1、.,1,公路橋涵水文計(jì)算基本方法,.,2,前言眾所周知，橋涵水文是公路、鐵路、市政工程中橋梁、路基設(shè)計(jì)、建設(shè)的決定性因素之一，也是衡量橋梁、路基是否符合相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的最基本標(biāo)準(zhǔn)。更為重要是它事關(guān)洪災(zāi)區(qū)人民的生命和財(cái)產(chǎn)的安全，是災(zāi)區(qū)人民群眾逃生和搶險(xiǎn)時(shí)有限的幾條通道之一。由此可見橋涵水文在橋梁、路基設(shè)計(jì)、建設(shè)中是極其重要的工作項(xiàng)目。橋涵水文與本行業(yè)其它專業(yè)有所不同，橋涵水文調(diào)查、分析、計(jì)算本身并無(wú)精度指標(biāo)要求，特別強(qiáng)調(diào)的是將通過(guò)各種途徑和方法得到的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較、論證后確定最終設(shè)計(jì)流量，使其更接近實(shí)際，更趨于合理。本次交流著重于橋涵水文分析、計(jì)算的基本方法和途徑。以上內(nèi)容是橋涵水文工作主要工

2、作內(nèi)容，但重中之重是設(shè)計(jì)流量的推算。至于橋長(zhǎng)、沖刷、調(diào)治構(gòu)造物、橋面標(biāo)高計(jì)算相比之下要簡(jiǎn)單得多，因此，本次交流的重點(diǎn)放在設(shè)計(jì)流量的推算、外業(yè)調(diào)查、勘測(cè)的主要過(guò)程以及內(nèi)業(yè)工作的主要內(nèi)容和步驟。本次交流著重于以下內(nèi)容：第一章一般情況水文分析計(jì)算第二章橋孔長(zhǎng)度和橋孔布設(shè)第三章導(dǎo)治工程第四章橋涵水文術(shù)語(yǔ)及規(guī)范用語(yǔ),.,3,第一章一般情況水文分析計(jì)算,第一節(jié)橋涵水文計(jì)算的內(nèi)容和要求1，公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)包括路基和橋涵的水文調(diào)查和勘測(cè)，水文、水力計(jì)算，以及橋孔布設(shè)，調(diào)治工程的設(shè)置等。（內(nèi)容）2，水文調(diào)查和勘測(cè)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和所在區(qū)域條件，采用相應(yīng)的方法，收集和調(diào)查的資料應(yīng)作可靠性評(píng)價(jià)，勘測(cè)精度應(yīng)符合規(guī)定

3、（要求）。3，水文、水力分析和計(jì)算成果應(yīng)作合理性論證。對(duì)水文條件復(fù)雜或通航等級(jí)較高的特殊大橋，應(yīng)進(jìn)行水文測(cè)驗(yàn)及水力模型試驗(yàn)（河工模型動(dòng)、定床試驗(yàn)。（途徑）4，其他如：排水、輸砂、通航、與路線排水系統(tǒng)、水利規(guī)劃、農(nóng)田排灌相配合。（其它附帶條件）5，調(diào)治構(gòu)造物的設(shè)置，應(yīng)不影響河道的原有功能及兩岸河提（岸）、村鎮(zhèn)和農(nóng)田安全。（其它附帶條件）6，此外，尚應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家頒發(fā)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的規(guī)定。（前提）,.,4,第二節(jié)水文勘測(cè)分析計(jì)算基本途徑,橋涵水文計(jì)算、分析基本途徑如下：1，有水文觀測(cè)資料水文統(tǒng)計(jì)法2，無(wú)水文觀測(cè)資料-形態(tài)斷面法3，無(wú)水文觀測(cè)資料（無(wú)居民)經(jīng)驗(yàn)公式法一，有水文系列觀測(cè)資料時(shí)水文統(tǒng)計(jì)

4、法：(一)，資料搜集和準(zhǔn)備：1，外業(yè)勘測(cè)前的準(zhǔn)備工作1，1，了解橋梁所處的位置和所屬河流、水系，勾繪匯水面積。1，2，收集與本橋位相關(guān)的水文、氣象資料。（1）水文站的多年連續(xù)或不連續(xù)流量系列。（2）水位站的多年連續(xù)或不連續(xù)水位系列。（3）水文站多年使用的基本水文參數(shù)，如：糙率、比降、流速。（4）橋位上游是否有水壩，若有，其設(shè)計(jì)、較核頻率各是多少、與橋梁設(shè)計(jì)同頻率的放流情況如何。（5）橋位附近是否有與已知水文站相關(guān)的其它水文站。該水文站的水文系列如何。（6）調(diào)查、搜集歷史洪水情況（年份、流量、水位）。（7）收集所處地區(qū)的有關(guān)風(fēng)、雨、流冰、氣溫等氣象資料。,.,5,2，水文觀測(cè)資料的收集、整理和插

