公路桥涵水文计算基本方法

公路桥涵水文计算基本方法公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第1页!

前言

众所周知，桥涵水文是公路、铁路、市政工程中桥梁、路基设计、建设的决定性因素之一，也是衡量桥梁、路基是否符合相应的行业标准的最基本标准。更为重要是它事关洪灾区人民的生命和财产的安全，是灾区人民群众逃生和抢险时有限的几条通道之一。由此可见桥涵水文在桥梁、路基设计、建设中是极其重要的工作项目。桥涵水文与本行业其它专业有所不同，桥涵水文调查、分析、计算本身并无精度指标要求，特别强调的是将通过各种途径和方法得到的计算结果进行比较、论证后确定最终设计流量，使其更接近实际，更趋于合理。本次交流着重于桥涵水文分析、计算的基本方法和途径。以上内容是桥涵水文工作主要工作内容，但重中之重是设计流量的推算。至于桥长、冲刷、调治构造物、桥面标高计算相比之下要简单得多，因此，本次交流的重点放在设计流量的推算、外业调查、勘测的主要过程以及内业工作的主要内容和步骤。本次交流着重于以下内容：章一般情况水文分析计算第二章桥孔长度和桥孔布设第三章导治工程第四章桥涵水文术语及《规范》用语公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第2页!章一般情况水文分析计算

节桥涵水文计算的内容和要求1，公路工程水文勘测设计包括路基和桥涵的水文调查和勘测，水文、水力计算，以及桥孔布设，调治工程的设置等。（内容）2，水文调查和勘测应根据设计要求和所在区域条件，采用相应的方法，

收集和调查的资料应作可靠性评价，勘测精度应符合规定（要求）。3，水文、水力分析和计算成果应作合理性论证。对水文条件复杂或通航等级较高的特殊大桥，应进行水文测验及水力模型试验（河工模型动、定床试验。（途径）4，其他如：排水、输砂、通航、与路线排水系统、水利规划、农田排灌相配合。（其它附带条件）5，调治构造物的设置，应不影响河道的原有功能及两岸河提（岸）、村镇和农田安全。（其它附带条件）6，此外，尚应符合现行国家颁发的有关标准、规范的规定。（前提）公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第3页!

2，水文观测资料的收集、整理和插补延长

1）调查法：通过调查、走访河流两岸附近居民，通过他们对历史洪水的记忆对已有的水文系列进行插补和延长。2）考证法：通过文献、历史记载、碑刻、民间传说等对已有的水文系列进行插补和延长。3）两系列的相关分析法：若分析站水文系列较短，而同一流域内或相近的另系列水文系列较长，则可将该站作为参证站，将两站的水文系列通过回归分析的方法得到相关方程，再通过相关方程对较短的分析站水文系列进行插补和延长，从而得到更长的水文系列。4）流域面积比拟法：当上、下游水文站与测站流域面积相差不超过10％可直接引用。如较大但不超过20％可按下式计算：

Q1=(F1/F2)ªQ2

5）水位、流量关系曲线法：当上、下游水文站间无支流汇入，两站相同年的最大洪峰流量大致成比例，则可通过两站资料用如下函数进行插补和延长。

Q=f（Qˊ）H=f（Hˊ）Q=f（Hˊ）6）过程线叠加法：利用两支流洪水过程线叠加得到合流后桥位处的设计流量。示例1，两系列的相关分析法算例：例：某河有甲、乙两相邻水文站，甲站(参证站:流量X)有24年观测资料，乙站(分析站:流量Y)有14年，试应用甲站资料延长乙站资料，两站资料如下表。公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第4页!（1）,回归分析方程式：

Y-Y=gsy/sx(X-X)

两系列近14年平均流量：Y＝786，X＝1092

（2）,经计算得:均方差:sy=416sx=629相关系数g=0.96相关系数机误Eg＝±0.014（3），判断相关程度：4Eg=4×0.014＝0.056g＝0.96﹥4Eg相关良好（4），根据以上回归分析方程式及相应各参数得到以下方程式：

Y－786＝0.96×416／629×（X－1092）整理得:Y=0.63X+98.04(本题为直线相关）其中自变量X为参证站（流量x）系列流量;y为分析站（流量y）系列流量。上表括号内（流量y）为插补后分析站流量y的系列流量,插补延长所得资料不宜用于第三站，可能引起较大误差。

