水文计算算例
皮尔逊三型曲线水文计算实例
皮尔逊三型曲线水文计算实例
皮尔逊三型曲线水文计算实例
概述
皮尔逊三型曲线是一种水动力学，用于描述流速在闭合曲线中随水深的变化，是求取水文学中的流速、流量以及河流配置参数的一个常用公式。
实例步骤
第一步：准备数据。
准备计算所需的数据，包括水深H、湍流系数K和湎流系数n。
第二步：输入数据。
将上述数据输入到当前计算机中，以便进行计算。
第三步：计算流速。
利用皮尔逊三型曲线定义计算流速V：V=KH^(2/3/n)。
第四步：计算流量。
利用流速V和水深H，计算流量Q：Q=VH。
第五步：计算水文参数。
根据湍流系数K、湎流系数n和流量Q，计算水文参数，包括流速指数、洪水指数以及启动洪水指数等。
结论
在当前实例中，我们使用皮尔逊三型曲线定义计算了流速、流量以及水文参数。
通过计算得到的结果可以为水文研究和应用提供参考依据。
【水文计算表】水文计算(带图)
稳定雨损Hs=汇流经验参数m ……0.582285主河道平均坡降J ……0.0346‰ Qm 洪峰流量…………设计洪峰流量Q 设…21.65518m 3/s 校核洪峰流量Q 校…36.29931m 3/s流域平均汇流速度V校核V=m*J 1/3*Qm 1/4………………………………………………0.465732P=0.5%设计V=m*J 1/3*Qm 1/4………………………………………………0.409309P=5%流域汇流时间τ…………………………………………………………321.1汇流时间计算： 洪水总量按最大24小时暴雨推算，计算中考虑稳定雨损及附加雨损的雨量损失，稳定雨损取HS=？mm。
查贵州省年最大24小时点雨量均值等值线图得H24P=？mm。
计算公式采用WP=0.1·H 24P ·F。
洪水总量计算：22.01θγ=m=0.278*L/V………………………………………………………… 1.569873P=0.5%设计τ=0.278*L/V………………………………………………………… 1.786277P=5%未计及稳定雨损及附加雨损时：H24p年最大24小时点雨量均值，查贵州省暴雨洪水手册(附图)……………110mm Cv洪水总量以24小时计算，则Cv按规定24小时点雨量Cv等值线图取值0.5Cs贵州省取值都为3.5倍Cv……………………………………………… 1.75Kp设计频率为P的频率曲线模比系数，根据24小时Cv值查(附表)…………………………下Kp 设………………………………………… 1.99P=校核状态下Kp 校…………………………………………3.06P=H24p=110Cv=0.5Cs=3.5CvK p=0.5%=3.06K p=5%=1.99H24p=0.5%=336.6H24p=5%=218.9计及稳定雨损及附加雨损时：282.1699164.6863设计洪水总量：W p=5%29.81万m 3校核洪水总量：W p=0.5%51.07万m 3设计H24p=5%=计算结果校核H24p=0.5%=。
xx水库水文计算
三、水文计算（一）径流计算1、多年平均径流量计算本流域无实测流量资料，但有常系列降水资料，经查《延安地区实用水文手册》得，多年平均径流深y=100毫米，已知F=55.4，则多年平均径流量W=1000×y×F=1000×100×55.4=554万方。
2、设计年径流量计算从《延安地区实用水文手册》查出流域内多年平均径流深为100毫米，变差系数C=0.56，采用C=3C计算出不同，sVV频率的设计年径流量：不同频率年径流量一览表(二)设计洪水1、洪峰流量计算经实地勘查，该流域属黄土林区。
①汇水面积相关法N=3.58 N=0.74 F=55.4F=KQ K NN50．0.74 55.4 =3.58×3 =69.84（m/s）N=6.32 N=0.74. F=55.4 K=KFQ NN5000.74×55.4 =6.323 =123.29（m/s）②综合参数法a.设计点、面暴雨推算公寨沟流域面积F=55.4平方公里，小于100平方公里，故设计历时取6小时，由《延安地区实用水文手册》附图6-3至6-10分别查出该流域几何中心处各历时点雨量统计参数，见表一。
表一按表一的参数，以Cs=3.5Cv查皮尔逊Ⅲ型曲线模比系数Kp，求的50年一遇，500年一遇20分钟、1小时、3小时、6小时的点雨量Htp=KpHt列入表二、第5、7栏，由《延安实用水文手册》表6-2，查得线型拟合参数a、b填入表二2、b 栏，41+aF）计算点面系数填入表二第=1/3栏，应用式α（ 8、栏。
6 Ht=Ht计算各历时的面雨量α×列入表二面年一遇设计点、面雨量计算表：500、50．表二ηγαβ QΗ=CNFΨ３Ν502=0.33=F/LΨC=0.24 N=50 F=55.4=0.41η=0.74 γ=0.04 α=0.22 β0.040.740.410.22××0.3390.9555.4 =0.24×50×3/s)=67.30(m ηγβαΗQ= CNFΨ３Ν5000.740.220.040.41 =0.24×5000.33135.7255.4×××3/s)= 131.62(m 取近，故比得方法所洪峰量较接算种上以两计33/s)=131.62(m，=69.84(mQ/s)Q。
水文计算算例
桥梁类型
大
通航标准
II
设计洪水频率(%)
1
桥梁中心桩号
凌汛要求
无
