橋涵水文習(xí)題17級(jí)

1、橋涵水文習(xí)題習(xí)題一求河流比降已知某河流各河段的河底特征點(diǎn)高程及其間距如表1,試求各河段平均比降及全河的平均比降。全河段的平均比降利用P17頁(yè)公式(1-1-2)計(jì)算。表1各河段的河底特征點(diǎn)高程及其間距河段編號(hào)底坡變化特征點(diǎn)高程(m)特征點(diǎn)間距(km)平均比降(%。)141.972.5211225.641.9253316.325.624843.716.3200503.760習(xí)題二實(shí)測(cè)流速計(jì)算流量已知某一水位下，用流速儀等儀器測(cè)得的某河流測(cè)流斷面資料如表2所示，試計(jì)算此水位下的流量及斷面平均流速，斜坡岸邊系數(shù)a取0.7。表2某河流測(cè)流斷面資料垂線(xiàn)編號(hào)起點(diǎn)距x(m)水深h(m)垂線(xiàn)平均流速v(m/s)

2、左岸水邊線(xiàn)00.000.001282.810.74521063.371.00031972.470.90443011.350.80054411.050.62065951.850.79077373.450.90288963.580.66599782.420.6601010293.350.395左岸水邊線(xiàn)10510.000提示：計(jì)算時(shí)列出如下的表格計(jì)算各個(gè)部分?jǐn)嗝娴牧髁繕短?hào)水深(m)垂線(xiàn)平均流速(m/s)水向?qū)挾?m)過(guò)水面積(m2)平均流速(m/s)流里(m3/s000282.810.7452839.3400.52220.5161063.37178241.020.873210.290得出全斷面的流

3、量后，再計(jì)算出全斷面的平均流速。習(xí)題三推求設(shè)計(jì)水位某公路要跨越一河流，橋址橫斷面如圖1,河床特征點(diǎn)見(jiàn)表3。河槽順直、整潔、無(wú)堵塞現(xiàn)象，m河槽=40;河灘平直、長(zhǎng)草，m河灘=30。洪水水流比降i=0.0016,試?yán)L出流量水位關(guān)系曲線(xiàn)，已知Q2%=2220m3/s,推求設(shè)計(jì)水位。76.560764A75.575m區(qū)5(74工73.51/JrF73標(biāo)72.5底72河71.57170.57069.50Ji/*J1204060801001201401601802002202402602803003203403(樁號(hào)(H)圖1河床橫斷面表3河床特征表樁號(hào)(m)河床標(biāo)高(m)備注076507412072.5

4、灘槽分界處17071190702407126072.5灘槽分界處3007435076提示：首先計(jì)算出水位分別為H=76、75、74、73米下的流量值(計(jì)算格式如教材P33表1-4-2),然后繪制水位H流量Q關(guān)系曲線(xiàn)，由設(shè)計(jì)流量Q=2220m3/s和最高通航設(shè)計(jì)流量Q=1200m3/s插值得出相應(yīng)的設(shè)計(jì)水位和最高通航設(shè)計(jì)水位。計(jì)算流量時(shí)河灘部分分別按左、右河灘進(jìn)行計(jì)算。即總流量=左河灘流量+河槽流量+右河灘流量習(xí)題四適線(xiàn)法推求設(shè)計(jì)流量某二級(jí)公路上有一大橋，橋位附近的水文站有30年連續(xù)的年最大流量資料，見(jiàn)表4。要求利用適線(xiàn)法推求Qi%和Q2%的設(shè)計(jì)流量（Cs值必須通過(guò)適線(xiàn)法求得）。并計(jì)算設(shè)計(jì)流量的

5、相對(duì)均方誤。表4水文站各年流量資料順序號(hào)年份流里（m/s）順序號(hào)年份、一3流量（m/s）1197538016199020002197688017199116503197774018199210004197875019199330051979100020199470061980119021199510907198110502219968008198213002319974009198314802419981430101984155025199965011198512502620009001219865002720014501319875502820021120141988680292003950

6、151989620302004540海森概率格紙橫坐標(biāo)頻率值P%504030201510545060708085909596距50%線(xiàn)的水平距離(mm)010.922.536.244.655.170.775.3橫坐標(biāo)頻率值P%321.510.50.20.1979898.59999.599.899.9距50%線(xiàn)的水平距離(mm)80.988.393.3100110.8123.7133.0妻:1門(mén)8三晝-O胃笈腺頡率PC%)流量(m3/s)o.1020507099,9經(jīng)驗(yàn)頻率和變差系數(shù)計(jì)算表順序號(hào)按年份順序排列按流量大小排列經(jīng)驗(yàn)頻率mPB00%K2(Ki-1)年份流里(m/s)年份流里(南/s)(

