水文计算算例

1、（一）全线典型大中桥水文计算分析水文计算得基本步骤 :对有水文资料得河流收集水文资料确定桥位在地形图上得位置- 确定主流 - 勾绘汇水面积 (五万分之一地形图 )计算流量各水文参数计算1 大桥水文计算(1 ）、 设计流量计算 洪峰流量汇水面积相关法公式(1）式中： N - 某频率洪峰流量(米/ 秒)、n、K为重现期为N 得经验参数流域面积（平方公里） 、由延安地区实用水文 手册和榆林地区实 用水文手册附表（ 7 8）中查得：n 0.61；K1% 60.1 综合参数法：(2)其中 :mN 某频率得洪峰流量(米 3 / 秒）、N- 设计重现期 (年）、 -流域形状系数，、主沟长度H3N - 设计重

2、现期为N 得 3 小时面雨量（毫米）、C、分区综合经验参数指数、式中参数得确定：由延安地区实用水文 手册和榆林地区实 用水文手册附表（ 7 9）中查得：C4.35、0.15、0.58、0.11、0.49； 原交通部公路科学研究所推理公式法 :3（）式中： Qp - 某频率洪峰流量 (米 3 / 秒）、SP - 某一频率雨力即最大小时暴雨强度(毫米小时）、流域汇流时间（小时 )、损失参数（毫米 / 小时）、流域面积（平方公里） 、n- 暴雨递减指数、0、278: 单位换算系数、由延安地区实用水文 手册和榆林地区实 用水文手册中查得：S1%140mm由表二查得： K10.65， 10.98u K1

3、SP11.3 300.8382.44mm/ h由表三查得： K 2 0.334，0.160.16K 2L0.334Ljj 全国水文分区经验公式 :公式得基本形式：。4（）根据分区表查区得对应值：值按取0、72, 值取、 8, 采用全国水文分区经验公式，5（）根据分区表查9区得对应值。 查得，则， /=3 、5，查得 K1%=、 6，流量计算结果公式公式采用值序汇水面积 F河沟长 L河沟纵坡公式?（ 3公式?（ m 3?(m 3断面位置河名及桥名号（ Km 2）（ Km ）(m 3/s) s)(m 3/s)/s)/s ） 51+6499 、 0 、大桥18 、 28 、0 、 01 9237 、

4、2499 、4131 、5、2K 1+8* 大桥2、 128 、0 、 0 8 462 、7252 、 48 、14 、548 、8 0 、 08 62 5 41 、32+06 、 * 大桥20 、 128 、 80 、 01 9、 7、 3、 84548 、802 、 计算设计水位以及设计流速计算采用桥位设计信息软件系统2、0 版本，河床断面形态、河流比降根据现场测量数据输入软件，糙率结合现场实测情况， 根据规范规定进行选取 .根据前文得流量计算，确定百年一遇得设计流量Q1%= 4 、8 3/s;河槽以黄土沙石为主，并根据从当地水利部门搜集得资料，确定糙率取 1n= 5;根据现场实测以及相关

5、资料， 确定河床比降、 0，利用计算软件可以求得：1 桥梁基本信息桥梁类型大设计洪水频率 (）1桥梁中心桩号凌汛要求无水流与桥轴线得夹角0跨河位置河湾2 河流资料2、1 基本资料河流名称 *设计洪水流量（ m3/ ）548 、计算断面名称5 60河床比降（ )1、 9左分界桩号（ m)0右分界桩号（）7左滩粗糙度 m113河槽粗糙度 m24右滩粗糙度 m313、 2 断面桩号及标高数据列表桩号（ m ）标高（ m ）0101 1210 01008100 20100 2982996 、44799 、 44339010 0481002641010710163 计算过程3、1计算设计水位根据几何方法

6、计算得：经过多次几何方法计算， 确定设计洪水流量Qs= 48 、（ 3s)对应得设计洪水位为1 01 、74 （m) ，即H=1001 、704 （m ）3、2 计算河床各部分得过水面积与水面宽度根据几何方法计算得 :左滩过水面积 =0 （）河槽过水面积 2=87 、092 （ )右滩过水面积 30( )全断面过水面积 s= + 2+ 3=8 、 092 （）左滩水面宽度1=0 （ )河槽水面宽度B2=71 （m)右滩水面宽度30(m ）3、3 计算水力半径计算公式 = B式中：为过水面积 ()B 为水面宽度 (m ）河槽水力半径R= 2/B = 7、092/7 = 、 227( ）3、4 计

7、算流速计算公式按照公路工程水文勘测设计规程(JTG C30 0 )错误 !(5 、3、1- ）式中：为水力半径（）m 为河床粗糙系数I 为河床比降河槽流速 错误 !错误 ! = 6 、3 1 （m/s)、 5 计算流量计算公式Q= V式中：为过水面积 ()V 为流速 (m/s ）河槽流量Q2 2 V 8 、 092 6、3 548 、 99 （m3/s ）全断面流量 Qs = 1 + 30 +54 、 79 0 = 548 、799( 3/ ）3、6 计算全断面流速 s Qs / s= 548 、799/ 7 、092 6 、301( /s ）4计算结果列表4、 全断面数据断面平均流速（ m/

