到CvCv值，根据值，根据PP公式公式 Q QP%P%= Q(1+ = Q(1+ P%

58、P% Cv)Cv)反求平均流量反求平均流量 Q Q。3 3）查表得）查表得 Q Q1%1%对应对应1%1%值，根据已求得的平均流量值，根据已求得的平均流量 Q Q 值再通过值再通过 PP公式公式 Q Q1%1%= = Q(1+ Q(1+ 1%1% Cv)Cv)即可得到即可得到设计流量设计流量 Q Q1%1%。4 4）将通过以上计算所得的每个流量（含经验公式法结果）一并通过论证确定最终设）将通过以上计算所得的每个流量（含经验公式法结果）一并通过论证确定最终设计流量计流量5 5）将设计流量）将设计流量 Q Q1%1%放在形态断面内得到了形态断面处水位放在形态断面内得到了形态断面处水位HH1%1%

59、6 6）将形态断面处水位）将形态断面处水位HH1%1% 通过洪水水面比降推算至桥位处的通过洪水水面比降推算至桥位处的设计水位设计水位 H H1%1% l 形态断面法推求设计流量工作流程：形态断面法推求设计流量工作流程： l 重点工作步骤：重点工作步骤：1 1）调查得到形态断面处某年洪水位）调查得到形态断面处某年洪水位 H H，并确定，并确定该年该年 洪水频率洪水频率 P P，测得，测得洪洪 水水面比降水水面比降 I I 2 2）将该洪水位）将该洪水位 H H通过洪水比降通过洪水比降I I推算至推算至形态断面处，得到形形态断面处，得到形态断面处洪水位态断面处洪水位H H1 1 H H1 1 H

60、H I IL L，其余流程如下：，其余流程如下：已知已知形态断面处形态断面处H H1 1（对应）（对应）P P 根据河床面根据河床面 选择滩、槽选择滩、槽糙率系数糙率系数M M根据形态断面根据形态断面上计算该上计算该H H1 1、糙率系数糙率系数M M利用水利学利用水利学原理计算原理计算P P对应对应流量流量Q QP P根据已求得根据已求得的流量的流量Q QP P、区域区域C CV V用用P P公式公式反算平均反算平均流量流量 Q Q根据平均流量根据平均流量Q Q、查表得、查表得1 1再根据再根据P P公式推求公式推求Q Q1%1%将将Q Q1%1%重置于重置于形态断面上，并计算该流量形态断面