7、1)(2)(3)(4)(5)(6)(8)合計(jì)理論頻率曲線(xiàn)配線(xiàn)過(guò)程Cv=Cs=頻率0.5%1%2%5%10%20%50%75%90%95%kpQp頻率0.5%1%2%5%10%20%50%75%90%95%kpQp注：配線(xiàn)時(shí)，要求：Cv=0.21.5,Cs=(24)Cv習(xí)題五利用耿貝爾頻率分布曲線(xiàn)推求設(shè)計(jì)流量采用表4數(shù)據(jù)，利用耿貝爾頻率分布曲線(xiàn)推求Qi%和Q2%的設(shè)計(jì)流量。習(xí)題六考慮特大值利用適線(xiàn)法推求設(shè)計(jì)流量接習(xí)題四，通過(guò)洪水調(diào)查和文獻(xiàn)考證得知，1805年以來(lái)該水文站曾有6次大洪水,其中1次大洪水為1990年的洪水流量2000n3/s,其它年份的資料如表5,利用考慮了特大值的適線(xiàn)法推求Qi%和

8、Q2%的設(shè)計(jì)流量。順序號(hào)年份流里（m/s）順序號(hào)年份、一3流量（m/s）118052600419202430218502060519462300319001950619902000習(xí)題七相關(guān)分析某公路橋橋位上游附近，有一個(gè)水文站（乙站）,收集到19752004年的年最大流量資料，但其中10年流量資料因故缺失。在臨近流域的河流上，也有一個(gè)水文站（甲站），可以收集到（19752004年）連續(xù)30年的年最大流量資料。兩流域的基本特征相似，擬利用甲站的流量資料對(duì)乙站的流量資料進(jìn)行插補(bǔ)和延長(zhǎng)，兩站的流量資料見(jiàn)下表，請(qǐng)計(jì)算出兩站流量的相關(guān)系數(shù)及其乙站19752004年中的缺測(cè)年份流量提示：計(jì)算甲站的平均流

9、量時(shí)只取乙站有流量資料的對(duì)應(yīng)的甲站數(shù)值計(jì)算。甲站、乙站流量表順序年份甲站流里，3（m/s）乙站流里，3（m/s）Xi-xyi-y(Xi-X)2(yi-y)2(Xi-x)(yi-y)119753802197688031977740419787505197910008006198011901380719811050130081982130016509198314802000101984155011198512501400121986500580131987550780141988680120015198962010601619902000190017199116501819921000191993

10、3003502019947001000211995109012002219968009302319974002419981430251999650950262000900105027200145068028200211202920039501190302004540600習(xí)題八小橋涵設(shè)計(jì)流量推算(1)第66全國(guó)水文分區(qū)某橋位上游的流域面積為500km；計(jì)算橋位斷面頻率為1%、2%和5%的流量。(2)分別用推理公式(3-3-4)、經(jīng)驗(yàn)公式1(3-3-9)和經(jīng)驗(yàn)公式2(3-3-10)推求甘肅省崛口-郭城驛公路石溝橋的五十年一遇流量。石溝屬黃河流域關(guān)川河支流，匯水面積F=89km2,主河溝長(zhǎng)度L=2

11、1.32km,主河溝平均坡降1=16%,河床為砂礫夾卵石，兩岸為粉質(zhì)亞粘土，地表為黃土層，劃為田類(lèi)土。地處丘陵區(qū)，暴雨分區(qū)為R區(qū)。該小橋涵工程點(diǎn)無(wú)實(shí)測(cè)流量資料，經(jīng)形態(tài)調(diào)查計(jì)算五十年一遇流量Q2%=278m3/so(在甘肅省S2%等值線(xiàn)圖中查得該站的S2%=39mm/h)習(xí)題九推求橋孔長(zhǎng)度和橋面高程接習(xí)題三，該橋位河段為次穩(wěn)定河段，通航等級(jí)為即-(1)級(jí)，相應(yīng)的最高通航設(shè)計(jì)流量Q20%=1200m3/so河床質(zhì)中值粒徑d50=3mm,橋位處的計(jì)算風(fēng)速為17m/s,計(jì)算浪程為500m,浪程內(nèi)平均水深為2.5m。采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑為40m的梁式橋，雙柱墩，墩徑取1.6m,橋梁上部建筑高度取2.2m,橋位河

