桥涵水文复习资料2014版课件

1、考 试 题 型一. 名词解释题 (每题2分，5小题，共10分)二. 判断题(每题2分，10小题，共20分)三. 填空题(每题2分，10小题，共20分)四. 问答题(每题5分，2小题，共10分)五. 计算题(每题20分，2小题，共40分) 桥涵水文复习提纲一、名词解释（1）累积频率水文统计中，等于或大于某一流量值出现的次数（即累积出现次数）与总次数的比值，称为该流量下的累积频率。（2）重现期水文统计中，等于或大于某一流量值出现的时间间隔，称为该流量的重现期。（3）设计洪水流量公路、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，称为设计洪水流量，

2、简称设计流量。（4）设计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。（5）偏差系数表明系列分布对均值的对称情况，反映频率分布对均值的偏斜程度。（6）变差系数代表系列离均分布情况的参数，表明系列分布对均值是比较分散还是比较集中，反映频率分布对均值的离散程度。（7）抽样误差：用样本来代替总体确定三个统计参数以及设计流量，必定存在一定误差，称为抽样误差。（8）经验频率曲线根据作为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，称为该样本的经验频率曲线。（9）理论频率曲线根据自然界大量实际资料的频率分布趋势，选配具有一定

3、数学函数式的频率曲线，习惯上称为理论频率曲线。理论频率曲线的建立，使频率曲线的绘制和外延以数学函数式为依据，减少了曲线外延的任意性。（10）桥孔净长：设计水位上两桥台前缘（埋入式桥台则为两桥台护坡坡面之间）的水面宽度，称为桥孔长度。扣除全部桥墩宽度（顺桥方向）后，则称为桥孔净长。（11）桥孔长度设计水位上两桥台前缘（埋入式桥台则为两桥台护坡坡面之间）的水面宽度，称为桥孔长度。（12）冲刷系数冲刷后与冲刷前的桥下过水面积之比，称为冲刷系数。（13）桥面高程桥面高程是指桥面中心线上最低点的高程，必须满足桥下通过设计洪水、流冰、流木和通航的要求，并且应该考虑壅水、波浪、水拱、河湾凹岸水面超高以及河床

4、淤积等各种因素引起的桥下水位升高。（14）造床流量：与多年连续造床作用相当的某个流量数值，称为造床流量，其对河床形态的塑造作用最大。桥梁工程中，常取水位与河滩平滩水位齐平时的河槽流量作为造床流量。（15）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，单位为kg/s.m。（16）含沙量单位体积内水流中所含悬移质的质量，单位是kg/m3。（17）泥沙起动流速床面泥沙颗粒在各种外力作用下失去平衡，泥沙开始运动时的水流垂线平均流速（m/s）。（18）水流挟沙能力在一定的水力条件和边界条件下，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，称为水流

5、的挟沙能力。（19）冲止流速桥下一般冲刷停止时的垂线平均流速称为冲止流速。（20）河床演变在天然状况下或人类活动的干扰后，河床形态逐渐的变化。（21）河相关系冲积河床在水沙长期相互作用下，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，又称均衡关系。（22）一般冲刷深度桥下河床在一般冲刷完成后从设计水位算起的某一垂线水深，以符号hp表示。（23）桥墩局部冲刷深度当冲刷停止时，桥墩局部冲刷坑外缘与坑底的最大高差，称为桥墩局部冲刷深度，一般假设其在一般冲刷完成后的基础上进行的。二、问答题1、河流的

6、基本特征有哪些。流域的特征。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。流域的特征分为几何特征和自然地理特征。几何特征：流域面积和流域形状。自然地理特征：流域的地理位置和地形。2、 河川径流形成过程分那几个阶段？简述径流形成的影响因素。径流形成过程：降雨过程流域蓄渗过程坡面漫流过程河槽集流过程影响径流的主要因素：A.气候因素：（1）降雨（2）蒸发B.下垫面因素C.人类活动因素3、 利用形态断面法求流量（谢才公式）。形态断面（水文断面）：计算流量所依据的河流断面谢才满宁公式： 或 （v：平均流速，复式断面河滩河槽的平均流速分别计算；n：粗糙系数；R=A/X：水力半径=断面面积/湿周；

7、i：洪水比降） 宽浅河流（）： （）单式断面：复式断面：(PS：P33例2-4-1)4、 水文现象的特征和分析方法。特征：周期性，地区性，不重复性（偶然性）分析方法：成因分析法，地区归纳法，数理统计法5、 水文统计法中，常用的统计参数有哪些？我国暴雨径流Cv值的变化规律。系列的数值特征值称为该系列的统计参数统计参数有：（1）反映系列中随机变量数值大小的特征：均值、中值、众值 （2）反映各随机变量离均程度：均方差、变差系数 （3）反映各随机变量对均值的对称性：偏差系数我国暴雨净流的值趋势大致狭长流域比扇形流域的大，小流域比达流域的大，山区河流比平原河 流的大，北方河流比南方河流的大。一般情况下，

