橋涵水文復(fù)習(xí)資料2014版

1、考 試 題 型一. 名詞解釋題 (每題2分，5小題，共10分)二. 判斷題(每題2分，10小題，共20分)三. 填空題(每題2分，10小題，共20分)四. 問答題(每題5分，2小題，共10分)五. 計算題(每題20分，2小題，共40分) 橋涵水文復(fù)習(xí)提綱一、名詞解釋（1）累積頻率水文統(tǒng)計中，等于或大于某一流量值出現(xiàn)的次數(shù)（即累積出現(xiàn)次數(shù)）與總次數(shù)的比值，稱為該流量下的累積頻率。（2）重現(xiàn)期水文統(tǒng)計中，等于或大于某一流量值出現(xiàn)的時間間隔，稱為該流量的重現(xiàn)期。（3）設(shè)計洪水流量公路、橋梁和涵洞等各項工程設(shè)計時，根據(jù)國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的某一設(shè)計洪水頻率，推算該頻率相應(yīng)洪水的洪峰流量，稱為設(shè)計洪水流量，

2、簡稱設(shè)計流量。（4）設(shè)計水位橋位計算斷面上通過設(shè)計流量相應(yīng)的水位，稱為設(shè)計洪水位，簡稱設(shè)計水位。（5）偏差系數(shù)表明系列分布對均值的對稱情況，反映頻率分布對均值的偏斜程度。（6）變差系數(shù)代表系列離均分布情況的參數(shù)，表明系列分布對均值是比較分散還是比較集中，反映頻率分布對均值的離散程度。（7）抽樣誤差：用樣本來代替總體確定三個統(tǒng)計參數(shù)以及設(shè)計流量，必定存在一定誤差，稱為抽樣誤差。（8）經(jīng)驗頻率曲線根據(jù)作為水文統(tǒng)計樣本的實測水文資料系列，計算各項隨機變量的經(jīng)驗頻率，點繪經(jīng)驗頻率與其對應(yīng)的隨機變量大小的曲線，稱為該樣本的經(jīng)驗頻率曲線。（9）理論頻率曲線根據(jù)自然界大量實際資料的頻率分布趨勢，選配具有一定

3、數(shù)學(xué)函數(shù)式的頻率曲線，習(xí)慣上稱為理論頻率曲線。理論頻率曲線的建立，使頻率曲線的繪制和外延以數(shù)學(xué)函數(shù)式為依據(jù)，減少了曲線外延的任意性。（10）橋孔凈長：設(shè)計水位上兩橋臺前緣（埋入式橋臺則為兩橋臺護坡坡面之間）的水面寬度，稱為橋孔長度。扣除全部橋墩寬度（順橋方向）后，則稱為橋孔凈長。（11）橋孔長度設(shè)計水位上兩橋臺前緣（埋入式橋臺則為兩橋臺護坡坡面之間）的水面寬度，稱為橋孔長度。（12）沖刷系數(shù)沖刷后與沖刷前的橋下過水面積之比，稱為沖刷系數(shù)。（13）橋面高程橋面高程是指橋面中心線上最低點的高程，必須滿足橋下通過設(shè)計洪水、流冰、流木和通航的要求，并且應(yīng)該考慮壅水、波浪、水拱、河灣凹岸水面超高以及河床

4、淤積等各種因素引起的橋下水位升高。（14）造床流量：與多年連續(xù)造床作用相當(dāng)?shù)哪硞€流量數(shù)值，稱為造床流量，其對河床形態(tài)的塑造作用最大。橋梁工程中，常取水位與河灘平灘水位齊平時的河槽流量作為造床流量。（15）推移質(zhì)輸沙率：單位時間內(nèi)在過水?dāng)嗝鎲挝缓硬蹖挾壬希ㄟ^的推移質(zhì)的質(zhì)量，單位為kg/s.m。（16）含沙量單位體積內(nèi)水流中所含懸移質(zhì)的質(zhì)量，單位是kg/m3。（17）泥沙起動流速床面泥沙顆粒在各種外力作用下失去平衡，泥沙開始運動時的水流垂線平均流速（m/s）。（18）水流挾沙能力在一定的水力條件和邊界條件下，單位體積的水流能夠挾帶泥沙的最大數(shù)量（質(zhì)量），包括懸移質(zhì)和推移質(zhì)的全部泥沙數(shù)量，稱為水流