公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第5页!Q=f(Q´)。。。。。。。。×。。。H=f(H´)×。。。×。。。××。。××。。。。×。。。××。。。×。。×水位、流量关系曲线分析站流量和水位参证站流量和水位Q´H´QHQ=f(H´)示例2,水位、流量关系曲线法示例：水位、流量关系曲线法就是利用两系列的水位、流量对应关系曲线,直接对分析站系列流量进行插补和延长，如下图：公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第6页!(二)，历史洪水情况的调查、考证和排序：

1，历史洪水的调查与流量计算（与形态断面法相同）1），调查河段的选择原则（1），最好靠近所选断面附近（2），选择有居民、易于指认洪痕的河段（3），所选河段顺直，断面规整，基线与桥位间无支流汇入2），洪水发生年份的调查及方法（1），联系历史以便确认记忆（2），引导群众以民间事件为突破点恢复当年的记忆（3），由民谚、刻字、碑文、报刊、历史文献、日记查得3)，指认并确定洪痕2，历史洪水分析1），洪水大、小的判断。其方法主要如下：（1),根据洪水淹没深度来判断（2）根据建筑物破坏程度来判断（3）从诗文、叙事来判断（4）根据受灾范围、河流决口、漫溢的上下游位置来判断

公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第7页!1，场次洪水次序和所处期限

期限时间最大流量1，实测期36年(1935--1974)29700m³/s

2,调查期

108年(1974—1867）36000m³/s（1867年）

31000m³/s（1921年）

29700m³/s（1974年）3，考证期

574年(1974－1400）43000m³/s（1583年）其中：与1867年大小相当的洪水还发生过5次，分别为：1416、1583、1693、1770、1852年，能够确定大于1867年洪水的有3次。相当于1921年的洪水除上述6次以外尚有：1472、1706、1724年3次。

公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第8页!第三节有水文系列设计流量计算方法例：某桥位附近有水文站，能搜集到20年连续的流量观测资料，通过洪水文献考证知，从1784年至1982年期间，曾有8年发生过较大洪水。其中：1880年、1948年和1955年能调查到历史洪水位，可推算得洪水流量；1975年在实测期内，有实测资料；其余4年未能获得流量资料，只知1784年洪水大于1880年，另3年洪水均小于1948年，试求洪水流量Q1%。

关键词：考证期、调查期、实测期、经验频率、经验频率曲线、理论频率曲线重点参数和公式：Q、CV、CS、PⅢ曲线和公式QP%

=Q(1+ФPCV)解：1，经验频率分析方法：（1），种方法：可分为3个独立系列：1),考证期（1784年～1982年）N2为199年，1784年洪水频率为：P＝1/(N+1)=1/200=0.5%；(用公式（1）计算）

2),调查期（1880年～1982年）N1为103年，包括1880年、1948年、

1955年和1975年（在实测期内）4个特大值。频率分别为：P=M/(103+1),M取1、2、3、4。(用公式（1）计算）3),实测期（1963年～1982年）n为20年，频率为：

P=m/(n+1),m取1、2、3、……20，其中1975年为特大洪水，则L=1。公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第9页!按年份顺序排列按流量大小排列经验频率P（％）经验频率

P（％）方法二经验频率

P（％）采用值年份流量(m³/s)年份流量(m³/s)方法一1784>38001784>38000.500.500.518803800188038001.000.961.001.019483350195535501.921.962.019553350197534702.884.762.922.919632570194833503.853.883.919643025196430259.528.698.7196517501970280514.2913.4913.5196616001963257019.0518.3018.3196714901968227023.8123.1023.1196822701974196028.5727.9127.9196912801979184033.3332.7232.7197028501965175038.1037.5237.5经验频率计算表公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第10页!

