桥涵水文计算基本方法45页PPT
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桥涵水文计算基本方法 PPT
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。
4400 4000
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程式：
本次培训着重于以下内容：
一般情况水文分析计算
桥孔长度和桥孔布设
桥涵水文设计注意几点问题及探讨
第一节 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
有水文系列观测资料时水文统计法 （1）资料搜集和准备
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
支流1
支流2
流 量
Q11 Q22 Q13,Q23
合 流
QQ2112
支流1
支流2
桥位
t1
t2
试比较：Q11+Q21,Q12+Q22,Q13+Q23组合结果的大小
洪水传播时间 t
3、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
✓ 最好靠近所选断面附近 ✓ 选择有居民、易于指认洪痕的河段 ✓ 所选河段顺直，断面规整，基线与桥位间无支流汇入
桥涵水文(课堂PPT)
程
学
第二节 桥墩局部冲刷
院
第三节 确定墩台基底最浅埋置深度
第四节 调治构造物
1
一、学习目标：
中
国 矿
业
大 学
（一）.了解调治构造物的类型和作用
建 筑
（二）.熟悉桥下一般冲刷计算；
工 程
(三).熟悉桥墩局部冲刷计算；
学 院
(四).掌握墩台基底最浅埋置深度的确
定。
2
二.本章重点和难点
中
国 矿
二.本章重点
中
（二）、65—1修正式
国
矿
业
大
学 建
（14-8a）
筑
工
程
学
院
35
一、非粘性土河床的桥墩局部冲刷
中
（二）、65—1修正式
国
矿
业
大
学
建
筑
工
（14-8b）
程
学
院
36
一、非粘性土河床的桥墩局部冲刷
中
（二）、65—1修正式
国
矿
业
大 学
14-8c
建
筑
工
程
学
14-8d
院
14-8e
14-8f
37
一、非粘性土河床的桥墩局部冲刷
20
二、 河滩一般冲刷
中 (一）.非粘性土河滩一般冲刷公式
国
矿
业 式中： Q′t——桥下河滩部分通过的设计流量，
大 学
按式（14-5a）计算；
建
筑 工 程
hmt——桥下河滩最大水深（m）； ——桥下河滩平均水深（m）；
学 院
B′t——河滩部分桥孔净长（m）；
第十一章 桥涵设计流量及水位推算ppt课件
2018/11/15
T Q Q N 2 2 2
T Q Q N 3 3 3
§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（n<20年） 1）、由实测系列求出平均流量 Q 及历史洪水流量 Q 的变率 K Q 1 ， K 2
1
Q
2
Q
2）、计算各历史流量Qi的经验频率 m P （ Q Q ） 100 % i N 1 1 3）、假定Cv,Cs值，利用下式计算合适统计参数
2018/11/15
K K C 1 i pi pi v
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 M , C v ， 使Cs满足：K K C 1
§11.2.2 历史洪水流量推算方法
v C RJ hf 4、按谢才公式计算所查洪峰流量： J l Q vA AC
RJ K
J
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
A v A v Q Q 复式断面河道： Q c c t t c t
1 4n
L ：主河沟长度（km） 0 ：汇流历时参数（h） J ：主河沟平均比降
i pi piv
3）、假设Cv，Cs 使下式成立
Mi Q Ki i M Q
Q M F
Q Q Q 1 2 i C 1 C 1 C 1 p 1 v p 2 v p iv
桥涵水文——水文计算中的数理统计法PPT课件
的数值出现的次数为m．其频率为 式计算：
x1、x2 xm xn
，所以各随机变量的经验频率可按下列简单公
1
n
2 n
xm
m
n
p m n
第18页/共80页
• 公式(3-5)只有在掌握的n项资料就是总体的情况 下，计算的结果才属合理．对于实测水文资料， 都是有限的年数，以此作为样本资料推求总体， 此公式就显然不合理。例p 如10有1010%0年10资0%科(n＝
第1页/共80页
§3-1 机率和频率
一、随机事件
必然事件：当多次观察自然现象时,就会发现有许多事 情在一定条件下必然会发生 的。例如河流中的洪水流 量，每年汛期必然会出现一次最大的洪峰流量。
不可能事件：在一定条件下必然不会发生的事件称之 为不可能事件。例如在流域内下了一场暴雨后，要使所 属河流水位不变化是不可能的。
第12页/共80页
画图
画图
按表中所列数值点可绘成流量与频率密度的直方图 （见下页） 频率密度是频率在区间内的平均值。
第13页/共80页
lim p dp f ( x) x0 x dx
曲线如图3－1中虚线所示，称之为频率密度曲线，简称密度 曲线，它系一条中间高两侧低的倾斜铃形曲线，显示出年最 大流量的统计规律。即特别大和特别小的流量出现次数都很 少，频率密度小；接近平均值的流量出现次数较多，频率密 度大，表示了水文资料的统计规律。