5、補(bǔ)延長(zhǎng)1）調(diào)查法：通過(guò)調(diào)查、走訪河流兩岸附近居民，通過(guò)他們對(duì)歷史洪水的記憶對(duì)已有的水文系列進(jìn)行插補(bǔ)和延長(zhǎng)。2）考證法：通過(guò)文獻(xiàn)、歷史記載、碑刻、民間傳說(shuō)等對(duì)已有的水文系列進(jìn)行插補(bǔ)和延長(zhǎng)。3）兩系列的相關(guān)分析法：若分析站水文系列較短，而同一流域內(nèi)或相近的另系列水文系列較長(zhǎng)，則可將該站作為參證站，將兩站的水文系列通過(guò)回歸分析的方法得到相關(guān)方程，再通過(guò)相關(guān)方程對(duì)較短的分析站水文系列進(jìn)行插補(bǔ)和延長(zhǎng)，從而得到更長(zhǎng)的水文系列。4）流域面積比擬法：當(dāng)上、下游水文站與測(cè)站流域面積相差不超過(guò)10可直接引用。如較大但不超過(guò)20可按下式計(jì)算：Q1=(F1/F2)Q25）水位、流量關(guān)系曲線法：當(dāng)上、下游水文站間無(wú)支流

6、匯入，兩站相同年的最大洪峰流量大致成比例，則可通過(guò)兩站資料用如下函數(shù)進(jìn)行插補(bǔ)和延長(zhǎng)。Q=f（Q）H=f（H）Q=f（H）6）過(guò)程線疊加法：利用兩支流洪水過(guò)程線疊加得到合流后橋位處的設(shè)計(jì)流量。示例1，兩系列的相關(guān)分析法算例：例：某河有甲、乙兩相鄰水文站，甲站(參證站:流量X)有24年觀測(cè)資料，乙站(分析站:流量Y)有14年，試應(yīng)用甲站資料延長(zhǎng)乙站資料，兩站資料如下表。,.,6,水文系列回歸分析計(jì)算表,.,7,（1）,回歸分析方程式：Y-Y=gsy/sx(X-X)兩系列近14年平均流量：Y786，X1092（2）,經(jīng)計(jì)算得:均方差:sy=416sx=629相關(guān)系數(shù)g=0.96相關(guān)系數(shù)機(jī)誤Eg0.0

7、14（3），判斷相關(guān)程度：4Eg=40.0140.056g0.964Eg相關(guān)良好（4），根據(jù)以上回歸分析方程式及相應(yīng)各參數(shù)得到以下方程式：Y7860.96416629（X1092）整理得:Y=0.63X+98.04(本題為直線相關(guān)）其中自變量X為參證站（流量x）系列流量;y為分析站（流量y）系列流量。上表括號(hào)內(nèi)（流量y）為插補(bǔ)后分析站流量y的系列流量,插補(bǔ)延長(zhǎng)所得資料不宜用于第三站，可能引起較大誤差。,.,8,400,800,1200,1600,2000,2400,2800,3200,3600,4000,4400,5001000150020002500300035004000450050005

8、5006000,相關(guān)分析方程圖像,參證站流量,分析站流量,.,9,水位、流量關(guān)系曲線,分析站流量和水位,參證站流量和水位QH,QH,Q=f(H),示例2,水位、流量關(guān)系曲線法示例：水位、流量關(guān)系曲線法就是利用兩系列的水位、流量對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線,直接對(duì)分析站系列流量進(jìn)行插補(bǔ)和延長(zhǎng)，如下圖：,.,10,示例3，過(guò)程線疊加法：當(dāng)兩支流上有較長(zhǎng)的觀測(cè)系列，合流后實(shí)測(cè)資料系列短，則可利用兩只流過(guò)程線疊加法，插補(bǔ)延長(zhǎng)合流后的流量，洪水傳播時(shí)間按下式計(jì)算：t=L/VS其中：L-洪水傳播距離(m)VS洪水傳播速度(m/s)，根據(jù)實(shí)測(cè)資料選其出現(xiàn)次數(shù)最多者,橋位,支流1,支流2,支流1,支流2,洪水傳播時(shí)間t,流量

9、,Q11,Q21,Q22,Q12,Q13,Q23,試比較：Q11+Q21,Q12+Q22,Q13+Q23組合結(jié)果的大小,合流,t1,t2,.,11,(二)，歷史洪水情況的調(diào)查、考證和排序：1，歷史洪水的調(diào)查與流量計(jì)算（與形態(tài)斷面法相同）1），調(diào)查河段的選擇原則（1），最好靠近所選斷面附近（2），選擇有居民、易于指認(rèn)洪痕的河段（3），所選河段順直，斷面規(guī)整，基線與橋位間無(wú)支流匯入2），洪水發(fā)生年份的調(diào)查及方法（1），聯(lián)系歷史以便確認(rèn)記憶（2），引導(dǎo)群眾以民間事件為突破點(diǎn)恢復(fù)當(dāng)年的記憶（3），由民諺、刻字、碑文、報(bào)刊、歷史文獻(xiàn)、日記查得3)，指認(rèn)并確定洪痕2，歷史洪水分析1），洪水大、小的判斷。其

