桥涵水文习题17级

1、?桥涵水文?习题习题一求河流比降某河流各河段的河底特征点高程及其间距如表1,试求各河段平均比降及全河的平均比降.全河段的平均比降利用P17页公式(1-1-2)计算.表1各河段的河底特征点高程及其间距河段编号底坡变化特征点高程(m)特征点间距(km)平均比降(%.)141.972.5211225.641.9253316.325.624843.716.3200503.760习题二实测流速计算流量某一水位下,用流速仪等仪器测得的某河流测流断面资料如表2所示,试计算此水位下的流量及断面平均流速,斜坡岸边系数a取0.7.表2某河流测流断面资料垂线编号起点距x(m)水深h(m)垂线平均流速v(m/s)左岸

2、水边线00.000.001282.810.74521063.371.00031972.470.90443011.350.80054411.050.62065951.850.79077373.450.90288963.580.66599782.420.6601010293.350.395左岸水边线10510.000提示：计算时列出如下的表格计算各个局部断面的流量桩号水深(m)垂线平均流速(m/s)水向宽度(m)过水面积(m2)平均流速(m/s)流里(m3/s000282.810.7452839.3400.52220.5161063.37178241.020.873210.290得出全断面的流量后

3、,再计算出全断面的平均流速.习题三推求设计水位某公路要跨越一河流,桥址横断面如图1,河床特征点见表3.河槽顺直、整洁、无堵塞现象,m河槽=40;河滩平直、长草,m河滩=30.洪水水流比降i=0.0016,试绘出流量水位关系曲线,Q2%=2220m3/s,推求设计水位.76.560764A75.575m区5(74工73.51/JrF73标72.5底72河71.57170.57069.50Ji/*J1204060801001202101601802002202402602803003203403(桩号(H)图1河床横断面表3河床特征表桩号(m)河床标高(m)备注076507412072.5滩槽分界

4、处17071190702407126072.5滩槽分界处3007435076提示：首先计算出水位分别为H=76、75、74、73米下的流量值(计算格式如教材P33表1-4-2),然后绘制水位H流量Q关系曲线,由设计流量Q=2220m3/s和最高通航设计流量Q=1200m3/s插值得出相应的设计水位和最高通航设计水位.计算流量时河滩局部分别按左、右河滩进行计算.即总流量=左河滩流量+河槽流量+右河滩流量习题四适线法推求设计流量某二级公路上有一大桥,桥位附近的水文站有30年连续的年最大流量资料,见表4.要求利用适线法推求Qi%和Q2%的设计流量Cs值必须通过适线法求得.并计算设计流量的相对均方误.

5、表4水文站各年流量资料顺序号年份流里m/s顺序号年份、一3流量m/s11975380161990200021976880171991165031977740181992100041978750191993300519791000201994700619801190211995109071981105022199680081982130023199740091983148024199814301019841550251999650111985125026200090012198650027200145013198755028200211201419886802920039501519896203

6、02004540海森概率格纸横坐标频率值P%504030201510545060708085909596距50%线的水平距离(mm)010.922.536.244.655.170.775.3横坐标频率值P%321.510.50.20.1979898.59999.599.899.9距50%线的水平距离(mm)80.988.393.3100110.8123.7133.0妻:1门8三昼-O胃笈腺颉率PC%)流量(m3/s)o.1020507099,9经验频率和变差系数计算表顺序号按年份顺序排列按流量大小排列经验频率mPB00%K2(Ki-1)年份流里(m/s)年份流里(南/s)(1)(2)(3)(4

7、)(5)(6)(8)合计理论频率曲线配线过程Cv=Cs=频率0.5%1%2%5%10%20%50%75%90%95%kpQp频率0.5%1%2%5%10%20%50%75%90%95%kpQp注：配线时,要求：Cv=0.21.5,Cs=(24)Cv习题五利用耿贝尔频率分布曲线推求设计流量采用表4数据,利用耿贝尔频率分布曲线推求Qi%和Q2%的设计流量.习题六考虑特大值利用适线法推求设计流量接习题四,通过洪水调查和文献考证得知,1805年以来该水文站曾有6次大洪水,其中1次大洪水为1990年的洪水流量2000n3/s,其它年份的资料如表5,利用考虑了特大值的适线法推求Qi%和Q2%的设计流量.顺

8、序号年份流里m/s顺序号年份、一3流量m/s118052600419202430218502060519462300319001950619902000习题七相关分析某公路桥桥位上游附近,有一个水文站乙站,收集到19752004年的年最大流量资料,但其中10年流量资料因故缺失.在临近流域的河流上,也有一个水文站甲站,可以收集到19752004年连续30年的年最大流量资料.两流域的根本特征相似,拟利用甲站的流量资料对乙站的流量资料进行插补和延长,两站的流量资料见下表,请计算出两站流量的相关系数及其乙站19752004年中的缺测年份流量提示：计算甲站的平均流量时只取乙站有流量资料的对应的甲站数值计