5、的挾沙能力。（19）沖止流速橋下一般沖刷停止時的垂線平均流速稱為沖止流速。（20）河床演變在天然狀況下或人類活動的干擾后，河床形態(tài)逐漸的變化。（21）河相關(guān)系沖積河床在水沙長期相互作用下，逐漸形成一種均衡的河床形態(tài)。描述這些河床均衡形態(tài)的幾何因素（河寬B、平均水深h、比降i、彎道半徑R等）與來水、來沙條件（Q、d等）存在一定的對應(yīng)關(guān)系，又稱均衡關(guān)系。（22）一般沖刷深度橋下河床在一般沖刷完成后從設(shè)計水位算起的某一垂線水深，以符號hp表示。（23）橋墩局部沖刷深度當(dāng)沖刷停止時，橋墩局部沖刷坑外緣與坑底的最大高差，稱為橋墩局部沖刷深度，一般假設(shè)其在一般沖刷完成后的基礎(chǔ)上進行的。二、問答題1、河流的

6、基本特征有哪些。流域的特征。河流的基本特征一般用河流斷面，河流長度及河流比降來表示。流域的特征分為幾何特征和自然地理特征。幾何特征：流域面積和流域形狀。自然地理特征：流域的地理位置和地形。2、 河川徑流形成過程分那幾個階段？簡述徑流形成的影響因素。徑流形成過程：降雨過程流域蓄滲過程坡面漫流過程河槽集流過程影響徑流的主要因素：A.氣候因素：（1）降雨（2）蒸發(fā)B.下墊面因素C.人類活動因素3、 利用形態(tài)斷面法求流量（謝才公式）。形態(tài)斷面（水文斷面）：計算流量所依據(jù)的河流斷面謝才滿寧公式： 或 （v：平均流速，復(fù)式斷面河灘河槽的平均流速分別計算；n：粗糙系數(shù)；R=A/X：水力半徑=斷面面積/濕周；

7、i：洪水比降） 寬淺河流（）： （）單式斷面：復(fù)式斷面：(PS：P33例2-4-1)4、 水文現(xiàn)象的特征和分析方法。特征：周期性，地區(qū)性，不重復(fù)性（偶然性）分析方法：成因分析法，地區(qū)歸納法，數(shù)理統(tǒng)計法5、 水文統(tǒng)計法中，常用的統(tǒng)計參數(shù)有哪些？我國暴雨徑流Cv值的變化規(guī)律。系列的數(shù)值特征值稱為該系列的統(tǒng)計參數(shù)統(tǒng)計參數(shù)有：（1）反映系列中隨機變量數(shù)值大小的特征：均值、中值、眾值 （2）反映各隨機變量離均程度：均方差、變差系數(shù) （3）反映各隨機變量對均值的對稱性：偏差系數(shù)我國暴雨凈流的值趨勢大致狹長流域比扇形流域的大，小流域比達流域的大，山區(qū)河流比平原河 流的大，北方河流比南方河流的大。一般情況下，

8、融冰雪洪水的值較為穩(wěn)定，而暴雨洪水的值不夠穩(wěn)定。PS：（總體）或（樣本） （模比系數(shù)）6、 統(tǒng)計參數(shù)同密度曲線和頻率曲線的關(guān)系。（圖看P49） 反映密度曲線的位置變化，若及值不變，則曲線的形狀基本不變，但曲線的位置將隨的變化沿x軸移動。 反映密度曲線的高矮情況，若及值不變，值愈大，表示頻率分布愈分散，曲線就愈顯得矮而胖；值愈小，表示頻率分布愈集中，曲線就愈顯得高而瘦；=0時將成為一條垂直線。 反映密度曲線的偏斜程度，若及值不變，>0時，曲線的峰偏左（正偏態(tài)），值愈大峰愈向左偏；=0時，曲線的峰居中間，兩側(cè)對稱（正態(tài)）；<0時，曲線的峰偏右（負(fù)偏態(tài)），值愈小峰愈向右偏。年最大流量系列

9、無負(fù)值，密度曲線總是峰偏左而正偏態(tài) 反映頻率曲線的位置高低，若及值不變，則值愈大曲線愈高。 反映頻率曲線的陡坦程度，若及值不變，值愈大，曲線就愈陡；=0時將成為一條水平線。（總是左高右低） 反映頻率曲線的曲率大小，若及值不變，>0時，隨值的增大，曲線的頭部變陡，尾部變緩而趨平，>23時，曲線尾部趨向水平；=0時，正態(tài)分布，頻率曲線在海森幾率格紙上將成為一條直線；<0時，隨值的減小，曲線的頭部趨平，尾部變陡。年最大流量系列無負(fù)值，頻率曲線總是頭部陡尾部緩。 7、 相關(guān)分析、相關(guān)系數(shù)。相關(guān)系數(shù)要達到什么標(biāo)準(zhǔn)才能進行相關(guān)計算？ 直線相關(guān)： 相關(guān)系數(shù)R判別兩變量之間的相關(guān)程度 R=1