水流与桥轴线的夹角
0
跨河位置
K80+250
2河流资料
2.1基本资料
河流名称
蔡家沟
设计洪水流量(m3/s)
277.3
计算断面名称
80270
河床比降(‰)
15.6
左分界桩号(m)
0
右分界桩号(m)
74
左滩粗糙度m1
13
河槽粗糙度m2
18
1006
20
1000
21
998
23
996.44
27
996.44
33
998
40
1000
48
1002
64
1010
71
1016
3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Qs=548.8(m³/s)对应的设计洪水位为1001.704(m)，即
H=1001.704(m)
0.877
河槽最大水深(m)
5.125
河槽水面宽度(m)
74
河槽过水面积(㎡)
64.87
5河流断面图
3）.桥长计算
河槽宽度计算公式
式中：
设计流量 =277.3 (m³/s)
设计洪水河槽流量 =277.3 (m³/s)
河槽宽度 =24.2m
系数 和指数 ，该河段属于稳定河段，
可求得
L=20.3m。
本桥跨径设置主要受地形影响，采用跨径18×20m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的泄洪要求，水文不控制跨径布置。
水文计算算例修订稿
74
883
3 计算过程
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Qs=(m3/s)对应的设计洪水位为(m)，即
H=(m)
计算河床各部分的过水面积和水面宽度
根据几何方法计算得：
左滩过水面积ω1=0(㎡)
河槽过水面积ω2=(㎡)
右滩过水面积ω3=0(㎡)
全断面过水面积ωs=ω1+ω2+ω3=(㎡)
—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简化公式进行计算，因此，墩前行进流速 采用下式计算：
=
—床沙启动速度；
—墩前泥沙启动速度；
—指数
当 时， =1
当 时，
所以：
2用65-1修正式计算河槽中桥墩的局部冲刷：
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 ：
4全国水文分区经验公式：
公式的基本形式： 。…………………………（4）
根据分区表查90区的对应值： 值按取， 值取，
5采用全国水文分区经验公式
， ………………………………（５）
根据分区表查90区的对应值。查得 ， 则 ， / =，查得K1%=，
流量计算结果
序号
断面位置
河名及桥名
汇水面积F
(Km2)
河沟长L
27
33
998
40
1000
48
1002
64
1010
71
1016
3 计算过程
计算设计水位
根据几何方法计算得：
水文计算算例
桥梁类型
大
设计洪水频率(%)
1
桥梁中心桩号
凌汛要求
无
水流与桥轴线的夹角
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/s)
548.8
计算断面名称
51860
河床比降(‰)
18.9
左分界桩号(m)
0
右分界桩号(m)
71
左滩粗糙度m1
13
河槽粗糙度m2
40
右滩粗糙度m3
***大桥
20.12
8.8
0.0189
462.7
252.3
548.8
141.4
548.8
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2.0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，根据规规定进行选取。
根据前文的流量计算，确定百年一遇的设计流量Q1%=548.8m³/s；河槽以黄土沙石为主，并根据从当地水利部门搜集的资料，确定糙率取1/n=45；根据现场实测以及相关资料，确定河床比降J=0.015，利用计算软件可以求得：
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的泄洪要求，水文不控制跨径布置。
4）. 冲刷计算
⑴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的沙砾，因此采用64-2简化公式计算河槽一般冲刷：
3.6 计算全断面流速
Vs = Qs / ωs = 548.799 / 87.092 = 6.301(m/s)
水文计算算例
Qc —天然河槽流量：根据计算， Qc =548。8 （m³/s）
Qt " —天然状态下河滩部分流量， Qt " =0
所以， Q2
Qc
Qc Qt
"
Qs
=548。8（m³/s)
Bc —计算断面天然河槽宽度， B=28。1m
B2 —桥下断面天然河槽宽度, B=28。1m hmax —计算断面桥下河槽最大水深， hmax=5.3
桥涵水文分析计算报告
（一）全线典型大中桥水文计算分析
水文计算的基本步骤： —对有水文资料的河流收集水文资料 —确定桥位在地形图上的位置 —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 ① 洪峰流量汇水面积相关法公式 QN KN Fn …………………………………（1) 式中：QN-—某频率洪峰流量（米 3/秒）.
