桥涵水文1ppt课件

桥涵水文学(水文学)水文学公路工程，1.2.2水文研究的基本方法1。遗传分析基于对实测数据或实验数据的分析和研究，在水文过程形成机理的基础上，建立某一水文要素与其影响因素之间的确定性定量关系。这种利用水文现象的确定性规律解决水文问题的方法被称为遗传分析。然而，由于影响水文现象的因素极其复杂，这种方法不能完全用数学和物理方法来描述，通常用数学模型或物理模型来模拟。(2)数理统计(水文统计)基于水文现象的随机性和概率论，利用数理统计方法可以推导出水文要素的统计规律。可以获得工程设计所需的设计水文特征值，解决工程设计问题。其次，对两个或两个以上的水文要素进行关联分析，建立它们之间的统计关系，从而利用已知的水文要素推导出未知的水文要素。(3)区域综合方法由于气候要素和地理要素在区域分布上具有渐变性，受其影响的水文要素的变化在区域内也表现出一定的规律性。这一规律通常用等值线图或经验公式来表示，综合反映某一区域水文要素的变化规律，称为区域综合方法。区域综合法可以解决数据不足地区的水文设计问题。河段：河流中上游的河口和上游的河道。2.1.1特性河流)，3条河流，3条。河道剖面图，2。河流长度l:从河流源头沿着主要河流到河口的长度，称为河流长度，以公里为单位测量，如图2.2横截面示意图。(1)河道断面(简称：断面):水位、水位、高水位、低水位、河道漫滩、低水位、中水位、高水位、河道、漫滩、主河道、河床、主河道浅滩、高水位以下河床：图2.2为断面示意图。在横截面中，水通过的部分称为湿横截面承载部分，其面积称为横截面面积(m2)。连接河流中沿流向的每个横截面的最大深度点的线称为thalweg，沿Thalweg的横截面称为河流剖面。表示河床从上游向下游的变化。(2)河流的垂直断面，4。河流的落差，用十进制和千分之一表示。水面坡度(坡面)、河底坡度(坡面)、河流平均河底坡度：图2-3河流平均纵向坡度计算示意图，2.1.2流域(盆地、河谷)特征，水系(水系)(水系、水系、河网)干流支流，干流是水系中河流的最高水位。(1)分水岭和分水岭(1)分水岭(分水岭、分水岭线)、脊线，(2)分水岭、分水岭对应某一出口断面(出水口)，当没有指定断面时，是指河口以上的区域。地表分水岭地下分水岭2中的闭合与非闭合。盆1的几何特征。流域面积F(集水区):在地形图上绘制流域线，并测量由流域线包围的面积，即流域面积，单位为平方公里(2)。分水岭长度LF(最长分水岭):从分水岭出口到分水岭最远点的分水岭轴长度，单位为千米。平均宽度b(平均宽度):b=f/lf，(3)流域形状系数(系数f basin shape):k=b/lf=f/lf2(2-2)，3。盆地的自然地理(地理位置):经度和纬度气候条件：温度，气压，湿度，降水，蒸发，风，4。流域下垫面条件：山区、丘陵区、平原湖区.地质结构岩石特征土壤植被覆盖湖泊和沼泽人类活动。2.1.3山区河流和平原河流1。山区河流特征：盆地内坡度较陡，河床断面为“v”和“u”，河床主要由基岩和卵石组成，河床稳定；沿途通常有陡峭的海滩、刺刀和深潭，河底坡度很大。洪水暴涨暴落，水位变化大，流态紊乱，有回流、漩涡、落水和水跃。2.平原河流的特点：断面开阔，常有洪泛平原；河床由水流形成，冲积层往往长达数十米，沉积物成分呈层状：最深处多为卵石，其上为砂卵石，然后为粗砂、中砂甚至细砂；泛滥平原通常是粘土或粘壤土。断面不稳定，主河道经常左右摆动，河道冲淤。河床坡度小，洪水涨落缓慢，水位变化小，汇流时间长。根据平面形态和演变过程，平原河流可分为四种类型的河段：1)直的微弯河段(河岸平移型)，2)弯的河段(蜿蜒型)，3)分叉河段，4)游荡型河段，2.2径流及其形成过程，径流：是指由降水形成并沿流域表面和地下流向河流、湖泊、水库和洼地的水流。包括地表径流和地下径流。在重力作用下沿河床流动的水汇集成河后，称为河流径流。水循环地球上的水以三种形式存在：气态、液态和固态，存在于空气、地面、地下和生物体中，形成一个相互联系的水圈。2.2.1水文循环和水量平衡，河流径流不断，是由于地球自然永不停止的水循环的存在，也称为水循环或水文循环。2、地球水平衡(GlobalWaterBudget)，水平衡原理(PrincipleofWaterBudget):在水文循环过程中，任何地区、任何时段，入水量和出水量之间的差值，必须等于其蓄水量的变化量。在水量平衡方程： Io=S中，S可以是正的或负的。上述公式是一个通式。对于特定的研究对象，应该根据特定的输入和输出分量来编写特定的水平衡方程。陆地：全球多年降水量等于多年平均蒸发量，1130毫米，多年平均值：全球：(2-5)，海洋：对于一个封闭的流域，一定时间t:per=s(2-7)，多年平均值：2.2.2径流形成过程是从降雨到径流从流域出口流出的整个物理过程。