桥涵水文计算教材.doc

桥涵水文分析与计算 一、概述 桥涵水文分析与计算，包括河流水文资料的调查搜集整理与计算，推求出我们桥涵所需要的设计水位和流量，拟定出桥长孔径、桥高和基础埋设深度。由于桥位所处的地理位置不同以及其它复杂因素，包括天然的和人为因素如潮汐、泥石流、修水库、开挖渠道等。我们调查搜集洪水流量的计算方法各有不同。 水文计算从大的方面来分：有水文（雨量）观测资料和无水文观测资料的水文计算。 从各河段特殊情况的不同又可分为，有水库的水文计算，倒灌河流的水文计算，平原或者山丘区的水文计算，还有潮汐河段、岩溶河段、泥石流河段等。不同情况的河流我们要有针对性的调查，搜集有关资料调查搜集资料很辛苦，跑路多收效有时还很小，但工作必需要做，要有耐心。 需要调查搜集的资料综合起来有：水系图，县志和水利志、地形图、形态断面、水文站（气象站）资料水库资料，倒灌资料、河道演度、河床淤积、雨力资料、洪水调查及比降的测量，原有桥涵的调查等，通过调查为下步洪水设计流量提供有关参数。 另外还要进行地质地貌调查，有些设计流量的计算参数也和土的颗粒组成、土壤的分类、密实度吸水率熔洞泥石流等有关，有的与设计流量无关，但与桥的安全性有关如土体稳定性、山体滑坡、湿陷性黄土软土地基等，一般野外采用看挖钻的方法，下面介绍一下土壤分类的一般常识，分为三类： 1.粘性土：塑性指数 1 亚砂土或轻亚粘土1≤7； 亚粘土 7≤17； 粘土 ≥17； 塑性指数 =（液限）－（塑限）； 而粘性土壤的状态用液性指数（即稠度系数）分为四级， =； —天然含水量； 0为坚硬半坚硬 标贯3.5； 0≤0.5为硬塑 标贯－3.5； 0.5≤1为软塑 标贯－7； ≥1 为极软 标贯2； 淤泥是极软状态的粘性土，其含水量接近或大于液限，对于孔隙比大于1的轻亚粘土或亚粘土和孔隙比大于1.5的粘土均称淤泥。 2.砂性土：塑性指数≤1 砾砂：粒径20mm的颗粒干燥时重量占全部重量25～50%； 粗砂：粒径0.5mm的颗粒干燥时重量占全部重量超过50%； 中砂：粒径0.25mm的颗粒干燥时重量占全部重量超过50%； 细砂：粒径0.1mm的颗粒干燥时重量占全部重量超过75%； 粉土：粒径0.1mm的颗粒干燥时重量占全部重量少于75%； 3.碎石卵石类土: 碎石、卵石粒径大于20mm的颗粒干燥时的重量占全部重量超过50%； 角砾、园砾粒径大于2mm的颗粒干燥时的重量占全部重量超过50%； 二 洪水流量的计算 （一）1.小流域山丘区设计洪水流量的计算：首先要找水文分区图 1.1推理公式： p=0.278(－μ)F (m3 /s)； Sp—设计频率暴雨雨力 (mm/小时)； τ—汇流时间 (小时)； n—暴雨递减指数 μ—损失系数(或损失率) (mm/小时)； Sp由汇水面积中心和设计频率查附图1频率等值线； n由桥涵所在地及汇流时间查图2； μ=KSp K、—地区特征参数，由桥涵所在地查附图3找出水文分区，然后查表1； F—汇水面积平方公里，由地形图勾绘； 表1 推理公式 水文区 系或指数 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ μ=KSp K 0.0025 0.057 1.00 0.8 1.75 1.0 0.71 0.51 τ=m(a L—主河沟长 由地形图量取； J—主河沟比降 由地形图量取,加权平均计算‰； J= m、α—为地区特征参数，桥涵所在地查附图3水文分区，再查表2。 表2 τ=m（）a 水文区 系或指数 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ m 0.73 0.038 0.63 0.80 0.32 0.75 0.15 0.20 1.2经验公式： p=CS C、、n—地区特征参数由水文分区查表4 表4 经验公式 水文区 系或指数 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ p=CS C 0.18 0.45 0.36 0.48 1.0 1.09 1.07 0.95 n 0.86 0.65 0.67 0.80 1.3简化公式： p=（Sp－μ）mFn 、m、n—地区特征参数查表3 表3 简化公式 水文区 系或指数 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ p=（Sp－μ）mFn 0.22 0.66 0.76 0.28 m 0.