12、段為河灣段，中心半徑為800m,橋位河段無(wú)凌汛、無(wú)流冰。要求推求該橋的橋孔長(zhǎng)度和橋面高程，并繪制橋孔布置圖和橋面高程示意圖。(說(shuō)明：根據(jù)習(xí)題三的水位H流量Q關(guān)系曲線(xiàn)，由設(shè)計(jì)流量(Q1%=2220m3/s)、最高通航設(shè)計(jì)流量Q20%=1200m3/s分別推求出設(shè)計(jì)水位(Hs=74.8m)、通航水位(Htn=73.8m)0按習(xí)題三的方法，分別計(jì)算出設(shè)計(jì)水位(Hs=74.8m)下的河槽和河灘流量。)習(xí)題十推求墩臺(tái)最低沖刷線(xiàn)高程接習(xí)題九，根據(jù)鉆探資料，河槽床面以下18米以?xún)?nèi)為砂礫層，平均粒徑d=3mm,河灘床面以下10m內(nèi)為中砂，再以下為砂礫；根據(jù)地質(zhì)資料和地表形態(tài)判斷，建橋后橋下河槽可擴(kuò)寬至全橋孔，

13、汛期洪水含沙量為-0.8kg/m3,橋臺(tái)形式采用帶豎直前墻和上下游錐坡。試推求墩臺(tái)最低沖刷線(xiàn)高程，要求分別應(yīng)用公式（64-1）、（64-2）（65-2）、（65-1）修正式計(jì)算。若建橋后橋下河槽不能擴(kuò)寬至全橋孔，請(qǐng)計(jì)算出橋下河槽通過(guò)的流量。幾點(diǎn)說(shuō)明：（1） P150頁(yè)的（64-1）公式中的Bcj實(shí)際上為L(zhǎng)j,在本題中為160-3X1.6=155.2m；（2） P150頁(yè)的（64-2）公式、（64-1）公式中的A按平灘水位時(shí)的H和B計(jì)算。所謂平灘水位，即此時(shí)河灘的流量為0;（3） P160頁(yè)的（65-2）修正公式中（即式5-4-3）d的單位是m；（4）若分別按（65-2）公式、（65-2）修正公

14、式計(jì)算橋墩局部深度，安全起見(jiàn)，最后結(jié)果取大值；（5）P165頁(yè)的（5-5-9）公式中的Ld要分左右河灘分別計(jì)算，如布孔為K0+110K0+270,此時(shí)計(jì)算的各個(gè)量為：左橋臺(tái)：LD=110-30=80m,此時(shí)平均流速v和平均水深h的計(jì)算范圍為K0+030K0+110,從而計(jì)算出相應(yīng)的Az和Fr；右橋臺(tái)：LD=320-270=50m,此時(shí)平均流速v和平均水深h的計(jì)算范圍為K0+270K0+320,從而計(jì)算出相應(yīng)的Az和Fr。導(dǎo)流堤設(shè)計(jì)接習(xí)題九中的公路橋，左右岸均設(shè)置導(dǎo)流堤?，F(xiàn)要求設(shè)計(jì)左橋臺(tái)（橫斷面的左側(cè)）圓曲線(xiàn)組合型導(dǎo)流堤的導(dǎo)流堤軸線(xiàn)和橫斷面，計(jì)算堤頭沖刷深度。上游堤端至河岸的距離L為95m,堤頭

15、天然水深為2.1m。習(xí)題十二小橋孔徑計(jì)算某公路跨越一小河，設(shè)計(jì)流量Qs=20m3/s,河床比降i=0.01,河槽糙率n=0.045,河槽橫斷面見(jiàn)下表和圖：樁號(hào)K1+500K1+505K1+506K1+512K1+515K1+520標(biāo)高（m）103.3102.5100.5100103103.7104103.5103102.5102101.5101100.510099.5r/L/,/12468101214161820樁號(hào)（20河流橫斷面圖路基設(shè)計(jì)高程在橋位處為103.8m,推求設(shè)計(jì)水位、計(jì)算小橋孔徑和相應(yīng)的最小橋面高程。習(xí)題十三涵洞孔徑計(jì)算設(shè)計(jì)流量Qs=4m3/s,因路基設(shè)計(jì)高程限制，涵前水深H不得超過(guò)2m。根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r，采用單層細(xì)面粗鑿石料，鋪砌在碎石上，碎石層厚度不小于10cm,進(jìn)行洞底河床加固。試選用無(wú)壓力式蓋板涵，計(jì)算涵內(nèi)臨界水深hk、涵前水深H和相應(yīng)的孔徑Bd0選定標(biāo)準(zhǔn)孔徑后，當(dāng)涵洞底坡i=0.015時(shí)，驗(yàn)算出口流速是否小于最大允許流速。提示：先假定一個(gè)涵洞孔徑Bd,根據(jù)涵洞加固類(lèi)型確定涵洞進(jìn)口附近臨界斷面