2,点绘经验频率曲线：

将经验频率点群点绘于海森几率格纸上，目估通过点群分布中心，并兼顾到特大值作曲线，得到经验频率曲线。3，适线中重点参数的求算：（1）,应用3点适线法确定统计参数Q、CV和CS。在经验频率曲线上读P5%,P50%,P95%所对应的流量得

Q5%=3210m³/s(Q1)、Q50%=1750m³/s(Q2)、Q95%=970m³/s(Q3)公式：S＝(Q1+Q3-2Q2)/(Q1-Q3）S＝（3120＋970－2×1750）/（3120－970）＝0.274查表得：CS＝0.99，并知，当CS＝0.99时，P1＝5%,Ф1=1.88P2=50%,Ф2=-0.16,P3=95%,Ф3=-1.32公式：Q=(Q3×Ф1－Q1×Ф3）/（Ф1－Ф3）＝[970×1.88－3120×（－1.32）]/[1.88－（－.32）]＝1857m³/s公式：CV＝（Q1－Q3）/(Q3×Ф1－Q1×Ф3）＝0.36公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第11页!将各频率P%和对应的流量QP%点绘于海森几率格纸上，检测理论曲线和经验曲线的符合状况，若符合很好，则该理论曲线即为所求，否则调整CV值后重复以上过程重新适线，直至两线符合很好为止，再利用最终的理论曲线参数再推求设计流量。（2），推求设计流量：利用PⅢ曲线公式并查各表得设计频率Ф1％,计算可得设计流量Q1％,即：

Q1％＝Q(1+Ф1％CV)=3863m³/s

经验频率计算及经验频率曲线、理论频率曲线见下图公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第12页!关于《理论》频率曲线

我国长期以来采用皮尔逊Ⅲ型曲线（P

Ⅲ型曲线）作为洪水特征的频率曲线，它是一种概括性较强，适应性较大的频率分布线型。由于我国幅员辽阔，水文条件复杂，流域特征各异，洪峰流量多变，且呈随即变化规律，所以，如采用单一统一频率分布线型来描述各地资料出现的各种情况，还不够完善，因此，在特殊情况下可以采用与经验频率点据相配和较好的其它线型。如：克里茨基与闵凯里曲线（简称K-M曲线）和耿贝尔曲线。这些理论曲线都已经有相关的参数表，可在工作中随时查阅。1，皮尔逊Ⅲ型曲线基本方程：Y=Y0(1+x/a)↑(a/d)*e(-x/d)统计学方程：QP%=Q(1+ФPCV)2，K-M曲线基本方程：f(x)=f(z)(dz/dx)3，耿贝尔曲线基本方程：y=-ln[-ln(1-P)]统计学方程:X=x+λpnsx说明:（1），严格说，P

Ⅲ型曲线只有在CS<2才能应用，但在实际工作中，CS很难确定，一般是借助经验频率曲线位置来估定，不深究上述情况。（2），耿贝尔曲线较简单，在我国交通部《海洋水文》中规定推算潮水位应予应用。公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第13页!被调查人年龄职业居住地其它被调查人胡车60放羊官巴离村胡优记述：我是当地生人，今年60岁，一直生活在这里。我记得我21岁那年蛤蟆河发大水，水很大，我很害怕，水面在这儿也到我腰这麽深（就地量测：1.1米），我记得那年老王家狗剩取的媳妇，但大水两天就退了。这场水还不是最大的，我48岁那年水更大，大水到我家房檐了，全村的人都跑后山上去了，我可以领你们到河边的山坡再看，这里水深有1.3米。我一生就遇上这两场大洪水，但我听老一辈人说民国初还发生过一场洪水，听它们讲的情景要比这两次洪水大得多，听说那次洪水后这个村子房子全没了，人也死了200多。证明人：它说后两次的我也经历了，民国初还发生过的那场洪水我听说也是这样。结论：被调查人记忆清晰，且有其它事实佐证，旁证也证实事实准确。调查人张三证明人李四洪水调查表洪水编号：洪1调查时间：99.6.5公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第14页!河滩m1河滩m3边滩m2边滩m2主槽m1按水面比降从洪水点推算至基线断面处的调查洪水位。。。。洪4洪3洪2洪1桩号河底标高洪水点在中泓线间距各洪水位标高水面比降计算图某洪水位在基线处状况m为糙率系数