10、方法主要如下：（1),根據(jù)洪水淹沒深度來(lái)判斷（2）根據(jù)建筑物破壞程度來(lái)判斷（3）從詩(shī)文、敘事來(lái)判斷（4）根據(jù)受災(zāi)范圍、河流決口、漫溢的上下游位置來(lái)判斷,.,12,3，歷史洪水的排位歷史洪水的順位，應(yīng)充分利用文獻(xiàn)記載，將調(diào)查、考證和實(shí)測(cè)到的大洪水分別置于不同歷史時(shí)期去考察。首位（或前幾位）應(yīng)根據(jù)調(diào)查期和考證期綜合排列。例：某站36年實(shí)測(cè)水文資料(1935-1974)，實(shí)測(cè)期最大洪峰流量9700m/s(1974年）。在近百年調(diào)查期中,大于1974年的歷史洪水有兩次，分別為36000m/s（1867年），31000m/s（1921年）；自文獻(xiàn)上考證得知的特大洪水尚有43000m/s（1583年），且

11、有自1400年1974年的574年間，與1867年大、小相當(dāng)?shù)暮樗€發(fā)生過(guò)5次（分別為1416、1583、1693、1770、1852年）。能夠確定大于1867年洪水的有三次，大于或相當(dāng)于1921年的洪水除上述6次以外尚有1472年、1706年、1724年三次。1583年之前是否還有更大的洪水無(wú)從考證。在對(duì)以上各流量進(jìn)行排序時(shí)需注意以下幾方面問(wèn)題（1），三個(gè)期限，即：實(shí)測(cè)期、調(diào)查期、考證期。（2），同一年份（流量）在不同系列中排號(hào)（3），同一年份（流量）在不同系列中排號(hào)哪個(gè)更合理。（4），發(fā)生洪水的特征年:1583、1867、1921、1974年。,.,13,1，場(chǎng)次洪水次序和所處期限期限時(shí)間

12、最大流量1，實(shí)測(cè)期36年(1935-1974)29700m/s2,調(diào)查期108年(19741867）36000m/s（1867年）31000m/s（1921年）29700m/s（1974年）3，考證期574年(19741400）43000m/s（1583年）其中：與1867年大小相當(dāng)?shù)暮樗€發(fā)生過(guò)5次，分別為：1416、1583、1693、1770、1852年，能夠確定大于1867年洪水的有3次。相當(dāng)于1921年的洪水除上述6次以外尚有：1472、1706、1724年3次。,.,14,2,排序結(jié)果如下：（1）,1974年洪水：實(shí)測(cè)36年系列中29700m/s(1974年）雖排序第一,但因系列過(guò)

13、短已無(wú)意義。在108年的調(diào)查期內(nèi)排第三位(第一位1867年，第二位1921年，第三位1974年）。（2）,1867年洪水：理應(yīng)是自1867年1974年這108年的第一位，但通過(guò)文獻(xiàn)考證知：自1400年1974年的574年中，相當(dāng)于1867年5次，其中大于1867年3次，因此1867年洪水在574年系列中應(yīng)排在第46位。（3），1921年洪水；根據(jù)文獻(xiàn)考證，在574年中大于或相當(dāng)于它的除以上6次外尚有1427、1706、1724年3次共9次，由于本次洪水災(zāi)情小于1867年，文獻(xiàn)記載可能會(huì)有遺漏，盡管本次洪水同處于考證期和調(diào)查期之內(nèi)，考慮到本次洪水相對(duì)較小,和所在系列的相對(duì)可靠程度，因此，它的順位

14、可在調(diào)查期中（1876年1974年）排位，即：108年中居第二位,1867年排第一位）。（4），1583年洪水在1400年1974年這574年中，沒有超過(guò)它的洪水發(fā)生，因此1583年的洪水在574年中排第一位，再長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法考證。各年流量對(duì)應(yīng)頻率排列表,各頻率對(duì)應(yīng)的流量根據(jù)形態(tài)斷面法計(jì)算，最終設(shè)計(jì)流量需論證確定,.,15,第三節(jié)有水文系列設(shè)計(jì)流量計(jì)算方法例：某橋位附近有水文站，能搜集到20年連續(xù)的流量觀測(cè)資料，通過(guò)洪水文獻(xiàn)考證知，從1784年至1982年期間，曾有8年發(fā)生過(guò)較大洪水。其中：1880年、1948年和1955年能調(diào)查到歷史洪水位，可推算得洪水流量；1975年在實(shí)測(cè)期內(nèi)，有實(shí)測(cè)資料；其

15、余4年未能獲得流量資料，只知1784年洪水大于1880年，另3年洪水均小于1948年，試求洪水流量Q1%。關(guān)鍵詞：考證期、調(diào)查期、實(shí)測(cè)期、經(jīng)驗(yàn)頻率、經(jīng)驗(yàn)頻率曲線、理論頻率曲線重點(diǎn)參數(shù)和公式：Q、CV、CS、P曲線和公式QP%=Q(1+PCV)解：1，經(jīng)驗(yàn)頻率分析方法：（1），第一種方法：可分為3個(gè)獨(dú)立系列：1),考證期（1784年1982年）N2為199年，1784年洪水頻率為：P1/(N+1)=1/200=0.5%；(用公式（1）計(jì)算）2),調(diào)查期（1880年1982年）N1為103年，包括1880年、1948年、1955年和1975年（在實(shí)測(cè)期內(nèi)）4個(gè)特大值。頻率分別為：P=M/(103+

