桥涵水文课件
二、全国水文分区Cv值表
三、全国水文分区Cs/Cv经验关系表
四、以上各表的用法
1. 直接由表3-2-1推求p为2%和1%的设计流量
Q2% KF
n'
Q1% / Q2%
2. 计算或查表得理论频率曲线的三个统计参数,用皮尔 逊Ⅲ型曲线推求相应频率的设计流量。
计算 Q CF n (查表3-2-1) 查表 Cv 查表 Cs/Cv
正确答案: A
随堂作业:
3. 众值的大小,能反映系列中最大几率项和() 的位置。 A. 最小几率项 B. 密度曲线 C. 圆曲线业:
4. 以下不属于常用水尺形式的是()。 A. 直立式 B. 倾斜式 C. 矮桩式 D. 高桩式 正确答案: D
随堂作业:
六、适线法应用注意事项:
在适线过程中,一般只调整Cs,即固定Cv,选取 m值; 如果适当调整Cv和 Q ,能使经验频率曲线与理论 频率曲线拟合更好,也可以对其做少量调整。
资料的审查内容如下:
(1)资料的可靠性:即资料的可靠程度。应从资料来源、资料的 测验和整编方法有无问题、刊印是否有误进行检查,可以通 过上下游或干、支流水量平衡,流域年降水量等检查,数据 是否合理。 (2)资料的一致性:资料的一致性主要分析流域内下垫面条件是 否稳定。否则,资料的一致性将遭到破坏。例如,设计断面 上游修建了大型引水工程后,使设计断面资料一致性遭到破 坏,必须对资料修正后方可进行计算。
五、适线法的步骤:
1、将审核过的水文资料按递减顺序排列,计算各随机变量的经 验频率,并点绘于几率格纸上。 2、计算统计参数 Q 、Cv,假定Cs=m· Cv,在我国一般取m=2~4。 3、确定线型,即根据 Q、C s 、Cv、Pi 查表计算,确定理论频率曲 线。 4、观察理论频率曲线与经验频率曲线的符合程度,反复调整统 计参数,直到两者符合的最好为止,即可确定统计参数的采 用值 Q、C s 、Cv 以及对应的理论频率曲线。 5、调整时,可参照统计参数与频率曲线的关系(图3-5-4)。
3. 流速测验常用的方法有()。 A. 流速仪法 B. 浮标法 C. 减速仪法 D. 传感器法 正确答案: AB
随堂作业:
4. 下列属于水量补给来源的是()。 A. 雨源 B. 雪源 C. 冰雪源 D. 雨冰源 正确答案: AC
随堂作业:
三、判断题
1.水文资料是连续型随机变量,可以在其最大值 和最小值的区间内取一切值。 正确答案: √
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,一般由暴雨资料来 推求。(P92) 小流域流量计算方法主要有两个公式: 4 3 1. 径流简化公式
Qp 0 (h z) 2 F 5
2.水利科学研究院水文所公式:
A Q 0.278 n F
随堂作业:
(查表3-2-2) PearsonIII曲线 Q p % (查表3-2-3),得Cs
五、使用范围
一般用于流域面积F<50 000km2的中等流域的桥位。 首先在地图上勾绘出桥位以上的流域面积F,视流域大部 分在哪一分区中(图3-2-1),就可采用该分区公式。
4.3 根据推理公式推算设计流量※
第4章 设计洪水流量
4.1
4.2
根据流量观测资料推算设计流量
根据地区经验公式推算设计流量※
4.3
推理公式和经验公式※
引言
设计流量: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(如 表3-3-2),推算该频率相应洪水的洪峰流量 (m3/s)。 设计水位:桥位计算断面上通过设计流量时相应 的水位(m)。 设计流速:设计流量通过时桥位断面的河槽平均 流速(m/s)。
学习目的:掌握由流量资料推求设计洪水的原理 和方法。
一、任务:
现在需要在黄河支流汾河临汾市某镇附近建设 一座中型桥梁。根据规范要求,该桥梁设计标准 之一是能够抵御100年一遇的洪水。作为设计人员, 该如何完成此任务?