公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第15页!六，形态断面法推求设计流量工作流程：

重点工作步骤：1，调查得到形态断面处某年洪水位H′，并确定该年洪水频率P，测得洪水水面比降I2，将该洪水位H′将该洪水位通过洪水比降I推算至

形态断面处，得到形态断面处洪水位H1H1＝H′±I×L，其余流程如下：已知形态断面处H1（对应）P根据河床面选择滩、槽糙率系数M根据形态断面上计算该H1、糙率系数M利用水利学原理计算P对应流量QP根据已求得的流量QP、区域CV用PⅢ公式反算平均流量Q根据平均流量Q、查表得Ф1％再根据PⅢ公式推求Q1%将Q1%重置于形态断面上，并计算该流量对应的水位H，将该H推算至桥位处得HQ公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第16页!小结本章重点内容：

一，有水文观测资料时设计流量的推求1，外业前准备工作2，水文资料的调查、考证3，水文系列的插补和延长4，水文观测资料的搜集和整理5，各场次洪水频率的确定和排位6，皮尔逊Ⅲ型曲线和公式：QP%=Q(1+ΦP%Cv)的应用7，曲线的点绘和适线方法8，利用水文观测资料和皮尔逊Ⅲ型曲线推求设计流量二，无水文观测资料时，利用形态断面法推求设计流量1，场次洪水水位、洪水比降的调查2，场次洪水对应频率的确定3，形态断面的选择和洪水比降的测量4，利用皮尔逊Ⅲ型曲线和公式推求设计流量三，流量观测资料缺乏时洪峰流量的推求1，理论、经验公式的选择和利用四，各种方法所得设计流量的综合论证和最终设计流量的确定公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第17页!

（二）参考方法1，供需面积法：（1）所需过水面积SX

为

SX=QP/(µ×VP)其中：VP设计流速，依河槽情况而定，一般取河槽平均流速。µ水流压缩系数（2）桥下供给面积SG根据计算所需桥长在顺桩断面上两桥台所截取的累计面积差而得：SG＝S2－S1。（3）冲刷系数：

P=SX/SG

SX

－冲刷终止时桥下需要过水面积

SG－冲刷前桥下提供过水面积该冲刷系数一般在1.2～1.4之间（4）桥位的布设①桥下供给面积SG应该扣除锥坡、桥墩所占的过水面积。②桥位的具体布设应根据河槽的滩、槽具体分布情况据实布设，最后得到最终桥位，同时获得最终桥下下供给面积SG。

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第二节桥面设计高程的确定一，无通航河流桥面设计高程的确定Hmin=Hs+∑△h+△hj+△h0

其中：Hs

为设计水位

∑△h为考虑壅水、浪高等因素

△hj为桥下净空安全值△h0为桥梁上部结构建筑高度1，在计算浪高时风玫瑰图的使用：NW桥位浪程LNEWSNWSENESW风玫瑰图θθ≤22.5°河流风向（最大）SE公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第19页!

说明：（1）,应使用桥位所在风区的风玫瑰图。（2），应使用桥位所在风区的汛期风玫瑰图。二，通航河流桥面设计高程的确定Hmin=Htn+Hm+△h0式中：Htn设计最高通航水位

Hm通航净空高度说明：桥面设计高程除满足通航要求外，尚应满足泄洪要求。桥面设计高程取两者大值。

第三节墩、台冲刷计算一，桥下一般冲刷计算《勘规》法1，非粘性土河床桥下一般冲刷计算后的最大水深Hmax（1），河槽部分①64－2简化式（输砂平衡原理）②64－1修正式(动力平衡流速、冲止流速原理）（2）河滩部分2，粘性土河床桥下一般冲刷计算Hmax（1），河槽部分（2）河滩部分公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第20页!

第三章导治工程桥梁导治工程包括导流和治理两方面内容一，导流工程1，导流工程的主要作用：导流工程主要指修建导流堤、坝。导流堤、坝是桥渡工程的重要组成部分，其主要作用引导水流均匀、顺畅地通过桥孔。防治或减轻桥下河床的不利变形，保护桥头河滩路堤和河岸免受洪水灾害，从而保护桥渡的安全使用，保护桥渡附近的工、农业的正常生产。2，导流工程的主要类型：导流堤、坝的主要类型有封闭式导流堤、非封闭式导流堤、犁形堤、丁坝、顺坝等。3，导流工程设置的原则：（1），满足使用要求（功能、安全）（2），设置导流堤、坝不能成为压缩桥孔的理由和手段二，整治工程整治工程主要指改河、改沟治理河道的工程，其目的是改善水流条件，使水流通畅，但在一般情况下应维持河沟的天然排水状态，不要轻易改动，对输沙能力较强的河沟更不要轻易改沟。公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第21页!2），多汊河道封闭式导流堤的设置形式路线摆动边线摆动边线河流封闭式导流堤封闭式导流堤主股流河股流次次股流公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第22页!