16、1),M取1、2、3、4。(用公式（1）計(jì)算）3),實(shí)測(cè)期（1963年1982年）n為20年，頻率為：P=m/(n+1),m取1、2、3、20，其中1975年為特大洪水，則L=1。,.,16,（2），第二種方法：在考證期內(nèi)199年中各流量統(tǒng)一排位：實(shí)測(cè)系列外特大值經(jīng)驗(yàn)頻率：PM/(N+1)（1）實(shí)測(cè)系列內(nèi)其它項(xiàng)經(jīng)驗(yàn)頻率：Pm=P+(1-P)(m-L)/(n-L+1)（2）考證期：N199年，,M=1,1784年的流量,調(diào)查期:n=103年，a14，包括1880年、1948年、1955年和1975年的特大洪水。L11，即1975年洪水。實(shí)測(cè)期：n=20年，包括特大值1975年流量，應(yīng)在調(diào)查期內(nèi)按

17、特大值排位。水文站觀測(cè)資料只有20年，年限較短，代表性不強(qiáng)，采用第二種方法的計(jì)算結(jié)果。(用公式（2）計(jì)算）,1955,1975,1948,1880,1784,a2=1,a1=4,1963,實(shí)測(cè)期n=20,調(diào)查期N1=103,考證期N2=199,L=1,.,17,經(jīng)驗(yàn)頻率計(jì)算表,.,18,.,19,2,點(diǎn)繪經(jīng)驗(yàn)頻率曲線：將經(jīng)驗(yàn)頻率點(diǎn)群點(diǎn)繪于海森幾率格紙上，目估通過(guò)點(diǎn)群分布中心，并兼顧到特大值作曲線，得到經(jīng)驗(yàn)頻率曲線。3，適線中重點(diǎn)參數(shù)的求算：（1）,應(yīng)用3點(diǎn)適線法確定統(tǒng)計(jì)參數(shù)Q、CV和CS。在經(jīng)驗(yàn)頻率曲線上讀P5%,P50%,P95%所對(duì)應(yīng)的流量得Q5%=3210m/s(Q1)、Q50%=175

18、0m/s(Q2)、Q95%=970m/s(Q3)公式：S(Q1+Q3-2Q2)/(Q1-Q3）S（312097021750）/（3120970）0.274查表得：CS0.99，并知，當(dāng)CS0.99時(shí)，P15%,1=1.88P2=50%,2=-0.16,P3=95%,3=-1.32公式：Q=(Q31Q13）/（13）9701.883120（1.32）/1.88（.32）1857m/s公式：CV（Q1Q3）/(Q31Q13）0.36,.,20,4，作理論頻率曲線、適線、推求設(shè)計(jì)流量（1），作理論頻率曲線、適線：以Q=1857m/s、CV0.36、CS0.99選取P1%、295各頻率并查表得各對(duì)應(yīng)的

19、P值，根據(jù)P曲線公式：QP%=Q(1+PCV)求得:作理論頻率曲線:QP%=1857*(1+0.36P)各P%頻率對(duì)應(yīng)的流量QP%如下表表中KP=(1+PCV),.,21,將各頻率P%和對(duì)應(yīng)的流量QP%點(diǎn)繪于海森幾率格紙上，檢測(cè)理論曲線和經(jīng)驗(yàn)曲線的符合狀況，若符合很好，則該理論曲線即為所求，否則調(diào)整CV值后重復(fù)以上過(guò)程重新適線，直至兩線符合很好為止，再利用最終的理論曲線參數(shù)再推求設(shè)計(jì)流量。（2），推求設(shè)計(jì)流量：利用P曲線公式并查各表得設(shè)計(jì)頻率1,計(jì)算可得設(shè)計(jì)流量Q1,即：Q1Q(1+1CV)=3863m/s經(jīng)驗(yàn)頻率計(jì)算及經(jīng)驗(yàn)頻率曲線、理論頻率曲線見下圖,.,22,1000,2000,3000,

20、4000,5000,6000,7000,8000,1,5,10,20,30,40,50,60,70,80,90,95,100(%),.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,23,關(guān)于理論頻率曲線我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)采用皮爾遜型曲線（P型曲線）作為洪水特征的頻率曲線，它是一種概括性較強(qiáng)，適應(yīng)性較大的頻率分布線型。由于我國(guó)幅員遼闊，水文條件復(fù)雜，流域特征各異，洪峰流量多變，且呈隨即變化規(guī)律，所以，如采用單一統(tǒng)一頻率分布線型來(lái)描述各地資料出現(xiàn)的各種情況，還不夠完善，因此，在特殊情況下可以采用與經(jīng)驗(yàn)頻率點(diǎn)據(jù)相配和較好的其它線型。如：克里茨基與閔凱里曲線（簡(jiǎn)稱K-M曲線）和耿貝爾曲線。這些理

21、論曲線都已經(jīng)有相關(guān)的參數(shù)表，可在工作中隨時(shí)查閱。1，皮爾遜型曲線基本方程：Y=Y0(1+x/a)(a/d)*e(-x/d)統(tǒng)計(jì)學(xué)方程：QP%=Q(1+PCV)2，K-M曲線基本方程：f(x)=f(z)(dz/dx)3，耿貝爾曲線基本方程：y=-ln-ln(1-P)統(tǒng)計(jì)學(xué)方程:X=x+pnsx說(shuō)明:（1），嚴(yán)格說(shuō)，P型曲線只有在CS2才能應(yīng)用，但在實(shí)際工作中，CS很難確定，一般是借助經(jīng)驗(yàn)頻率曲線位置來(lái)估定，不深究上述情況。（2），耿貝爾曲線較簡(jiǎn)單，在我國(guó)交通部海洋水文中規(guī)定推算潮水位應(yīng)予應(yīng)用。,.,24,第四節(jié)形態(tài)斷面法推求設(shè)計(jì)流量(無(wú)觀測(cè)資料）一，形態(tài)斷面位置的選擇1），河道順直，2）灘、槽力