0.16
j
桥涵水文分析计算报告
④ 全国水文分区经验公式：
公式的基本形式： Q2% KF n 。…………………………(4） 根据分区表查 90 区的对应值: n 值按取 0.72， K 值取 13。8,
Q1% 1.18Q2%
⑤ 采用全国水文分区经验公式
Q 0 CF n , Q1% Q0 (1 Cv K1% ) ………………………………(５)
5 河流断面图
桥涵水文分析计算报告
3）.桥长计算
河槽宽度计算公式
Lj
K
Qp Qc
n3 Bc
式中:
设计流量 Q p =548.8 (m³/s）
设计洪水河槽流量 Qc =548。8 (m³/s） 河槽宽度 Bc =28.1m
大桥水文计算模板
57.15767665 126.79 58.32 2.174 2.118 1.986 1.941 246.092 0.156709 m3/s > m/s m
流速V=Mz*Hp^2/3*Iz^0.5= 流量 Q = ω V = 由于 (Q-Qp)/Qp = 三、孔径计算 取设计流量Qs= 1、利用经验公式计算 1）河槽宽度公式 根据桥位手册查表8.2.1-1
则初步拟定桥孔长度48m，桥型采用3*16米预应力钢筋混凝土空心简支板桥 1.941 0.072168784 1.941 207 m /s m /s
3 2
m/s
板长 = 墩宽 b = Lj = 桥梁孔数
16.00 1.00 12.85640646 3
m m m 孔
第2页
压缩系数μ =1-0.375(Vs/Lj)= 冲刷系数P=Q/（Qmμ （1-λ ））*V桥/V槽= 桥下毛过水面积ω q=Qs/(μ (1-λ )VsP)= 孔径B=ω q/hcp= ω j=(1-λ ）ω q= Vq=0.5X(Qs/ω j+Vc)= 四、桥面标高计算 1、雍水高度 Ky =0.5/(Vm/g^0.5-0.1)= Kn =2/(Vm/Vom-1)^0.5= 桥前雍水高度Δ Z=KnKy(Vq2-Vch2)/2g= 2、波浪高度 风速取 W = 浪程取 L = 波浪高度 H0 = 0.0166W 3、桥面标高 桥面横坡为I= 横坡差Δ h=I*B/2= 板厚取 计算水位 Hm= 五、冲刷计算 1、一般冲刷 1、64-1修正式： 平滩水位时河槽宽度B= 单宽流量集中系数A=(B 含沙量E取 hp=1.04(AQs/Qc)^0.9)(Bc/(1-λ )/μ /B2)^0.66*hmc= 2、桥墩局部冲刷 1.按 65-1修正式： V=VZ=Ed1/6hp2/3 = V0=0.0246(hp/d) V>V0 V0'=0.462(d/B) n=(V0/V) Kη =0.8(1/d 3、总计冲刷 总计冲刷深度hs(65-1)=hp+hb= 桥墩基底最小埋置标高Hm=Hs-hs-1.5= 冲止标高 3.9 1484.8 1486.3045 m m 1.496 复核 1.496
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2综合参数法：
………………………………………（2）
其中：QmN——某频率的洪峰流量（米3/秒）.
N——设计重现期（年）.
——流域形状系数，
L.——主沟长度
H3N——设计重现期为N的3小时面雨量（毫米）.
C、α、β、γ、η——分区综合经验参数指数.
式中参数的确定：
3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1小时暴雨强度（毫米/小时）.
τ——流域汇流时间（小时）.
μ——损失参数（毫米/小时）.
F——流域面积（平方公里）.n Nhomakorabea—暴雨递减指数.
0.278：单位换算系数.