河滩边滩主槽边滩河滩河槽设计水位平槽水位第四章桥涵水文术语及《规范》用语河床横断面图公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第23页!

①

，目前，我国河流的堤坝防洪标准除较大的城市可能达到1％外，野外河堤防洪标准一般都达不到1％，多数在1/30∽1/20之间，不能满足我国现行公路、桥梁《设计规范》防洪标准。②，河堤的安全高度h一般是不能占用的，它至少包括河堤本身的波浪侵袭高和0.5米的安全高度，考虑溃堤时除外。③，桥梁设计长度和高度应考虑这种事实的存在，并应兼顾到溃堤、不溃堤两种可能的事实存在，最大限度保证桥梁在使用过程中的安全。堤内水位（河堤设计频率下）堤堤h1），桥高、桥长问题（3）跨河堤桥梁设计的关键要素公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第24页!

二，桥头引道长度和范围问题：

①功能方面：连接路基和桥梁。（无界限和长度的制约因素）

②防洪方面：桥台至洪泛区边缘。（有界限和长度的制约因素）

桥头引道范围示意图洪泛区边界洪泛区边界设计线桥头引道范围桥头引道范围公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第25页!五，关于各种《规范》中有关“设计水位”等说法的说明：（1）《公路工程名词术语》设计水位：“与设计流量相对应的水位”（2）《公路工程技术标准》的说法：第4.0.3“沿河及受水淹没的路基边缘标高，应高出表4.0.2规定设计洪水频率的计算水位加壅水高、波浪侵袭高和0.5M安全高度。”（3）《公路桥涵设计通用规范》的说法：第3.1.6“非淹没式调治构造物的顶面，应高出桥涵设计洪水频率的水位至少0.5M，必要时应考虑壅水高、波浪爬高、斜水流局部冲高、河床淤积等影响。”（4）《公路路基设计规范》的说法：第1.0.8“受水淹没路段的路基边缘标高，应不低于路基设计洪水频率的水位加壅水高、波浪侵袭高，以及0.5M的安全高度。”（5）《公路工程水文勘测设计规范》的说法：第6.4.1按设计水位计算桥面最低高程时，应按下式计算：Hmin=Hs+∑△h+△hj+△h0

其中：Hs为设计水位

公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第26页!第二节水文勘测分析计算基本途径

桥涵水文计算、分析基本途径如下：

1，有水文观测资料————水文统计法2，无水文观测资料——---形态断面法

3，无水文观测资料（无居民)—经验公式法

一，有水文系列观测资料时水文统计法：(一)，资料搜集和准备：1，外业勘测前的准备工作1，1，了解桥梁所处的位置和所属河流、水系，勾绘汇水面积。1，2，收集与本桥位相关的水文、气象资料。（1）水文站的多年连续或不连续流量系列。（2）水位站的多年连续或不连续水位系列。（3）水文站多年使用的基本水文参数，如：糙率、比降、流速。（4）桥位上游是否有水坝，若有，其设计、较核频率各是多少、与桥梁设计同频率的放流情况如何。（5）桥位附近是否有与已知水文站相关的其它水文站。该水文站的水文系列如何。（6）调查、搜集历史洪水情况（年份、流量、水位）。（7）收集所处地区的有关风、雨、流冰、气温等气象资料。公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第27页!序号年代流量xK1K1²K1´K1´²流量yK2K2²K1´K2119504730.320.10（396）（0.39）（0.15）25161704.2017.64（3985）（3.86）（15.13）35210000.680.46（728）（0.71）（0.50）45330302.064.24（2007）（1.96）（3.84）5549160.630.40（675）（0.66）（0.44）65521601.472.16（1459）（1.42）（2.02）75616601.131.28（1144）（1.12）（1.25）8573930.270.07（346）（0.34）（0.12）95839152.677.12（2564）（2.50）（6.25）10592130.150.02（232）（0.23）（0.05）11603370.230.050.310.10295（0.29）（0.08）0.12126118451.261.581.692.861276（1.24）（1.54）2.7413628400.570.320.770.59622（0.61）（0.37）0.6114635600.380.140.510.26440（0.43）（0.18）0.29156417601.201.441.622.621000（0.98）（0.96）2.06166520731.411.991.903.611400（1.37）（1.88）3.3817663400.230.050.310.10275（0.27）（0.07）0.11186715201.041.081.391.93813（0.79）（0.62）1.43196819201.311.721.763.101610（1.57）（2.46）3.59206911300.770.591.041.08965（0.94）（0.88）1.2821708400.570.320.770.59618（0.60）（0.36）0.61227110900.740.551.001.00814（0.79）（0.62）1.0423724070.280.080.37.014350（0.34）（0.12）0.1624736300.430.190.580.34529（0.52）（0.27）0.39∑352222443.5914.0218.321100713.9917.6617.81水文系列回归分析计算表公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第28页!方程：Y=0.63x+98.04**