22、求分明，3）形態(tài)斷面與橋位間無(wú)支流匯入，4）河槽中無(wú)島與沙洲，5）形態(tài)斷面的位置盡量便于洪水點(diǎn)的指認(rèn)和測(cè)量二，洪水調(diào)查及洪水位測(cè)量1），場(chǎng)次洪水的調(diào)查：方法與前述相同，但須在指認(rèn)地現(xiàn)場(chǎng)釘樁、編號(hào)、口述記錄，調(diào)查時(shí)應(yīng)有第三者確認(rèn)簽字。2），洪水位的測(cè)量：要從水準(zhǔn)點(diǎn)引測(cè)通過(guò)中間轉(zhuǎn)點(diǎn)直至調(diào)查指認(rèn)的各洪水位點(diǎn)，并回測(cè)閉合到水準(zhǔn)點(diǎn)。3），通過(guò)被調(diào)查人口述的時(shí)間或年齡確定對(duì)應(yīng)場(chǎng)次洪水的對(duì)應(yīng)頻率，并須注意該場(chǎng)次洪水的實(shí)際頻率與此人實(shí)際年紀(jì)的關(guān)系。三，洪水（水面）比降的調(diào)查和測(cè)量：1)，洪水比降是指沿河流某岸調(diào)查同一場(chǎng)次洪水所得到的多個(gè)洪水位點(diǎn)，再通過(guò)測(cè)量（方法同洪水位測(cè)量）得到各點(diǎn)標(biāo)高，將其投影至中泓軸線上

23、，點(diǎn)繪在坐標(biāo)紙上（縱：洪水點(diǎn)標(biāo)高，橫：軸線上各點(diǎn)投影距離）再計(jì)算確定洪水比降i值。2），現(xiàn)有河流水面比降的測(cè)量方法：沿現(xiàn)有河流水面按水文勘測(cè)規(guī)范有關(guān)規(guī)定，在橋位上、下游事先布點(diǎn)，各點(diǎn)一人，每人一個(gè)木樁。先將木樁打入土中但不能打到與水面平。看信號(hào)，所有人同時(shí)將木樁打至樁頂與水面平齊。測(cè)量各樁頂標(biāo)高、點(diǎn)繪各點(diǎn)、推求水面比降，用以代替洪水比降。,.,25,洪水調(diào)查表,洪水編號(hào)：洪1,調(diào)查時(shí)間：99.6.5,.,26,四，形態(tài)斷面法洪水點(diǎn)勘測(cè)過(guò)程示意圖,水文基線斷面,橋位（順樁斷面）,。,。,。,洪1,洪2,洪3,洪4,。線外水準(zhǔn)點(diǎn)1,。線外水準(zhǔn)點(diǎn)2,中泓軸線,水準(zhǔn)路線,流向,BM1,BM2,轉(zhuǎn)點(diǎn)+,

24、轉(zhuǎn)點(diǎn)+,轉(zhuǎn)點(diǎn)+,+轉(zhuǎn)點(diǎn),+轉(zhuǎn)點(diǎn),.,27,河灘m1,河灘m3,邊灘m2,邊灘m2,主槽m1,按水面比降從洪水點(diǎn)推算至基線斷面處的調(diào)查洪水位,。,。,。,。洪4,洪3,洪2,洪1,樁號(hào),河底標(biāo)高,洪水點(diǎn)在中泓線間距,各洪水位標(biāo)高,水面比降計(jì)算圖,某洪水位在基線處狀況,m為糙率系數(shù),.,28,五，設(shè)計(jì)流量、設(shè)計(jì)水位的推求：有水文系列設(shè)計(jì)流量的推求方法是用觀測(cè)資料直接推求系列平均流量Q和參數(shù)Cv，然后再利用P公式推求設(shè)計(jì)流量QP%。無(wú)水文系列時(shí)利用形態(tài)斷面法推求設(shè)計(jì)流量。形態(tài)斷面法：1）將測(cè)得各洪水位推算至已測(cè)的形態(tài)斷面內(nèi)，推求對(duì)應(yīng)頻率（P%)下的流量QP%2），根據(jù)已知頻率查表得P%值，并根據(jù)橋梁

