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桥涵水文
第一章桥梁与环境源自其他看法• 交通局认为是过度采砂 • 河道管理部门认为河流缺乏疏浚
• 民间认为：任何桥梁设计均可能存在问题
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第一章
桥梁与环境
案例二 辽宁浑河上游苏子河段的连接抚顺和 清源之间的东南杂木大桥发生坍塌 （一）
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第一章
赵州桥桥位选在平原顺直型稳定性河段，河槽 宽约50m，河床稳定。桥孔长度基本与河床等宽， 拱矢较高达7.23m.桥孔自重较轻。基础埋置深度虽 只有2~2.5m，但桥位所处为黄河冲击平原， 冲刷 深度较浅，所以较为稳固。 1400年前古人建桥时已经全面考虑当地水文、 地质、地形、景观等自然地理环境要素，才能 创造桥梁与自然环境和谐共处、千年安然无恙 的奇迹。
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第一章 绪论
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Hydrology and Hydraulics for Bridge Engineering
王兴蕊 土建系道桥办公室
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第一章
桥梁与环境
课程性质、目的
• 本课程为土木工程专业的必修课，属于专 业基础课程。它是一门阐述和运用水文规 律，开发和发挥工程效益的学科。主要介 绍在水循环从降水到径流过程中，关于地 面径流的形成、观测，以及对土木工程建 筑物的影响。本课程的教学目的，是使土 木工程专业学生，了解自然界中水的运行 变化与河川径流的关系，具有分析计算河 渠设计流量和确定过水建筑物孔径等的设 计知识。
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第一章
桥梁与环境
水文现象
水以不同的形式存在于自然界中
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第一章
桥梁与环境
水在自然界中的具体形式 大气
地下
自然界 中的水
山河
海洋
湖泊
冰川
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沼泽
冰川
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第一章
桥梁与环境
中国的冰川，包括境内冰川和雪山，主 要分布于中国西部，包括西藏、新疆、四川、 云南、甘肃、青海等省区，青藏高原分布集 中，主要位于喜马拉雅山、横断山、昆仑山、 祁连山等诸多山脉，为很多河流的源头。由 于冰川冰雪累计和融化相对稳定，确保了江 源河源地区水源的稳定，长江和黄河均发源 于雪山冰川。
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第一章
桥梁与环境
桥梁建设者在设计好桥梁工程实体的同时，必须 处理好桥梁与河、海、高原、山岭等自然环境的关系。 桥梁的修建不应阻挡洪水，不应引起河床不利变形。
桥梁跨越应和周围环境和谐结合，使人们感受到 桥梁与自然环境相协调的美感。
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第一章
桥梁与环境
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第一章
桥梁与环境
（一）桥与水的联系
1 墩台埋置深度－泥沙冲刷 2 桥孔长度－泄洪（设计流量） 3 桥面标高－设计水位 其它：桥面排水
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第一章
桥梁与环境
（二）桥与环境的联系
1、桥梁在施工或运营过程中可能造成环境污染，如产 生噪声、污染空气或水； 2、桥梁在施工或建成后对水生物生存条件产生影响； 3、桥梁作为大型建筑物，其建筑形式和结构反映当时 的政治、文化、历史、技术等因素，这些因素成为桥 梁的社会环境。
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第一章
桥梁与环境
《桥涵水文》主要内容
• 水文计算的任务是预估未来的水文情况。主 要是洪峰流量及其相应的水位。采用概率预 估的方法，预估未来某种重现几率的洪水的 数值大小。 • 河川径流（第二章） • 水文统计原理（第三章） • 设计洪水流量（第四章） 确定大中桥孔 径（第六章）
必须对施工期间的水文情况有所了解。对于中小桥 梁及涵洞工程，由于施工期限较短，一般尽量安排在 枯水期间施工。对于大桥和特大桥工程，施工期限一 般均较长，在安排水中桥墩的基础及水下墩身施工时， 一方面，为了确定诸如围堰之类的临时性建筑物的尺 寸，必须预先估计整个施工期间的天然来水情况，需 要通过对多年年内水文变化过程的分析计算来解决;另 一方面，为了安排施工的日常工作，必须了解近期(例 如几天)内更为确切的来水情况，水文预报就是为解决 这一类问题服务的 。
桥梁与环境
（二）
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第一章
桥梁与环境
（三）
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第一章
桥梁与环境
初步分析
• 中间有一处桥墩被大水冲毁，随之有两跨 上部结构掉入水中。 • 水的流速大，造成桥梁下部基础被冲毁， 是冲刷深度大于基础（扩大基础）的埋深 所致，纠其原因应该是桥梁设计时未考虑 这么大的水，桥跨布置过小，河床断面压 缩过大所致。
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第一章
桥梁与环境
在桥涵(及线路)的运营养护管理工作中