************

****400800120016002000240028003200360040004400

50010001500200025003000350040004500500055006000相关分析方程图像参证站流量分析站流量公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第29页!

示例3，过程线叠加法：当两支流上有较长的观测系列，合流后实测资料系列短，则可利用两只流过程线叠加法，插补延长合流后的流量，洪水传播时间按下式计算：

t=L/VS其中：L---洪水传播距离(m)VS－－洪水传播速度(m/s)，根据实测资料选其出现次数最多者桥位支流1支流2支流1支流2洪水传播时间t流量Q11Q21Q22Q12Q13,Q23试比较：Q11+Q21,Q12+Q22,Q13+Q23组合结果的大小合流t1t2公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第30页!

3，历史洪水的排位历史洪水的顺位，应充分利用文献记载，将调查、考证和实测到的大洪水分别置于不同历史时期去考察。首位（或前几位）应根据调查期和考证期综合排列。例：某站36年实测水文资料(1935-1974)，实测期最大洪峰流量9700m³/s(1974年）。在近百年调查期中,大于1974年的历史洪水有两次，分别为36000m³/s（1867年），31000m³/s（1921年）；自文献上考证得知的特大洪水尚有43000m³/s（1583年），且有自1400年～1974年的574年间，与1867年大、小相当的洪水还发生过5次（分别为1416、1583、1693、1770、1852年）。能够确定大于1867年洪水的有三次，大于或相当于1921年的洪水除上述6次以外尚有1472年、1706年、1724年三次。1583年之前是否还有更大的洪水无从考证。在对以上各流量进行排序时需注意以下几方面问题（1），三个期限，即：实测期、调查期、考证期。（2），同一年份（流量）在不同系列中排号（3），同一年份（流量）在不同系列中排号哪个更合理。（4），发生洪水的特征年:1583、1867、1921、1974年。

公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第31页!

2,

排序结果如下：

（1）,1974年洪水：实测36年系列中29700m³/s(1974年）虽排序,但因系列过短已无意义。在108年的调查期内排第三位(位1867年，第二位1921年，第三位1974年）。（2）,1867年洪水：理应是自1867年〜1974年这108年的位，但通过文献考证知：自1400年〜1974年的574年中，相当于1867年5次，其中大于1867年3次，因此1867年洪水在574年系列中应排在第4〜6位。（3），1921年洪水；根据文献考证，在574年中大于或相当于它的除以上6次外尚有1427、1706、1724年3次共9次，由于本次洪水灾情小于1867年，文献记载可能会有遗漏，尽管本次洪水同处于考证期和调查期之内，考虑到本次洪水相对较小,和所在系列的相对可靠程度，因此，它的顺位可在调查期中（1876年－1974年）排位，即：108年中居第二位,1867年排位）。（4），1583年洪水在1400年〜1974年这574年中，没有超过它的洪水发生，因此1583年的洪水在574年中排位，再长时间无法考证。

各年流量对应频率排列表

年份1974192118671583频率3/1092/1094/5751/575各频率对应的流量根据形态断面法计算，最终设计流量需论证确定公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第32页!