(1)径流形成的物理过程(1)降雨过程降雨(mm)降雨强度(mm/minmm/h)暴雨中心的被围面积(km2)降雨及其在时间和空间上的变化决定了径流过程的大小和趋势。(2)集水入渗过程中的降雨流失：降雨中不能形成径流的部分被植物拦截。渗透(渗透)填满了洼地Vd(抑制滞留)蒸发E。这部分降雨将在集水区的蒸发和排放中被消耗掉，不会形成径流，因此被称为损失。降雨量减去损失等于净降雨量。降雨量减去损失的过程称为净降雨量。(3)坡面汇流(坡面流过程)净雨水首先从流域坡面流入河网(小沟渠、溪流和河流)，形成地表径流。这部分径流速度快、历时短，是洪水形成的主体。另一部分净雨水沿地下潜水层流入河网，形成地下径流，这部分径流流量较小，形成相对稳定的地下径流。坡面溢流从盆地的一部分开始，然后逐渐扩展到整个盆地。(4)由于河网汇流(河道汇水过程)而进入河网的径流(河流径流)在重力作用下从支流向干流、从上游向下游向流域出口段汇集，完成径流形成的整个物理过程。径流形成的过程，通常将降雨转化为净雨，称为径流生成。将净雨水转化为河流径流的过程称为汇流过程。必须指出，径流形成过程是从降雨到径流流出流域出口段的整个物理过程。降雨、汇水入渗、坡面径流和河道汇水是径流形成过程的四个阶段。它们在时间上没有明显的界限，但同时交替出现。2.2.3水文资料的收集和整理收集水文资料，工程设计所需的资料：年最大洪水位、年最大峰值流速、洪水梯度、糙率、年最大潮位。水位-流量关系曲线、水位-断面面积关系曲线、水位-断面平均流速关系曲线洪水资料小流域：流域内暴雨资料(小桥、涵洞)，水文资料来源：(1)水文站实测资料(2)洪水调查资料(3)历史文献考证资料，泥沙：包括悬沙浓度、推移质输沙率、床沙和河床地质钻探资料，包括各层泥沙的平均粒径和粒径分级曲线。(1)水文站观测数据范围：桥梁河段及附近流域的引道：水文年鉴、水文数据库、水文特征值、水文手册、水文图集、潮位资料等。水文部门；(a)海事部门0103010；已建水利工程或桥梁等的设计资料。(2)已印刷或出版的历史调查洪水资料。洪水调查主要是调查桥址上下游历史上发生的重大洪水和特大洪水的洪水位，确定洪水梯度，计算相应的洪峰流量，作为桥址水文设计的依据。同时，调查桥址附近河流的冲淤变形和河床演变，作为确定历史洪水计算断面和桥墩、桥台自然冲刷深度的依据。洪水调查的一般步骤：查明历史洪水发生的时间；深入群众，走访沿海居民；查阅历史文献和资料，了解雨情、水情和灾情。(2)洪水轨迹调查：实地调查，洪水轨迹和淹没面积调查(3)洪水位和断面测量(4)洪水流量计算，流量计算(1)水文断面选择计算流量的断面称为水文断面，也称为形态断面。水文断面选择：桥梁断面，上游一个水文断面测量断面，下游一个断面；2)速度和流量计算的Chezy-ManningFormula:对于宽断面和浅断面():流量：单断面：复合断面：3)洪水坡度的确定由测量水面线确定或由河底坡度近似确定。4)河床糙率(糙率系数)的选择水文站实测流量、流速和断面数据的分析结果，或根据河段特性和流态检查天然河流糙率表(设计手册和水力学书)。河道和河岸的粗糙度应分别确定。(3)历史文献考证资料应用于验证桥址的历史洪水(大洪水或特大洪水),以及数值范围、数量级、重现期等。在估计的fl中(4)桥梁水文信息的存储和处理(1)桥梁名称、桥梁类型、设计洪水频率、水流与桥梁轴线法线的夹角、航道等级、公路等级、桥梁河段特征、冰等基本信息。2)桥址及水域信息河流名称、河段稳定性类别、河床坡度、河床砂粒粒径及级配曲线、桥址河床横断面地形数据(桩号及高程数据表)、河道及两岸河漫滩边界桩号、粗糙度、历史洪水位调查等。3.1水文统计的基本概念(概念水文统计)。桥涵水文的基本任务是确定桥涵的基本尺寸(桥孔长度、桥面标高、桥墩埋置深度等)。)，基于水文因素，主要是特定的洪峰流量以及在桥涵使用寿命期间可能出现的相应水位和流量，称为桥涵设计流量、设计水位和设计流量。然后，结合安全和经济要求，最终确定桥涵的基本尺寸。3.1.2事件随机测试是指对随机现象的观察、观察或测量作为测试。如果这个测试可以在相同的条件下重复进行，并且每个测试的结果事先是不可预测的，那么这个测试就叫做随机实验，简称为测试。在概率论中，对随机现象的观察被视为随机实验，随机实验的结果被称为事件。不可避免的事件(certainevent)；不可能的事件；随机事件。事件的分类，表示方法：a，b，c，a:“掷硬币出现正”b:“岷江下游洪水水位高于8m”，(3.1.3概率)在相同条件下，随机事件在实验中可能发生或可能不发生，但发生或不发生的可能性不同。为了比较随机事件发生的概率，必须有一个量化的标准，叫