特别是在讯期，为了保证桥涵的畅通，同样需 要掌握根据水文分析计算得到的未来长期内的水 文平均情况，并结合水文预报提供的较短期内的 具体情况，从而估计该汛期内洪水的大小及沿线 分布，以便结合所管辖的桥涵过水能力的大小， 及早采取措施，使洪水能够安全的从桥涵内渲泄。
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第一章
桥梁与环境
武汉长江大 桥。建于 1957年，万 里长江第一 桥，历经68 次撞击仍屹 立不倒。
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第一章
桥梁与环境
2005年11月3日，赵州桥庆祝1400岁生日，曾经历1976年 邢台7.6级地震。
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第一章
桥梁与环境
赵州桥简介：
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第一章
桥梁与环境
水文学的基本概念
水文学(Hydrology)：研究地球上水的存在、循环、 分布和它在地面、地下运行变化规律的科学。
水文学
水文气象学 水文地质学 地表水文学 海洋水文学 陆地水文学 河川水文学 湖泊水文学
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冰川水文学 沼泽水文学
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第一章
桥梁与环境
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地下暗河出口
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地下水
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河川
长 江
黄河入海口
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第一章
桥梁与环境
桥梁的启示
思考：桥与水的联系？桥与环境的联系？ 桥梁给我们哪些启示？
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第一章
桥梁与环境
桥梁事故案例一
四川成都 新津县 金马河大桥 水毁
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第一章
桥梁与环境
五大淡水湖：鄱阳湖 – 洞庭湖 – 太湖 – 洪泽湖 – 巢湖 其他淡水湖：兴凯湖 – 呼伦湖 – 贝尔湖 – 微山湖 – 洪湖 小型淡水湖：东湖 - 西湖 – 五大连池 – 白洋淀 咸水湖： 青海湖
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湖泊
中国最大的咸水湖泊——青海湖（大约4256平方公里）
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鄱阳湖是中国第一大淡水湖，也是中国第二大湖， 位于江西省北部、长江南岸 。鄱阳湖是世界上最大 的鸟类保护区 。
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太湖，位于 江苏省南部， 长江三角洲的 南部。 华东最大湖 泊，也是中国 第三大淡水湖， 是中国著名的 环太湖风景名 胜区 。
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五大连池是世界上保存最完整、最典型、时代 最新的火山群，被誉为“中国火山博物馆”。因这 里有丰富的具有医疗价值的矿泉，又被称为“中国 矿泉水之乡”。
• 选定桥位、拟定桥长、布设桥孔、计算桥面 高程和墩台冲刷深度，提出初步设计方案； • “顺应水势，因势利导”，拟定桥梁引道、 导流堤、护岸、丁坝等附属设施的布设，提 出环境设计。
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第一章
桥梁与环境
本课程考核方式
• 本课程是《水力学》、《概率论与数理统 计》的后继课程，是《桥梁工程》、《桥 梁结构设计》的基础。 • 考核方式：闭卷 • 成绩组成：平时成绩（30%）+卷面成绩 （70%） 平时成绩=考勤+平时作业(3-4次)
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第一章
桥梁与环境
塌陷部分已全部掉入河中
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第一章
桥梁与环境
桥面留下一个近一米宽的大缝
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第一章
桥梁与环境
专家勘测结论
• 排除了桥梁质量问题引发塌陷的可能。专家分析， 该桥一共有15个桥孔，只有5个桥孔排水，加之金 马河连续洪水，在洪水集中连续冲刷下，两个承重 桥墩的基础被淘蚀，加之重力作用，所以出现了塌 陷。
陆地水文学 按照 研究目的 和方法
水文测验学
普通水文学
水文地理学
工程水文学
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桥涵水文
第一章
桥梁与环境
桥涵水文学的基本概念
• 桥涵水文学属于工程水文学的一类。
• 《工程水文学》是一门阐述和运用水文规律、开发 和发挥工程效益、为国民经济建设服务的学科。 • 《桥涵水文学》则是服务于桥涵工程的规划、设计、 施工及养护。主要叙述水循环从降水到径流这一过 程中，关于地面径流（特别是河流中的洪峰流量） 的形成、观测和以设计洪峰流量为主的分析计算等 内容。
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桥涵水文
第一章
桥梁与环境
绪 论
21世纪的桥梁，不仅是具有交通功能的工 程实体；同时，应是保护环境的重要设施， 是一件具有与环境景观相协调的、空间艺 术创作的作品。 桥涵水文是根据河流和海洋水文环境各项 因素进行桥梁设计的学科，为桥位环境设 计的一个重要组成部分。