10、，完全相關(guān)； R=0，零相關(guān)；R= -11，統(tǒng)計相關(guān)，R的絕對值愈接近1，相關(guān)程度愈密切。經(jīng)驗值：R的絕對值大于0.8就可使用相關(guān)分析進行資料數(shù)據(jù)的插補和延長。數(shù)理統(tǒng)計：R的絕對值大于，兩系列間相關(guān)是密切的。（根據(jù)相應(yīng)隨機變量的個數(shù)n和信度查表得）=0.05表示錯誤的概率是5%8、 推求橋涵設(shè)計流量有幾種方法？掌握適線法推求流量的方法和步驟。須記?。?-4-1）、（3-5-5）、（3-5-11）、（3-6-10）等公式。利用特大值如何求流量（特大值頻率要記，公式（4-1-1）、（4-1-2）不需要記，但要明白各項含義）。（1）、方法有：根據(jù)流量觀測數(shù)據(jù)資料推算設(shè)計流量（適線法），應(yīng)用地區(qū)經(jīng)驗公

11、式推算設(shè)計流量（2）、經(jīng)驗頻率： 平均流量： 變差系數(shù)： 偏差系數(shù)： 年最大流量（皮爾遜III型曲線或）： 頻率為P的洪峰流量；離均系數(shù)（值查表得，與頻率P和偏差系數(shù)有關(guān)），由上式知由，確定。（3） 適線法步驟：a.隨機變量從大到小排序，計算經(jīng)驗頻率，繪出經(jīng)驗頻率曲線；b.計算和，假定（m=24），繪出理論頻率曲線；c.調(diào)整m值使理論頻率曲線與經(jīng)驗頻率曲線盡量相符，也可適當(dāng)調(diào)整和（4） 特大值求流量：不同點在于有特大值時為不連續(xù)系列，以上（2）考慮連續(xù)系列。 有特大值時，經(jīng)驗頻率：t年QnNb個xNl個xN實測期：n年 調(diào)查期：N年 考證期：N年N年內(nèi)共有a次特大值，其中b個特大值在實測系列之

12、外， l個特大值在實測系列之內(nèi)，假定（N-a）年內(nèi)流量的均值與分布規(guī)律與n年內(nèi)的分布規(guī)律相同。最大值： 特大值： 以上和為初始值，最后用連續(xù)系列適線法。PS：例3-6-1 P539、 缺乏流量觀測資料時，對于跨越中小河流的橋梁，怎樣推算設(shè)計流量？推理公式和經(jīng)驗公式從降雨量推算凈雨量的方法。（1） 、公路工程中位于小流域河流及溝渠的橋梁和涵洞，以及公路排水系統(tǒng)的設(shè)計流量由暴雨資料推求。（2） 、從降雨量推算凈雨量，有兩種方法：a.降雨量乘以折減系數(shù)，即洪峰徑流系數(shù)，以表示；b.從降雨量中減去損失雨量，損失雨量可用損失參數(shù)（mm/h）表示。（3） 、方法a. 方法b. 北方： 南方： L主河溝長度

13、（km） I主河溝平均坡度（）（4）經(jīng)驗公式： 10、 橋梁的修建前后，大中橋橋位河段的水流圖式發(fā)生了什么變化。水流圖式如何影響橋孔長度的確定。 PS：緩流 急流 水流圖式反映了建橋后水流和泥沙運動的變化，表現(xiàn)了橋孔長度、橋前壅水和橋下沖刷三者之間的關(guān)系，應(yīng)作為橋孔計算的分析依據(jù)。11、 河段的分類及其穩(wěn)定程度（表6-1-1）。穩(wěn)定性河段、次穩(wěn)定性河段和不穩(wěn)定性河段的區(qū)別。峽谷河段和開闊河段的區(qū)別要點及其橋孔布設(shè)區(qū)別要點。（1） 、穩(wěn)定性河段和次穩(wěn)定性河段的區(qū)別，前者河槽岸線、河槽、洪水主流均基本穩(wěn)定，變形緩慢；后者河灣發(fā)展下移，主流在河槽內(nèi)移動。不穩(wěn)定性河段與次穩(wěn)定性河段的區(qū)別，前者主流在整