25、所在區(qū)域查閱有關(guān)資料得到Cv值，根據(jù)P公式QP%=Q(1+P%Cv)反求平均流量Q。,3），查表得Q1%對(duì)應(yīng)1%值，根據(jù)已求得的平均流量Q值再通過(guò)P公式Q1%=Q(1+1%Cv)即可得到設(shè)計(jì)流量Q1%。4），將通過(guò)以上計(jì)算所得的每個(gè)流量（含經(jīng)驗(yàn)公式法結(jié)果）一并通過(guò)論證確定最終設(shè)計(jì)流量5），將設(shè)計(jì)流量Q1%放在形態(tài)斷面內(nèi)得到了形態(tài)斷面處水位H1%6），將形態(tài)斷面處水位H1%通過(guò)洪水水面比降推算至橋位處的設(shè)計(jì)水位H1%,.,29,六，形態(tài)斷面法推求設(shè)計(jì)流量工作流程：重點(diǎn)工作步驟：1，調(diào)查得到形態(tài)斷面處某年洪水位H，并確定該年洪水頻率P，測(cè)得洪水水面比降I2，將該洪水位H將該洪水位通過(guò)洪水比降I推算

26、至形態(tài)斷面處，得到形態(tài)斷面處洪水位H1H1HIL，其余流程如下：,已知形態(tài)斷面處H1（對(duì)應(yīng)）P,根據(jù)河床面選擇灘、槽糙率系數(shù)M,根據(jù)形態(tài)斷面上計(jì)算該H1、糙率系數(shù)M利用水利學(xué)原理計(jì)算P對(duì)應(yīng)流量QP,根據(jù)已求得的流量QP、區(qū)域CV用P公式反算平均流量Q,根據(jù)平均流量Q、查表得1再根據(jù)P公式推求Q1%,將Q1%重置于形態(tài)斷面上，并計(jì)算該流量對(duì)應(yīng)的水位H，將該H推算至橋位處得HQ,.,30,七，流量觀測(cè)資料缺乏時(shí)洪峰流量的推求(1),根據(jù)調(diào)查歷史洪水資料推求設(shè)計(jì)流量若調(diào)查歷史洪水Q1和Q2根據(jù)皮爾遜型曲線（P)公式：Q1=Q(1+1Cv)Q2=Q(1+2Cv)得XQ1/Q2=Q(1+1Cv)/Q(1

27、+2Cv)既XK1/K2由此可得QP=（KP/K2）Q2其中KP/K2可查表獲得。例：根據(jù)調(diào)查歷史洪水資料得兩個(gè)洪水資料,相應(yīng)洪水重現(xiàn)期分別為20年和8年，相應(yīng)流量分別為Q20=150m/s,Q8=97m/s，求設(shè)計(jì)流量Q1%.根據(jù)以上公式得XQ20/Q8=150/971.55查有關(guān)表得Cv1.3該值與橋位所在區(qū)域得Cv相符，再查本表得K100/K8=2.58,所以由公式：Q1%（K100/K8）Q8即Q1%2.5897250m/s（2）根據(jù)地區(qū)洪水經(jīng)驗(yàn)公式推求設(shè)計(jì)流量地區(qū)洪水經(jīng)驗(yàn)公式較多，所以要注意以下問(wèn)題:1),什麼行業(yè)的公式，2）適用區(qū)域,.,31,小結(jié)本章重點(diǎn)內(nèi)容：一，有水文觀測(cè)資料時(shí)

28、設(shè)計(jì)流量的推求1，外業(yè)前準(zhǔn)備工作2，水文資料的調(diào)查、考證3，水文系列的插補(bǔ)和延長(zhǎng)4，水文觀測(cè)資料的搜集和整理5，各場(chǎng)次洪水頻率的確定和排位6，皮爾遜型曲線和公式：QP%=Q(1+P%Cv)的應(yīng)用7，曲線的點(diǎn)繪和適線方法8，利用水文觀測(cè)資料和皮爾遜型曲線推求設(shè)計(jì)流量二，無(wú)水文觀測(cè)資料時(shí)，利用形態(tài)斷面法推求設(shè)計(jì)流量1，場(chǎng)次洪水水位、洪水比降的調(diào)查2，場(chǎng)次洪水對(duì)應(yīng)頻率的確定3，形態(tài)斷面的選擇和洪水比降的測(cè)量4，利用皮爾遜型曲線和公式推求設(shè)計(jì)流量三，流量觀測(cè)資料缺乏時(shí)洪峰流量的推求1，理論、經(jīng)驗(yàn)公式的選擇和利用四，各種方法所得設(shè)計(jì)流量的綜合論證和最終設(shè)計(jì)流量的確定,.,32,第二章橋孔長(zhǎng)度和橋孔布設(shè)第

29、一節(jié)橋孔長(zhǎng)度的確定一，概念：1，橋孔長(zhǎng)度：沿著設(shè)計(jì)水位的水面線，兩橋臺(tái)前緣的水面長(zhǎng)度2，橋孔凈長(zhǎng)：橋孔長(zhǎng)度扣除橋墩寬度后的長(zhǎng)度二，橋孔長(zhǎng)度的計(jì)算及適用條件（一）勘規(guī)公式1，河槽寬度公式：Lj=KqBc(QP/QC)適用條件：開口、順直微彎段及灘、槽可分的不穩(wěn)定河段重點(diǎn)參數(shù)：河槽寬度Bc2，單寬流量公式：Lj=QP/(qc)其中：qcQC/BC適用條件：寬灘河段重點(diǎn)參數(shù)：河槽平均單寬流量qc（m/s.m)3，基本河寬公式Lj=CPB0適用條件：灘、槽難分的不穩(wěn)定河段重點(diǎn)參數(shù)：B0基本河槽寬度（公式計(jì)算）,n3,.,33,（二）參考方法1，供需面積法：（1）所需過(guò)水面積SX為SX=QP/(VP)其