8、融冰雪洪水的值较为稳定，而暴雨洪水的值不够稳定。PS：（总体）或（样本） （模比系数）6、 统计参数同密度曲线和频率曲线的关系。（图看P49） 反映密度曲线的位置变化，若及值不变，则曲线的形状基本不变，但曲线的位置将随的变化沿x轴移动。 反映密度曲线的高矮情况，若及值不变，值愈大，表示频率分布愈分散，曲线就愈显得矮而胖；值愈小，表示频率分布愈集中，曲线就愈显得高而瘦；=0时将成为一条垂直线。 反映密度曲线的偏斜程度，若及值不变，>0时，曲线的峰偏左（正偏态），值愈大峰愈向左偏；=0时，曲线的峰居中间，两侧对称（正态）；<0时，曲线的峰偏右（负偏态），值愈小峰愈向右偏。年最大流量系列

9、无负值，密度曲线总是峰偏左而正偏态 反映频率曲线的位置高低，若及值不变，则值愈大曲线愈高。 反映频率曲线的陡坦程度，若及值不变，值愈大，曲线就愈陡；=0时将成为一条水平线。（总是左高右低） 反映频率曲线的曲率大小，若及值不变，>0时，随值的增大，曲线的头部变陡，尾部变缓而趋平，>23时，曲线尾部趋向水平；=0时，正态分布，频率曲线在海森几率格纸上将成为一条直线；<0时，随值的减小，曲线的头部趋平，尾部变陡。年最大流量系列无负值，频率曲线总是头部陡尾部缓。 7、 相关分析、相关系数。相关系数要达到什么标准才能进行相关计算？ 直线相关： 相关系数R判别两变量之间的相关程度 R=1

10、，完全相关； R=0，零相关；R= -11，统计相关，R的绝对值愈接近1，相关程度愈密切。经验值：R的绝对值大于0.8就可使用相关分析进行资料数据的插补和延长。数理统计：R的绝对值大于，两系列间相关是密切的。（根据相应随机变量的个数n和信度查表得）=0.05表示错误的概率是5%8、 推求桥涵设计流量有几种方法？掌握适线法推求流量的方法和步骤。须记住（3-4-1）、（3-5-5）、（3-5-11）、（3-6-10）等公式。利用特大值如何求流量（特大值频率要记，公式（4-1-1）、（4-1-2）不需要记，但要明白各项含义）。（1）、方法有：根据流量观测数据资料推算设计流量（适线法），应用地区经验公

11、式推算设计流量（2）、经验频率： 平均流量： 变差系数： 偏差系数： 年最大流量（皮尔逊III型曲线或）： 频率为P的洪峰流量；离均系数（值查表得，与频率P和偏差系数有关），由上式知由，确定。（3） 适线法步骤：a.随机变量从大到小排序，计算经验频率，绘出经验频率曲线；b.计算和，假定（m=24），绘出理论频率曲线；c.调整m值使理论频率曲线与经验频率曲线尽量相符，也可适当调整和（4） 特大值求流量：不同点在于有特大值时为不连续系列，以上（2）考虑连续系列。 有特大值时，经验频率：t年QnNb个xNl个xN实测期：n年 调查期：N年 考证期：N年N年内共有a次特大值，其中b个特大值在实测系列之

12、外， l个特大值在实测系列之内，假定（N-a）年内流量的均值与分布规律与n年内的分布规律相同。最大值： 特大值： 以上和为初始值，最后用连续系列适线法。PS：例3-6-1 P539、 缺乏流量观测资料时，对于跨越中小河流的桥梁，怎样推算设计流量？推理公式和经验公式从降雨量推算净雨量的方法。（1） 、公路工程中位于小流域河流及沟渠的桥梁和涵洞，以及公路排水系统的设计流量由暴雨资料推求。（2） 、从降雨量推算净雨量，有两种方法：a.降雨量乘以折减系数，即洪峰径流系数，以表示；b.从降雨量中减去损失雨量，损失雨量可用损失参数（mm/h）表示。（3） 、方法a. 方法b. 北方： 南方： L主河沟长度

13、（km） I主河沟平均坡度（）（4）经验公式： 10、 桥梁的修建前后，大中桥桥位河段的水流图式发生了什么变化。水流图式如何影响桥孔长度的确定。 PS：缓流 急流 水流图式反映了建桥后水流和泥沙运动的变化，表现了桥孔长度、桥前壅水和桥下冲刷三者之间的关系，应作为桥孔计算的分析依据。11、 河段的分类及其稳定程度（表6-1-1）。稳定性河段、次稳定性河段和不稳定性河段的区别。峡谷河段和开阔河段的区别要点及其桥孔布设区别要点。（1） 、稳定性河段和次稳定性河段的区别，前者河槽岸线、河槽、洪水主流均基本稳定，变形缓慢；后者河湾发展下移，主流在河槽内移动。不稳定性河段与次稳定性河段的区别，前者主流在整