（2），

第二种方法：在考证期内199年中各流量统一排位：实测系列外特大值经验频率：P＝M/(N+1)（1）实测系列内其它项经验频率：Pm=P+(1-P)×(m-L)/(n-L+1)（2）考证期：N＝199年，,M=1,1784年的流量,调查期:n=103年，a1＝4，包括1880年、1948年、1955年和1975年的特大洪水。L1＝1，即1975年洪水。实测期：n=20年，包括特大值1975年流量，应在调查期内按特大值排位。水文站观测资料只有20年，年限较短，代表性不强，采用第二种方法的计算结果。(用公式（2）计算）19551975194818801784a2=1a1=41963实测期n=20调查期N1=103考证期N2=199L=1公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第33页!197116801972171042.8642.3342.3197217101971168047.6247.1347.1197315801966160052.3851.9451.9197419601973158057.1456.7556.7197534701978155061.9061.5561.6197611001981151066.6766.3666.4197713101967149071.4371.1671.2197815501982146076.1975.9776.0197918401977131080.9580.8780.819808401969128085.7185.5885.6198115101976110090.4890.9390.419821460198084095.2495.1995.2公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第34页!

4，作理论频率曲线、适线、推求设计流量（1），作理论频率曲线、适线：以Q=1857m³/s、CV

＝0.36、CS＝0.99选取P1%、2％……95％各频率并查表得各对应的ФP值，根据PⅢ曲线公式：QP%=Q(1+ФPCV)求得:

作理论频率曲线:QP%=1857*(1+0.36ФP)各P%频率对应的流量QP%如下表

表中KP=(1+ФPCV)P(%)125102050759095Ф3.012.541.881.340.76-0.16-0.73-1.13-1.32KP2.081.911.681.481.270.940.740.590.52QP38633547312027482358174613741096966公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第35页!．．经验频率曲线理论频率曲线．．．．1000

200030004000

5000600070008000

1510203040506070809095100(%)..............公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第36页!第四节形态断面法推求设计流量(无观测资料）

一，形态断面位置的选择1），河道顺直，2）滩、槽力求分明，3）形态断面与桥位间无支流汇入，4）河槽中无岛与沙洲，5）形态断面的位置尽量便于洪水点的指认和测量二，洪水调查及洪水位测量1），场次洪水的调查：方法与前述相同，但须在指认地现场钉桩、编号、口述记录，调查时应有第三者确认签字。2），洪水位的测量：要从水准点引测通过中间转点直至调查指认的各洪水位点，并回测闭合到水准点。3），通过被调查人口述的时间或年龄确定对应场次洪水的对应频率，并须注意该场次洪水的实际频率与此人实际年纪的关系。三，洪水（水面）比降的调查和测量：1)，洪水比降是指沿河流某岸调查同一场次洪水所得到的多个洪水位点，再通过测量（方法同洪水位测量）得到各点标高，将其投影至中泓轴线上，点绘在坐标纸上（纵：洪水点标高，横：轴线上各点投影距离）再计算确定洪水比降i值。2），现有河流水面比降的测量方法：①沿现有河流水面按《水文勘测规范》有关规定，在桥位上、下游事先布点，各点一人，每人一个木桩。先将木桩打入土中但不能打到与水面平。②看信号，所有人同时将木桩打至桩顶与水面平齐。③测量各桩顶标高、点绘各点、推求水面比降，用以代替洪水比降。公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第37页!四，形态断面法洪水点勘测过程示意图水文基线断面桥位（顺桩断面）。。。。洪1洪2洪3洪4。线外水准点1。线外水准点2中泓轴线水准路线流向BM1BM2转点+

转点+

转点+

+转点+转点公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第38页!五，设计流量、设计水位的推求：有水文系列设计流量的推求方法是用观测资料直接推求系列平均流量Q和参数Cv，然后再利用PⅢ公式推求设计流量QP%。。无水文系列时利用形态断面法推求设计流量。形态断面法：1）将测得各洪水位推算至已测的形态断面内，推求对应频率（P%)下的流量QP%2），根据已知频率查表得ΦP%值，并根据桥梁所在区域查阅有关资料得到Cv值，根据PⅢ公式QP%=Q(1+ΦP%Cv)反求平均流量Q。3），查表得Q1%对应Φ1%值，根据已求得的平均流量Q值再通过PⅢ公式Q1%=Q(1+Φ1%Cv)即可得到设计流量Q1%。4），将通过以上计算所得的每个流量（含经验公式法结果）一并通过论证确定最终设计流量5），将设计流量Q1%放在形态断面内得到了形态断面处水位H′1%