30、中：VP設(shè)計(jì)流速，依河槽情況而定，一般取河槽平均流速。水流壓縮系數(shù)（2）橋下供給面積SG根據(jù)計(jì)算所需橋長(zhǎng)在順樁斷面上兩橋臺(tái)所截取的累計(jì)面積差而得：SGS2S1。（3）沖刷系數(shù)：P=SX/SGSX沖刷終止時(shí)橋下需要過(guò)水面積SG沖刷前橋下提供過(guò)水面積該沖刷系數(shù)一般在1.21.4之間（4）橋位的布設(shè)橋下供給面積SG應(yīng)該扣除錐坡、橋墩所占的過(guò)水面積。橋位的具體布設(shè)應(yīng)根據(jù)河槽的灘、槽具體分布情況據(jù)實(shí)布設(shè)，最后得到最終橋位，同時(shí)獲得最終橋下下供給面積SG。,.,34,過(guò)水面積累計(jì)曲線,橋孔布設(shè),高程,累計(jì)面積,S2,S1,供給面積SG=S2S1,樁號(hào),設(shè)計(jì)水位,供需面積法橋孔布設(shè),S=f(L),河槽,L1

31、,L2,橋長(zhǎng)L2-L1,.,35,第二節(jié)橋面設(shè)計(jì)高程的確定一，無(wú)通航河流橋面設(shè)計(jì)高程的確定Hmin=Hs+h+hj+h0其中：Hs為設(shè)計(jì)水位h為考慮壅水、浪高等因素hj為橋下凈空安全值h0為橋梁上部結(jié)構(gòu)建筑高度1，在計(jì)算浪高時(shí)風(fēng)玫瑰圖的使用：NW,橋位,浪程L,N,E,W,S,NW,SE,NE,SW,風(fēng)玫瑰圖,22.5,河流,風(fēng)向（最大）,SE,.,36,2，浪高、壅高、波浪侵襲高度示意圖其中：Z計(jì)算得，Z可取Z/2,h1,h1浪高,h2,h2波浪侵襲高度,靜水面,橋前最大壅水高Z,橋位,橋下壅水高Z,水面曲線,河岸或河堤,實(shí)際水面,說(shuō)明：Z一般取0.5Z，但山區(qū)半山區(qū)可以取Z,.,37,說(shuō)明

32、：（1）,應(yīng)使用橋位所在風(fēng)區(qū)的風(fēng)玫瑰圖。（2），應(yīng)使用橋位所在風(fēng)區(qū)的汛期風(fēng)玫瑰圖。二，通航河流橋面設(shè)計(jì)高程的確定Hmin=Htn+Hm+h0式中：Htn設(shè)計(jì)最高通航水位Hm通航凈空高度說(shuō)明：橋面設(shè)計(jì)高程除滿足通航要求外，尚應(yīng)滿足泄洪要求。橋面設(shè)計(jì)高程取兩者大值。第三節(jié)墩、臺(tái)沖刷計(jì)算一，橋下一般沖刷計(jì)算勘規(guī)法1，非粘性土河床橋下一般沖刷計(jì)算后的最大水深Hmax（1），河槽部分642簡(jiǎn)化式（輸砂平衡原理）641修正式(動(dòng)力平衡流速、沖止流速原理）（2）河灘部分2，粘性土河床橋下一般沖刷計(jì)算Hmax（1），河槽部分（2）河灘部分,.,38,二，墩、臺(tái)局部沖刷計(jì)算(局部沖刷坑深度Hb)1，非粘性土河床

33、橋墩局部沖刷計(jì)算勘規(guī)法652式651修正式2，粘性土河床橋墩局部沖刷計(jì)算勘規(guī)法注意：1），在進(jìn)行橋下局部沖刷計(jì)算時(shí)，各計(jì)算式中的一般沖刷后墩前行近流速，應(yīng)根據(jù)計(jì)算一般沖刷所采用的公式的形成原理（輸砂平衡原理：動(dòng)力平衡流速、沖止流速原理等），選用對(duì)應(yīng)的墩前行近流速計(jì)算公式。2），要分清河床土質(zhì)（粘性、非粘性土）、計(jì)算部位（河槽、河灘）。3），總沖刷深度應(yīng)包括河床自然演變沖刷、一般沖刷和局部沖刷。三，橋臺(tái)最大沖刷深度（目前尚不成熟），可參照公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)橋位設(shè)計(jì)一書計(jì)算。公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范條文說(shuō)明第7.4.3條。該手冊(cè)稱951，952，和按沖刷系數(shù)P等方法計(jì)算。四，最低沖刷線標(biāo)高確定：H=