9、算.甲站、乙站流量表顺序年份甲站流里,3m/s乙站流里,3m/sXi-xyi-y(Xi-X)2(yi-y)2(Xi-x)(yi-y)119753802197688031977740419787505197910008006198011901380719811050130081982130016509198314802000101984155011198512501400121986500580131987550780141988680120015198962010601619902000190017199116501819921000191993300350201994700100021199

10、5109012002219968009302319974002419981430251999650950262000900105027200145068028200211202920039501190302004540600习题八小桥涵设计流量推算(1)第66全国水文分区某桥位上游的流域面积为500km；计算桥位断面频率为1%、2%和5%的流量.(2)分别用推理公式(3-3-4)、经验公式1(3-3-9)和经验公式2(3-3-10)推求甘肃省崛口-郭城驿公路石沟桥的五十年一遇流量.石沟属黄河流域关川河支流,汇水面积F=89km2,主河沟长度L=21.32km,主河沟平均坡降1=16%,河床为砂

11、砾夹卵石,两岸为粉质亚粘土,地表为黄土层,划为田类土.地处丘陵区,暴雨分区为R区.该小桥涵工程点无实测流量资料,经形态调查计算五十年一遇流量Q2%=278m3/so(在甘肃省S2%等值线图中查得该站的S2%=39mm/h)习题九推求桥孔长度和桥面高程接习题三,该桥位河段为次稳定河段,通航等级为即-(1)级,相应的最高通航设计流量Q20%=1200m3/so河床质中值粒径d50=3mm,桥位处的计算风速为17m/s,计算浪程为500m,浪程内平均水深为2.5m.采用标准跨径为40m的梁式桥,双柱墩,墩径取1.6m,桥梁上部建筑高度取2.2m,桥位河段为河湾段,中央半径为800m,桥位河段无凌汛、

12、无流冰.要求推求该桥的桥孔长度和桥面高程,并绘制桥孔布置图和桥面高程示意图.(说明：根据习题三的水位H流量Q关系曲线,由设计流量(Q1%=2220m3/s)、最高通航设计流量Q20%=1200m3/s分别推求出设计水位(Hs=74.8m)、通航水位(Htn=73.8m)0按习题三的方法,分别计算出设计水位(Hs=74.8m)下的河槽和河滩流量.)习题十推求墩台最低冲刷线高程接习题九,根据钻探资料,河槽床面以下18米以内为砂砾层,平均粒径d=3mm,河滩床面以下10m内为中砂,再以下为砂砾；根据地质资料和地表形态判断,建桥后桥下河槽可扩宽至全桥孔,汛期洪水含沙量为-0.8kg/m3,桥台形式采用

13、带竖直前墙和上下游锥坡.试推求墩台最低冲刷线高程,要求分别应用公式64-1、64-265-2、65-1修正式计算.假设建桥后桥下河槽不能扩宽至全桥孔,请计算出桥下河槽通过的流量.几点说明：（1） P150页的64-1公式中的Bcj实际上为Lj,在此题中为160-3X1.6=155.2m；（2） P150页的64-2公式、64-1公式中的A按平滩水位时的H和B计算.所谓平滩水位,即此时河滩的流量为0;（3） P160页的65-2修正公式中即式5-4-3d的单位是m；4假设分别按65-2公式、65-2修正公式计算桥墩局部深度,平安起见,最后结果取大值；5P165页的5-5-9公式中的Ld要分左右河

14、滩分别计算,如布孔为K0+110K0+270,此时计算的各个量为：左桥台：LD=110-30=80m,此时平均流速v和平均水深h的计算范围为K0+030K0+110,从而计算出相应的Az和Fr；右桥台：LD=320-270=50m,此时平均流速v和平均水深h的计算范围为K0+270K0+320,从而计算出相应的Az和Fr.导流堤设计接习题九中的公路桥,左右岸均设置导流堤.现要求设计左桥台横断面的左侧圆曲线组合型导流堤的导流堤轴线和横断面,计算堤头冲刷深度.上游堤端至河岸的距离L为95m,堤头天然水深为2.1m.习题十二小桥孔径计算某公路跨越一小河,设计流量Qs=20m3/s,河床比降i=0.0

15、1,河槽糙率n=0.045,河槽横断面见下表和图：桩号K1+500K1+505K1+506K1+512K1+515K1+520标高m103.3102.5100.5100103103.7104103.5103102.5102101.5101100.510099.5r/L/,/12468101214161820桩号20河流横断面图路基设计高程在桥位处为103.8m,推求设计水位、计算小桥孔径和相应的最小桥面高程.习题十三涵洞孔径计算设计流量Qs=4m3/s,因路基设计高程限制,涵前水深H不得超过2m.根据当地情况,采用单层细面粗凿石料,铺砌在碎石上,碎石层厚度不小于10cm,进行洞底河床加固.试选用无压力式盖板涵,计算涵内临界水深hk、涵前水深H和相应的孔径Bd0选定标准孔径后,当涵洞底坡i=0.015时,验算出口流速是否小于最大允许流速.提示：先假定一个涵洞孔径Bd,根据涵洞加固类型确定涵洞进口附近临界断面的2v流速