二、步骤:
1、来到汾河建桥地点水文断面附近的水文站,索 要或者购买建站以来的水文资料特别是洪水资料。 假设你特别幸运,水文站对你很友好,将建站 以来共24年(1990-2013)的数据都给你了。 2、分析这些数据的可靠性、代表性和一致性。 3、频率计算。累积频率 实测资料
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,一般由() 来推求。 A. 小雨资料 B. 中雨资料 C. 暴雨资料 D. 以上选项都不正确
正确答案: C
随堂作业:
2. 降落到地面上的水,除掉损失一部分以外,在 重力作用下沿着一定的方向和路径流动,这种水 流称为()。 A. 地面径流 B. 河川径流 C. 自由水 D. 活水
5. 水文站观测资料非常准确,不会出现任何差错。
正确答案:错误 6. 桥梁和涵洞都是跨河的泄水建筑物,应根据河 流的洪水情势及河床的冲淤变形等河流特性,针 对桥位所在的河段类别,进行桥涵位置、孔径等 的设计。 正确答案:正确
随堂作业:
7. 耿贝尔曲线完全不适用于我国洪水频率分析。 正确答案:错误 8. 暴雨洪水主要来源于地面径流,而地下径流对 大河枯水期的水量补给具有重要意义。 正确答案:正确
半永久性桥涵:一般是下部结构按永久性设计, 而上部结构是临时性的,易于更换的。
推求设计流量的方法汇总:
一、水文统计法
适用于大中河流,资料多,中等以上流域
二、地区性公式、暴雨径流的推理公式
适用于中小河流,无水文站观测资料
三、相关分析
资料较少,插补、延长水文资料系列。
4.1 根据流量观测资料推算设计流量
《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)规定, 永久性桥涵的设计洪水频率如下表所示:
表3-3-2
概念补充:
按照使用期限分:临时性桥涵、永久性桥涵、半 永久性桥涵。
临时性桥涵:构造简易,仅在有限的短时间内使 用,或在永久性桥梁建成之前供维持交通之用。 永久性桥涵:长期使用,需按照规定的设计洪水 频率、桥面宽度和检查维修设备等进行设计。
统计参数 理论频率曲线 经验(累积)频率曲线
三、经验频率点群与理论频率曲线拟合结果如下:
四、分析:
但是,由于洪水观测年限与总体相比差之甚远,
经验频率点群分布并不是一条光滑的连续曲线; 而由三个统计参数确定的P-Ⅲ理论频率曲线,由 于观测年限有限,抽样误差较大,使其与经验频 率曲线偏离较大。 即两者拟合不是很贴切,因此必须采取某方法确 定合适的统计参数,从而改变理论频率曲线走向 和趋势,使两者拟合最好。 通过调整统计参数,选择一条与经验频率点群拟 合最好的理论频率曲线,此方法叫做适线法。
二、多选题
1. 流域的特征一般可分为两类,包括()。 A. 算数特征 B. 几何特征 C. 地形特征 D. 自然地理特征 正确答案: BD
随堂作业:
2. 以下属于径流形成的物理模型过程的是()。 A. 降雨过程 B. 流域蓄渗过程 C. 坡面漫流过程 D. 河槽集流过程 正确答案: ABCD
随堂作业:
2. 适线法是选定统计参数,绘制理论频率曲线的 一种方法。 正确答案: √
随堂作业:
3. 许多随机变量组成的一列数值称为随机变量系 列,系列的范围只能是有限的。
正确答案:错误 4. 即使应用不同资料,采用不同方法,同一座桥 梁推算得到的设计流量大小也一定不会改变。
正确答案:错误
随堂作业:
(3)资料的代表性:是指资料是否包括了丰水年、平水年和枯水 年,若代表性差,就不能很好地反映总体的规律,统计计算 结果的实际误差就大,为了提高资料的代表性,应尽可能展 延径流系列的长度。
4.2 根据地区经验公式推算设计流量※
水文现象受气候和自然地理因素的影响,具有明显的地区 性。 跨越中小河流的桥梁,若缺少水文站观测资料,设计流量 的推算,可应用根据地区水文资料制定的经验公式计算水 文参数和流量等水文要素。这类地区公式水利部门应用很 广,可向当地水利部门调查,搜集该地区《水文手册》查 取。 1979年4月,在交通部公路规划设计院主持下,28个省 (自治区)交通厅和3个部属设计院参加,根据全国1785 个水文站的观测资料,2198站年的历史洪水调查资料,制 定了《我国公路大中桥流量经验公式汇总报告》。 报告中把全国分为111个分区,分区图如下。 制定了3个表,即全国水文分区流量计算参数表、全国水文 分区Cv值表和全国水文分区Cs/Cv经验关系表。