14、個河床內(nèi)擺動，幅度大變化快，河床有可能擴寬；后者主流在河槽內(nèi)擺動，幅度小。（2） 、穩(wěn)定級別分為、級（3） 、峽谷河段，河床窄深，床面巖石裸露或為大漂石覆蓋，河床較大，多急彎、卡口，斷面呈V或U型；開闊河段岸線整齊，河槽穩(wěn)定，斷面多呈U型，灘、槽分明，各級洪水流向基本一致。（4） 、橋孔布設(shè)：峽谷河段橋孔不得壓縮河槽，一般宜單孔跨越，墩臺基礎(chǔ)可置于不同高程上；開闊河段不得壓縮河槽，允許壓縮河灘，橋頭河灘路堤應(yīng)與洪水主流方向正交。（5） 、橋位選擇：峽谷河段：橋孔不得壓縮水流，盡量一孔跨過；開闊河段：選在河槽穩(wěn)定、流速緩和處。12、 計算橋孔長度時采用的設(shè)計流速。橋孔長度的計算（經(jīng)驗公式法，6-

15、2-3）。 設(shè)計流速（即一般沖刷完成后的橋下平均流速）采用天然河槽平均流速 對于有明顯河槽的各類河段：13、 橋面高程的影響因素及確定方法。（6-3-12）、（6-3-13）和（6-3-14）（1）、引起橋下水位升高的因素：壅水、波浪、其他、急流河槽中橋墩的水流沖擊高度（2）、橋前最大用水高度： 橋下最大壅水高度為橋前的一半（3） 、A。橋位處的波浪高度 計算橋面高程時，以橋位靜水面以上波浪高度的三分之二計入。 .取值，時=2.42，時=2.30 B。路堤（或?qū)Я鞯蹋┻吰绿幍牟ɡ伺栏?C。斜向的波浪爬高（4） 、水拱現(xiàn)象；河灣水位超高值（計入1/2）；局部股流壅高；河床淤積（5） 、急流河槽中

16、橋墩的水流沖擊高度（6） 、不通航河段：（比較2者取max作為最低高程） 按設(shè)計洪水位計算 按流冰水位計算（7） 、通航河段：（比較3者取max作為最低高程） PS：例6-4-1 P14314、 泥沙的組成。泥沙的起動流速與粒徑的關(guān)系。 （1）、泥沙組成：懸移質(zhì)（長河段的河床演變）、推移質(zhì)以及床沙（橋梁上下游河床變形和墩臺附近沖刷） （2）、泥沙的起動流速床面泥沙顆粒在各種外力作用下失去平衡，泥沙開始運動時的水流垂線平均流速（m/s）。對于大顆粒泥沙以第一項重力作用為主，對于極細(xì)顆粒以第二項粘結(jié)力為主。當(dāng)水深為1m時，繪制啟動流速與粒徑d的關(guān)系曲線，兩條曲線形狀基本相同，在d=0.15mm附近

17、，啟動流速有最小值。該值右側(cè)啟動流速以克服重力為主，啟動流速隨粒徑增大而增大；該值左側(cè)，啟動流速以克服粘結(jié)力為主，啟動流速隨粒徑減小而增大。15、 副流的種類，螺旋流的凹凸岸沖刷和淤積情況。 （1）、種類：立軸副流（回流）、平軸副流（滾流）、順軸副流（螺旋流） （2）、在螺旋流作用下，自彎道進口斷面逐漸流向凹岸，使凹岸沖刷，凸岸淤積；凹岸沖刷在彎道出口斷面附近，沖刷最深。16、 影響河床演變的主要自然因素。河槽沖刷（動床沖刷）與河灘沖刷（清水沖刷）。（1）、影響河床演變的主要自然因素：上游來水條件，即流量的大小和變化；上游來沙條件，即上游來沙量及其粒徑組成；河床地質(zhì)、土質(zhì)條件、河床比降為河床演

18、變提供了邊界條件。（2）、17、沖刷的類型及計算。橋墩周圍的水流。如何確定墩臺最低沖刷線高程（橋墩和橋臺），橋臺沖刷深度計算特點。橋墩局部沖刷深度和行近流速的關(guān)系。斷面河相系數(shù)（7-2-5）、單寬流量集中系數(shù)（7-2-6）、一般沖刷最大水深的計算公式（7-3-6）。橋墩局部沖刷的計算（7-4-1）、（7-4-2）。 （1）、沖刷類型：自然（演變）沖刷、一般沖刷、局部沖刷 （2）、在確定橋梁墩臺基礎(chǔ)埋置深度時，應(yīng)根據(jù)橋位河段具體情況，取河床自然沖刷、一般沖刷和局部沖刷的最不利組合，作為墩臺基礎(chǔ)埋深的依據(jù)。 （3）、橋墩的最低沖刷線高程： 橋臺的最低沖刷線高程： （4）、行近流速指橋墩上游處，未受繞流影響的墩前天然流速。由于假定局部沖刷是在一般沖刷完成后進行的，故取一般沖刷終止后的墩前流速作為墩前行近流速，局部沖刷計算的墩前水深采用一般沖刷后的水深。 （5）、橋墩局部沖刷深度