4全国水文分区经验公式：
公式的基本形式： 。…………………………（4）
根据分区表查90区的对应值： 值按取0.72， 值取13.8，
5采用全国水文分区经验公式
， ………………………………（５）
根据分区表查90区的对应值。查得 ， 则 ， / =3.5，查得K1%=8.16，
流量计算结果
序号
断面位置
河名及桥名
汇水面积F
(Km²)
河沟长L
（Km）
河沟纵坡j
公式①
(m³/s)
3.3 计算水力半径
计算公式
R=ω/B
式中：ω为过水面积(㎡)
B 为水面宽度(m)
河槽水力半径 R2=ω2/B2=87.092/71=1.227(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》(JTG C30-2002)
(5.3.1-3)
式中：R为水力半径(m)
m为河床粗糙系数
I为河床比降
式中：
—计算断面的天然河槽流量
—桥下河槽部分通过的设计流量。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， =548.8 (m³/s)
—天然河槽流量：根据计算， =548.8 (m³/s)
—天然状态下河滩部分流量， =0
所以， =548.8(m³/s)
—计算断面天然河槽宽度， B=28.1m
公式②
(m³/s)
公式③
(m³/s)
公式④
(m³/s)
采用值
(m³/s)
1
K51+600.0
***大桥
18.2
8.5
0.0189
432.2
237.2
499.4
131.5
499.4
2
K51+860.0
***大桥
20.12
8.8
0.0189
462.7
252.3
548.8
141.4
548.8
3
K52+060.0
—桥下断面天然河槽宽度， B=28.1m
***大桥
20.12
8.8
0.0189
462.7
252.3
548.8
141.4
548.8
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2.0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，根据规规定进行选取。
根据前文的流量计算，确定百年一遇的设计流量Q1%=548.8m³/s；河槽以黄土沙石为主，并根据从当地水利部门搜集的资料，确定糙率取1/n=45；根据现场实测以及相关资料，确定河床比降J=0.015，利用计算软件可以求得：
（1）
水文计算的基本步骤：
-对有水文资料的河流收集水文资料
-确定桥位在地形图上的位置
-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). 设计流量计算
1洪峰流量汇水面积相关法公式
…………………………………（1）
式中：QN——某频率洪峰流量（米3/秒）.
n、KN——为重现期为N的经验参数
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
水流与桥轴线的夹角
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/s)
548.8
计算断面名称
51860
河床比降(‰)
18.9
左分界桩号(m)
0
右分界桩号(m)
71
左滩粗糙度m1
13
河槽粗糙度m2
40
右滩粗糙度m3
3.6 计算全断面流速
Vs = Qs / ωs = 548.799 / 87.092 = 6.301(m/s)
4 计算结果列表
4.1 全断面数据
断面平均流速(m/s)
6.301
断面设计流量(m³/s)
548.799
4.2河槽数据
河槽设计流速(m/s)
6.301
河槽设计流量(m³/s)
548.799
河槽平均水深(m)
13
2.2 断面桩号及标高数据列表
桩号(m)
标高(m)
0
1016
12
1010
17
1008
18
1006
20
1000
21
998
23
996.44
27
996.44
33
998
40
1000
48
1002
64
1010
71
1016
3 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Qs=548.8(m³/s)对应的设计洪水位为1001.704(m)，即
H=1001.704(m)
3.2 计算河床各部分的过水面积和水面宽度
根据几何方法计算得：
左滩过水面积ω1=0(㎡)
河槽过水面积ω2=87.092(㎡)
右滩过水面积ω3=0(㎡)
全断面过水面积ωs=ω1+ω2+ω3=87.092(㎡)
左滩水面宽度 B1=0(m)
河槽水面宽度 B2=71(m)
右滩水面宽度 B3=0(m)
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的泄洪要求，水文不控制跨径布置。
4）. 冲刷计算
⑴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的沙砾，因此采用64-2简化公式计算河槽一般冲刷：
河槽流速 = = 6.301(m/s)
3.5 计算流量
计算公式
Q = ω×V
式中：ω为过水面积(㎡)
V为流速(m/s)
河槽流量 Q2 = ω2×V2 =87.092×6.301 = 548.799(m³/s)
全断面流量 Qs = Q1 + Q2 + Q3 =0 + 548.799+0 = 548.799(m³/s)
1.227
河槽最大水深(m)
5.264
河槽水面宽度(m)
71
河槽过水面积(㎡)
87.092
5 河流断面图
3）.桥长计算
河槽宽度计算公式
式中：
设计流量 =548.8 (m³/s)
设计洪水河槽流量 =548.8 (m³/s)
河槽宽度 =28.1m
系数 和指数 ，该河段属于稳定河段，
可求得
L=23.6m。