6），将形态断面处水位H′1%通过洪水水面比降推算至桥位处的设计水位H1%

公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第39页!七，流量观测资料缺乏时洪峰流量的推求

(1),根据调查历史洪水资料推求设计流量若调查历史洪水Q1和Q2根据皮尔逊Ⅲ型曲线（PⅢ)公式：Q1=Q(1+Φ1Cv)Q2=Q(1+Φ2Cv)得X＝Q1/Q2=Q(1+Φ1Cv)/[Q(1+Φ2Cv)]既X＝K1/K2由此可得QP=（KP/K2）Q2其中KP/K2可查表获得。例：根据调查历史洪水资料得两个洪水资料,相应洪水重现期分别为20年和8年，相应流量分别为Q20=150m³/s,Q8=97m³/s，求设计流量Q1%.

根据以上公式得X＝Q20/Q8=150/97＝1.55查有关表得Cv＝1.3该值与桥位所在区域得Cv相符，再查本表得K100/K8=2.58,所以由公式：Q1%＝（K100/K8）×Q8即Q1%＝2.58×97＝250m³/s（2）根据地区洪水经验公式推求设计流量地区洪水经验公式较多，所以要注意以下问题:1),什麽行业的公式，2）适用区域

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第二章桥孔长度和桥孔布设节桥孔长度的确定

一，概念：1，桥孔长度：沿着设计水位的水面线，两桥台前缘的水面长度2，桥孔净长：桥孔长度扣除桥墩宽度后的长度二，桥孔长度的计算及适用条件（一）《勘规》公式

1，河槽宽度公式：

Lj=Kq×Bc×(QP/QC)

适用条件：开口、顺直微弯段及滩、槽可分的不稳定河段重点参数：河槽宽度Bc

2，单宽流量公式：

Lj=QP/(qc×β)其中：qc＝QC/BC

适用条件：宽滩河段重点参数：河槽平均单宽流量qc（m³/s.m)3，基本河宽公式

Lj=

CP×B0适用条件：滩、槽难分的不稳定河段重点参数：B0－－基本河槽宽度（公式计算）n3公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第41页!

过水面积累计曲线桥孔布设高程累计面积S2S1供给面积SG=S2－S1桩号设计水位供需面积法桥孔布设S=f(L)河槽L1L2桥长＝L2-L1公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第42页!

2，

浪高、壅高、波浪侵袭高度示意图

其中：△Z′计算得，△Z可取△Z′/2

h1h1浪高h2h2波浪侵袭高度静水面桥前最大壅水高△Z′桥位桥下壅水高△Z水面曲线河岸或河堤实际水面说明：

△Z一般取0.5△Z′，但山区半山区可以取△Z′公路桥涵水文计算基本方法共50页，您现在浏览的是第43页!

二，墩、台局部冲刷计算(局部冲刷坑深度Hb)1，非粘性土河床桥墩局部冲刷计算——《勘规》法①65—2式②65—1修正式2，粘性土河床桥墩局部冲刷计算——《勘规》法注意：1），在进行桥下局部冲刷计算时，各计算式中的一般冲刷后墩前行近流速，应根据计算一般冲刷所采用的公式的形成原理（输砂平衡原理：动力平衡流速、冲止流速原理等），选用对应的墩前行近流速计算公式。2），要分清河床土质（粘性、非粘性土）、计算部位（河槽、河滩）。3），总冲刷深度应包括河床自然演变冲刷、一般冲刷和局部冲刷。三，桥台最大冲刷深度（目前尚不成熟），可参照公路桥涵设计手册桥位设计》一书计算。－－《公路工程水文勘测设计规范条文说明第7.4.3条》。该《手册》称95－1，95－2，和按冲刷系数P等方法计算。四，最低冲刷线标高确定：H=HP-Hmax-Hb

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三，导流堤的布设1，山区河流