8、s ）6、301断面设计流量（ 3s）54 、 7994、2 河槽数据河槽设计流速（ / )6、 0 河槽设计流量（ m3 )548 、 9河槽平均水深（ m)1、 2 河槽最大水深 (m)5、 64河槽水面宽度（ m)71河槽过水面积 (）87 、092 河流断面图3 ）、桥长计算河槽宽度计算公式式中 :设计流量 58、8 (m 3/s ）设计洪水河槽流量 = 48 、8（m 3s)河槽宽度 =28 、1m系数与指数，该河段属于稳定河段，可求得L= 3、6m 。本桥跨径设置主要受地形影响,采用跨径 35 20m 组合箱梁，综合考虑角度、桥墩布置等因素， 桥跨布置满足设计洪水频率得泄洪要求，水

9、文不控制跨径布置.4 ）、 冲刷计算河槽一般冲刷由于公式 4-1修整式对大颗粒土质计算值偏大,对稳定性河槽计算值偏大，而本河流属于河槽稳定， 河床土质主要为粒径较小得沙砾,因此采用 64 2 简化公式计算河槽一般冲刷：式中：计算断面得天然河槽流量- 桥下河槽部分通过得设计流量。根据调查资料以及两岸河滩情况判断，桥下河槽不可能扩宽到全桥，所以设计流量；根据计算， 54 、 8 （m3/s ）天然河槽流量：根据计算， =548 、8 （m 3/s)天然状态下河滩部分流量，0所以， = 4、 8（m3/ )- 计算断面天然河槽宽度 , B=28 、1m- 桥下断面天然河槽宽度， =28 、 1m计算

10、断面桥下河槽最大水深, hm 5 、单宽流量集中系数:- 设计水位下 ,桥墩阻水总面积与桥下过水面积得比值 ;对于天然宽线河槽，近似用一个墩宽中心距离之比；桥梁压缩系数：=0 、8 所以=6 、 4 即 =6 、2 m ，扣除原来水深、 3 ,实际冲刷深度为。 桥墩得局部冲刷计算 用 65 修正式计算河槽中桥墩得局部冲刷：式中 :桥墩局部冲刷深度 ,从一般冲刷后床面算起 ; 墩型系数 ;查表 6 3- 得 := - 河床粒径影响系数；桥墩计算宽度；查表 6 31 得 :=1 、 4墩前行近水流深度，以一般冲刷后水深代入；冲刷层内泥沙平均粒径,- 墩前行近流速；由于一般冲刷采用64-2 简化公式

11、进行计算， 因此 ,墩前行进流速采用下式计算：=4 、12床沙启动速度 ;墩前泥沙启动速度;指数当时，=1当时，所以：用 65- 修正式计算河槽中桥墩得局部冲刷:清水冲刷 :动床冲刷：式中 :、意义同 65 2。河床泥沙启动速度 :墩前起冲流速河床粒径影响系数：指数：因为，所以属动床冲刷:应采用公式：进行计算：由上述两种方法确定最大得桥墩局部冲刷深度，在计算最低冲刷线标高时采用此值。2 K0+120 * 大桥水文计算（）、 设计流量计算 洪峰流量汇水面积相关法公式（)式中： QN -某频率洪峰流量（米3 秒）、n、KN -为重现期为 N 得经验参数F- 流域面积 (平方公里 )、由延安地区实用

12、水文 手册和榆林地区实 用水文手册附表（ 7 8）中查得：n 0.61；K1% 60.1 综合参数法：2)（其中 :QmN -某频率得洪峰流量（米 3/ 秒)、 - 设计重现期（年 )、流域形状系数，、 - 主沟长度HN -设计重现期为N 得 3 小时面雨量（毫米 )、分区综合经验参数指数、式中参数得确定：由延安地区实用水文 手册和榆林地区实 用水文手册附表（ 7 9）中查得：C4.35、0.15、0.58、0.11、0.49； 原交通部公路科学研究所推理公式法：()式中： Qp 某频率洪峰流量(米 3 秒）、SP某一频率雨力即最大1 小时暴雨强度（毫米小时） 、- 流域汇流时间（小时 )、-

13、 损失参数 (毫米 / 小时 )、F流域面积（平方公里） 、n - 暴雨递减指数、 278 ：单位换算系数、由延安地区实用水文 手册和榆林地区实 用水文手册中查得：S1%140mm由表二查得： K10.65， 10.98u K1SP11.3 300.8382.44mm/ h由表三查得： K 2 0.334，0.160.16K 2L0.334Ljj 全国水文分区经验公式：公式得基本形式：。(4）根据分区表查90 区得对应值 :值按取、 2，值取 13 、8， 采用全国水文分区经验公式，（）根据分区表查90 区得对应值 .查得，则，/ 3 、5 ，查得 1 =8 、 6，流量计算结果汇水面积 F公