34、HP-Hmax-Hb,.,39,第三章導(dǎo)治工程橋梁導(dǎo)治工程包括導(dǎo)流和治理兩方面內(nèi)容一，導(dǎo)流工程1，導(dǎo)流工程的主要作用：導(dǎo)流工程主要指修建導(dǎo)流堤、壩。導(dǎo)流堤、壩是橋渡工程的重要組成部分，其主要作用引導(dǎo)水流均勻、順暢地通過(guò)橋孔。防治或減輕橋下河床的不利變形，保護(hù)橋頭河灘路堤和河岸免受洪水災(zāi)害，從而保護(hù)橋渡的安全使用，保護(hù)橋渡附近的工、農(nóng)業(yè)的正常生產(chǎn)。2，導(dǎo)流工程的主要類型：導(dǎo)流堤、壩的主要類型有封閉式導(dǎo)流堤、非封閉式導(dǎo)流堤、犁形堤、丁壩、順壩等。3，導(dǎo)流工程設(shè)置的原則：（1），滿足使用要求（功能、安全）（2），設(shè)置導(dǎo)流堤、壩不能成為壓縮橋孔的理由和手段二，整治工程整治工程主要指改河、改溝治理河道的

35、工程，其目的是改善水流條件，使水流通暢，但在一般情況下應(yīng)維持河溝的天然排水狀態(tài)，不要輕易改動(dòng)，對(duì)輸沙能力較強(qiáng)的河溝更不要輕易改溝。,.,40,三，導(dǎo)流堤的布設(shè)1，山區(qū)河流山區(qū)河流峽谷段一般無(wú)河灘，橋孔原則上滿布全河，無(wú)需設(shè)置導(dǎo)流堤，山區(qū)河流開闊段，河流一般一側(cè)或兩側(cè)有較開闊的臺(tái)地，橋頭深入河灘，或橋址上游有支汊匯入，水流紊亂或水流急劇擴(kuò)散，應(yīng)視水流方向、地質(zhì)條件設(shè)置導(dǎo)流堤。2，平原河流平原河流游蕩性河段宜布設(shè)封閉式導(dǎo)流堤，可以穩(wěn)定河段，約束水流。其它各類河段可按河灘被壓縮部分的流量與總流量的比例來(lái)確定。一般情況下可遵循以下原則確定：若河灘被壓縮部分的流量單側(cè)河灘大于總設(shè)計(jì)流量的15，雙測(cè)河灘大

36、于20，則應(yīng)考慮布設(shè)非封閉式導(dǎo)流堤或犁形堤。若河灘被壓縮部分的流量較小，且水流穩(wěn)定，流速小于1M/S,地形上也無(wú)需修建導(dǎo)流堤時(shí)，可利用橋頭錐坡導(dǎo)流，不再布設(shè)導(dǎo)流堤。3，導(dǎo)流堤的形狀和尺寸（1）封閉式導(dǎo)流堤封閉式導(dǎo)流堤的平面布設(shè)應(yīng)結(jié)合橋址地形及集中股流的分布情況，以將全部洪水洪水導(dǎo)入橋孔為原則，山區(qū)橋址三角回流區(qū)，可自橋臺(tái)前墻至岸坎設(shè)置與主流方向平順的封閉式導(dǎo)流堤。,.,41,2），多汊河道封閉式導(dǎo)流堤的設(shè)置形式,路線,擺動(dòng)邊線,擺動(dòng)邊線,河,流,封閉式導(dǎo)流堤,封閉式導(dǎo)流堤,主股流,河,股,流,次,次,股,流,.,42,R,R/3,1.5R,30,45,60,30,R/2,R,流向,河岸,河岸,

37、導(dǎo)流堤,導(dǎo)流堤,（2）非封閉式導(dǎo)流堤的設(shè)置形式,平原寬灘性河流應(yīng)在兩側(cè)河灘上設(shè)置非封閉式導(dǎo)流堤，其形式如下,120,橋頭引道,.,43,河灘,邊灘,主槽,邊灘,河灘,河槽,設(shè)計(jì)水位,平槽水位,第四章橋涵水文術(shù)語(yǔ)及規(guī)范用語(yǔ),河床橫斷面圖,.,44,一，橋涵水文計(jì)算和設(shè)計(jì)的重要術(shù)語(yǔ)和關(guān)鍵要素：(1),河床斷面的有關(guān)術(shù)語(yǔ)：1）主槽、河槽、邊灘、河灘。（2）水文計(jì)算中的有關(guān)術(shù)語(yǔ):1),設(shè)計(jì)流量QP,2),設(shè)計(jì)水位HP、“計(jì)算水位”、洪水比降，3），設(shè)計(jì)流速4），平槽水位5），斷面平均水深，6），斷面平均流速，7），沖刷系數(shù)8），河槽寬度9），橋前壅水高度，10），壅高、浪高、浪程、波浪爬高、風(fēng)玫瑰圖，11），局部沖刷坑深度，12），一般沖刷后的最大水深，13），河槽總沖刷深度,.,45,，目前，我國(guó)河流的堤壩防洪標(biāo)準(zhǔn)除較大的城市可能達(dá)到1外，野外河堤防洪標(biāo)準(zhǔn)一般都達(dá)不到1，多數(shù)在1/301/20之間，不能滿足我國(guó)現(xiàn)行公路、橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范防洪標(biāo)準(zhǔn)。，河堤的安全高度h一般是不能占用的，它至少包括河堤本身的波浪侵襲高和0.5米的安全高度，考慮潰堤時(shí)除外。，橋梁設(shè)計(jì)長(zhǎng)度和高度應(yīng)考慮這種事實(shí)的存在，并應(yīng)兼顧到潰堤、不潰堤兩種可能的事實(shí)存在，最大限度保證橋梁在使用過(guò)程中的安全。,堤