14、个河床内摆动，幅度大变化快，河床有可能扩宽；后者主流在河槽内摆动，幅度小。（2） 、稳定级别分为、级（3） 、峡谷河段，河床窄深，床面岩石裸露或为大漂石覆盖，河床较大，多急弯、卡口，断面呈V或U型；开阔河段岸线整齐，河槽稳定，断面多呈U型，滩、槽分明，各级洪水流向基本一致。（4） 、桥孔布设：峡谷河段桥孔不得压缩河槽，一般宜单孔跨越，墩台基础可置于不同高程上；开阔河段不得压缩河槽，允许压缩河滩，桥头河滩路堤应与洪水主流方向正交。（5） 、桥位选择：峡谷河段：桥孔不得压缩水流，尽量一孔跨过；开阔河段：选在河槽稳定、流速缓和处。12、 计算桥孔长度时采用的设计流速。桥孔长度的计算（经验公式法，6-

15、2-3）。 设计流速（即一般冲刷完成后的桥下平均流速）采用天然河槽平均流速 对于有明显河槽的各类河段：13、 桥面高程的影响因素及确定方法。（6-3-12）、（6-3-13）和（6-3-14）（1）、引起桥下水位升高的因素：壅水、波浪、其他、急流河槽中桥墩的水流冲击高度（2）、桥前最大用水高度： 桥下最大壅水高度为桥前的一半（3） 、A。桥位处的波浪高度 计算桥面高程时，以桥位静水面以上波浪高度的三分之二计入。 .取值，时=2.42，时=2.30 B。路堤（或导流堤）边坡处的波浪爬高 C。斜向的波浪爬高（4） 、水拱现象；河湾水位超高值（计入1/2）；局部股流壅高；河床淤积（5） 、急流河槽中

16、桥墩的水流冲击高度（6） 、不通航河段：（比较2者取max作为最低高程） 按设计洪水位计算 按流冰水位计算（7） 、通航河段：（比较3者取max作为最低高程） PS：例6-4-1 P14314、 泥沙的组成。泥沙的起动流速与粒径的关系。 （1）、泥沙组成：悬移质（长河段的河床演变）、推移质以及床沙（桥梁上下游河床变形和墩台附近冲刷） （2）、泥沙的起动流速床面泥沙颗粒在各种外力作用下失去平衡，泥沙开始运动时的水流垂线平均流速（m/s）。对于大颗粒泥沙以第一项重力作用为主，对于极细颗粒以第二项粘结力为主。当水深为1m时，绘制启动流速与粒径d的关系曲线，两条曲线形状基本相同，在d=0.15mm附近

17、，启动流速有最小值。该值右侧启动流速以克服重力为主，启动流速随粒径增大而增大；该值左侧，启动流速以克服粘结力为主，启动流速随粒径减小而增大。15、 副流的种类，螺旋流的凹凸岸冲刷和淤积情况。 （1）、种类：立轴副流（回流）、平轴副流（滚流）、顺轴副流（螺旋流） （2）、在螺旋流作用下，自弯道进口断面逐渐流向凹岸，使凹岸冲刷，凸岸淤积；凹岸冲刷在弯道出口断面附近，冲刷最深。16、 影响河床演变的主要自然因素。河槽冲刷（动床冲刷）与河滩冲刷（清水冲刷）。（1）、影响河床演变的主要自然因素：上游来水条件，即流量的大小和变化；上游来沙条件，即上游来沙量及其粒径组成；河床地质、土质条件、河床比降为河床演

18、变提供了边界条件。（2）、17、冲刷的类型及计算。桥墩周围的水流。如何确定墩台最低冲刷线高程（桥墩和桥台），桥台冲刷深度计算特点。桥墩局部冲刷深度和行近流速的关系。断面河相系数（7-2-5）、单宽流量集中系数（7-2-6）、一般冲刷最大水深的计算公式（7-3-6）。桥墩局部冲刷的计算（7-4-1）、（7-4-2）。 （1）、冲刷类型：自然（演变）冲刷、一般冲刷、局部冲刷 （2）、在确定桥梁墩台基础埋置深度时，应根据桥位河段具体情况，取河床自然冲刷、一般冲刷和局部冲刷的最不利组合，作为墩台基础埋深的依据。 （3）、桥墩的最低冲刷线高程： 桥台的最低冲刷线高程： （4）、行近流速指桥墩上游处，未受绕流影响的墩前天然流速。由于假定局部冲刷是在一般冲刷完成后进行的，故取一般冲刷终止后的墩前流速作为墩前行近流速，局部冲刷计算的墩前水深采用一般冲刷后的水深。 （5）、桥墩局部冲刷深度