14、式公式公式公式采用值中心河沟长河沟纵坡 j(m 3（m 3/?(m 3?（m 3?(3河名及桥名（ m 2）L?（Km)桩号 ) )/s ）/s)s）K80+12024、25 、2 7 、*大桥8、 54、 20 、 565277 、3175 、13、2 、 计算设计水位以及设计流速计算采用桥位设计信息软件系统2、版本，河床断面形态、河流比降根据现场测量数据输入软件，糙率结合现场实测情况， 根据规范规定进行选取 .根据前文得流量计算，确定百年一遇得设计流量=27 、 3/ ；河槽以黄土沙石为主， 并根据从当地水利部门搜集得资料，确定糙率取1/n=3 ；根据现场实测以及相关资料,确定河床比降J=

15、0 、 56 ，利用计算软件可以求得：1 桥梁基本信息桥梁类型大通航标准I设计洪水频率（）1桥梁中心桩号凌汛要求无水流与桥轴线得夹角0跨河位置K80+2502河流资料2、1基本资料河流名称蔡家沟设计洪水流量 (m 3 /s ）7、 3计算断面名称80 7河床比降 (）5、左分界桩号 (m)0右分界桩号（ m ）7左滩粗糙度13河槽粗糙度 23右滩粗糙度 m332、 断面桩号及标高数据列表桩号（）标高（ m ）08772481356638 54486 6184883 计算过程3、1计算设计水位根据几何方法计算得：经过多次几何方法计算,确定设计洪水流量=277 、3（ m 3 /s) 对应得设计洪

16、水位为 8 、 25 （ )，即H= 7、 125( ）、 2 计算河床各部分得过水面积与水面宽度根据几何方法计算得：左滩过水面积 1 0()河槽过水面积 2= 4 、87（）右滩过水面积 3=0 （）全断面过水面积 = 1+ 2+ 3= 4 、87 （）左滩水面宽度10 （）河槽水面宽度B2=74 （m ）右滩水面宽度B3 0(m ）3、3 计算水力半径计算公式RB式中：为过水面积 ()B 为水面宽度 (m)河槽水力半径R22/B2 64 、87/7 =0 、877 （m ）3、4计算流速计算公式按照公路工程水文勘测设计规程 （C30 20 2）错误 !（5 、3、1- ）式中 :R 为水力

17、半径（ m ）m 为河床粗糙系数I 为河床比降河槽流速 错误 != 错误 !=4、25 （m/s)3、5 计算流量计算公式 = V式中：为过水面积 (）V 为流速 (m/ ）左滩流量Q V1=0 0 = 0(m 3 /s)河槽流量Q2 2V264 、87 4、275= 27 、 9（ /s)右滩流量Q3 =V300(m3 / ）全断面流量Qs =Q1+Q2+Q3+277 、29 +0 277 、29(m / )3、6计算全断面流速V = s s 27 、 299/ 4 、87 = 4、275（m/s ）4 计算结果列表4、 全断面数据断面平均流速 (m s）4、275断面设计流量 (m 3 /

18、s)277 、299、 2 河槽数据河槽设计流速 (m )4、275河槽设计流量（ m 3 /s)27 、 299河槽平均水深 (）0、877河槽最大水深（ )5、 25河槽水面宽度 ()4河槽过水面积 (）6、 875 河流断面图3 ）、桥长计算河槽宽度计算公式式中 :设计流量 =277 、 (m 3/s ）设计洪水河槽流量 = 77 、 （m 3/s ）河槽宽度 = 4 、2m系数与指数 ,该河段属于稳定河段 ,可求得L=2 、 3m 。本桥跨径设置主要受地形影响，采用跨径12m 组合箱梁 ,综合考虑角度、 桥墩布置等因素， 桥跨布置满足设计洪水频率得泄洪要求，水文不控制跨径布置。4 ）、 冲刷计算河槽一般冲刷由于公式 64 1 修整式对大颗粒土质计算值偏大，对稳定性河槽计算值偏大 ,而本河流属于河槽稳定 ,河床土质主要为粒径较小得沙砾，因此采用 4 2 简化公式计算河槽一般冲刷 :式中 :- 计算断面得天然河槽流量桥下河槽部分通过得设计流量。根据调查资料以及两岸河滩情况判断，桥下河槽不可能扩宽到全桥，所以- 设计流量 ;根据计算， =2 7、 (3/s)天然河槽流量 :根据计算， = 77 、3 (m 3/s ）天然状态下河滩部分流量,0所以， =277 、3(m 3/ )计算断面天然河槽宽度，B=24 、2m桥下断面天然河槽宽度， =2 、 2m 计算断面桥下河槽最大水