桥涵设计流量及水位推算课件

2019/5/16,11 桥涵设计流量及水位推算,11.1 按实测流量资料推算 11.1.1设计流量及其工程意义 桥涵及堰坝的建造必须考虑在未来运用期间将面临 的洪水威胁 洪水流量大、水位高具有一定灾害性的大水， 它 包括洪峰流量、洪水总量及洪水过程三大要素 设计洪水：按规定频率标准的洪水 设计洪水总量：按规定频率标准确定的洪水总量 设计洪峰流量：按规定频率标准确定的洪峰流量 设计洪水过程线：按规定频率标准确定的洪水过程线 交通土建及市政建设工程所面临的洪水威胁因不存在调蓄功能，故工程破坏的主要因素是设计洪峰流量，即以“峰”控制。,2019/5/16,11.1.2 设计洪峰流量或水位的推算方法 设计洪峰流量：桥涵孔径及桥梁墩台冲刷计算的基本依据 设计洪水位：桥面标高、桥头路堤堤顶标高等的设计依据,一、资料的审查 1、一致性 统计计算要求同一系列中的所有资料，必须是同一类型下产生的 2、代表性 尤其对于容量较小的样本（较短的系列） 3、独立性 彼此有关联的资料不能收入同一系列 4、可靠性 对于水文站观测资料、洪水调查资料、文献考证资料，都应逐一检查，相互核对，保证每一个数据的可靠性,2019/5/16,11.1.2 设计洪峰流量或水位的推算方法,二、资料的增补和延长 1、相关分析方法 2、位于同一河流上、下游的两个水文站（参证站与分析站），若两站的流域面积之差不超过10，两站之间无分洪或滞洪现象时，可直接利用参证站的流量资料，对分析站的流量进行插补和延长。,2019/5/16,3、 位于同一河流上、下游的两个水文站（参证站与分析站），若两站之间无较大支流汇入，而且两站已有的流量观测资料中，相同年份的年最大洪峰流量大致成比例关系，则可利用两站对应的（同一年份）年最大洪峰水位（流量），绘制两站的水位（流量）关系曲线，进行插补和延长。 4、若上游的两支河流河道均有水文站，可以作为参证站，分析站位于它们合流后的河道上，则可利用两支流的流量过程线叠加方法，求算合流后的洪峰流量。,三、资料中有特大值（特大洪水）的处理 1、分别排队法 2、补齐法,2019/5/16,四、设计流量的推算方法 1、选取样本 2、绘制经验频率曲线 3、绘制理论频率曲线（适线法） 4、计算设计流量 5、审查计算结果,2019/5/16,11.2.2 历史洪水流量推算方法 1、确定形态断面：按形态调查所得的河谷断面及洪水痕迹高程可得,将同次历史洪痕垂直投影于计算河段中泓线上 2、绘制纵剖面图： 3、测得水面比降J及河底比降i,2019/5/16,11.2.2 历史洪水流量推算方法 4、按谢才公式计算所查洪峰流量： 洪水比降资料缺少时，取 J=i 水面宽度/断面平均水深10时，取R=h 复式断面河道：,2019/5/16,11.2.3 历史洪峰流量重现期的确定方法 1、在查考期N1年内，所得历史洪峰流量Qi为最大时 2、在查考期N1年内，已有a1个洪峰流量大于Qi时,2019/5/16,11.2.3历史洪峰流量重现期的确定方法 3、若查考期N1内有a2次历史洪水与本次所查得流量Qi接近，但又无法判断它们的大小时 4、若在N1年内有几个查考期N2 ，N3等，且N1 N2 N3得历史洪峰流量为Q2、Q3， 但不能确认是否为N1年内最大或排二，则可按各查考期作重现,2019/5/16,11.2.4 设计洪峰流量的推算方法 1、有长期实测资料的系列 在查考期N1年内所得历史洪峰流量Qi为其中的特 大值时，按有特大值系列的频率分析方法推算 2、只有短期实测资料的系列（n20年） 1）、由实测系列求出平均流量 及历史洪水流量的变率 2）、计算各历史流量Qi的经验频率 3）、假定Cv,Cs值，利用下式计算合适统计参数,2019/5/16,3、缺乏实测资料时设计流量推算方法 1）、经验法：当历史洪峰流量数目较多时，可直接利用历史洪峰流量经验累积频率曲线推求设计流量Qp 2）、采用相似参证站的实测平均径流率值 ，使Cs满足： 3）、假设Cv，Cs 使下式成立,2019/5/16,11.3 按暴雨资料推算 （多用于100km2左右的小流域） 11.3.1 推理公式 1、按径流的成因关系洪峰流量的计算公式 ：洪峰径流系数 A ：24小时设计雨力（mm/h） ：流域最大汇流历时（h） n ：暴雨衰减指数 ,2019/5/16,由、联立 L ：主河沟长度（km） ：汇流历时参数（h） J ：主河沟平均比降 ：流域最大汇流历时（h） m：汇流参数 m 经验值 见P264 表11-2,2019/5/16,2、径流系数 1）当净雨历时tc ：平均降水强度 A ：雨力 ：降水历时 n ：衰减系数 所以,2019/5/16,2）当净雨历时tc 瞬时强度： 故,2019/5/16,所以,2019/5/16,3、暴雨洪峰流量表达式 F，L，J 为地形特征参数，可从地形图中求得 A，n 气候特征参数 n 可查水文手册 A 按24小时设计雨力计算,为地貌地质特征参数,2019/5/16,查等值线图，可得 通常取,所以,降雨量等值线图可以直观的表达降雨量在地理空间上的分布，因而在防汛、水文、气象等部门得到广泛应用。,2019/5/16,2019/5/16,2019/5/16,瞬时强度,也可利用上式绘制 专用曲线图解 设计洪峰流量的解算程序框图 见P267,因 未知，故须试算,2019/5/16,小桥涵设计中常用,11.3.2 径流简化公式,2019/5/16,11.3.3 经验公式,2019/5/16,11.3.4 桥位断面设计流量和设计水位推算,水文站的设计流量确定后，还须进一步换算成桥位断面处的流量或水位,1、水文测站，形态断面距桥位断面很近，流域