征值。
第17页/共80页
一、连序系列经验频率计算
根据选取的各年最大洪峰流量值(包括插补延长资料)，按其大小顺序排位．这种系
列称之为连序系列．在数理统计中又称之为简单样本．设系列共n项，按由大到小的
次序排列为：
，.等于和大于数值出现的次数为1．其频率为
公路桥涵水文计算基本方法课件
降雨径流模型是根据降雨、径流的关系，通过降雨量、径流量等参数计算洪水流量 。
水文模型则是基于水文学原理，通过流域的水文要素、气象资料等参数计算洪水流 量。
河流水文资料的分析与整理
01
河流水文资料的分析与整理是桥 涵洪水流量计算的基础工作，包 括对河流的水位、流量、流速、 泥沙含量等参数的测量和记录。
侧向浮力计算公式
根据桥涵的重量、水的密度和侧向浮力系数等参数，利用侧向浮力计算公式计算水流对桥涵的侧向浮 力。
05
桥涵水文计算实例分析
某公路桥涵水文计算实例
计算方法：流速面积法
计算过程：通过测量桥位处的河宽、水深、流速等参数，结合流速面积法公式计算桥涵的过 水能力。
实例结果：该桥涵的过水能力为200立方米/秒，能够满足设计要求。
02
对这些资料进行分析和整理，可 以了解河流的水文特性、水流运 动规律等信息，为桥涵洪水流量 计算提供依据。
水文统计的基本方法
水文统计是桥涵洪水流量计算的重要 手段之一，通过统计分析的方法，对 历史洪水流量资料进行整理和分析。
主要采用频率分析、回归分析等方法 ，推求设计洪水流量、设计水位等参 数，为桥涵设计提供依据。
公路桥涵水文计算基本方法课件
目 录
• 桥涵水文基础 • 桥涵洪水流量计算 • 桥涵水位与桥面高度的确定 • 桥涵水力荷载计算 • 桥涵水文计算实例分析
01
桥涵水文基础
水文学基础知识
01
02
03
水文学定义
水文学是研究地球上水循 环的学科，包括水分布、 运动和变化规律。
水文循环
水文循环是描述水从蒸发 、降水、地表径流、地下 水、植物吸收等环节不断 循环的过程。
某河流桥涵水文计算实例
水文模型则是基于水文学原理，通过流域的水文要素、气象资料等参数计算洪水流 量。
河流水文资料的分析与整理
01
河流水文资料的分析与整理是桥 涵洪水流量计算的基础工作，包 括对河流的水位、流量、流速、 泥沙含量等参数的测量和记录。
侧向浮力计算公式
根据桥涵的重量、水的密度和侧向浮力系数等参数，利用侧向浮力计算公式计算水流对桥涵的侧向浮 力。
05
桥涵水文计算实例分析
某公路桥涵水文计算实例
计算方法：流速面积法
计算过程：通过测量桥位处的河宽、水深、流速等参数，结合流速面积法公式计算桥涵的过 水能力。
实例结果：该桥涵的过水能力为200立方米/秒，能够满足设计要求。
02
对这些资料进行分析和整理，可 以了解河流的水文特性、水流运 动规律等信息，为桥涵洪水流量 计算提供依据。
水文统计的基本方法
水文统计是桥涵洪水流量计算的重要 手段之一，通过统计分析的方法，对 历史洪水流量资料进行整理和分析。
主要采用频率分析、回归分析等方法 ，推求设计洪水流量、设计水位等参 数，为桥涵设计提供依据。
公路桥涵水文计算基本方法课件
目 录
• 桥涵水文基础 • 桥涵洪水流量计算 • 桥涵水位与桥面高度的确定 • 桥涵水力荷载计算 • 桥涵水文计算实例分析
01
桥涵水文基础
水文学基础知识
01
02
03
水文学定义
水文学是研究地球上水循 环的学科，包括水分布、 运动和变化规律。
水文循环
水文循环是描述水从蒸发 、降水、地表径流、地下 水、植物吸收等环节不断 循环的过程。
某河流桥涵水文计算实例
桥涵水文 PPT
但由于影响水文现象的因素极其复杂，这种方法 目前尚不能完全用数学物理方法来描述，通常用数学 模型或物理模型来模拟。
2、数理统计法（水文统计法）
根据水文现象的随机性，以概率论为基础，运用 数理统计的方法，推求出水文要素的统计规律，即可 求出工程设计所需的设计水文特征值，就可解决工程 的设计问题。
其次，可以对两个或多个水文要素进行相关分析， 建立它们之间的统计关系，就可以利用已知的水文要 素推求未知的水文要素。
下游
河口
海 洋
2、 河流的长度L ：自河源沿主河道至河口的长度，简 称河长，以 km 计
3、河流的断面
横断面（river section） 纵断面（river profile）
L
海 洋
（1） 河流横断面（简称：断面 cross-section）： 水位 （water level、water stage）
2、流域的几何特征 （1）流域面积 F (catchment area)：在地形图上绘出 流域的分水线，量算出分水线包围的面积，即流域面 积，以km2 （2）流域长度 LF（the length of watershed）：从流 域出口到流域最远点的流域轴线长度，km计。 平均宽度 B（the average width of watershed）:
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
（2） 河流纵断面
Z2 Z1
河底
l
河流中沿水流方向各横断面最大水深点的连 线，称为深泓线（thalweg），沿河流深泓线的剖 面称为河流的纵断面（ river profile ）。
表示河床自上游向下游沿程变化。
4、 河道比降 落差（fall）
1、河流的分段：
2、数理统计法（水文统计法）
根据水文现象的随机性，以概率论为基础，运用 数理统计的方法，推求出水文要素的统计规律，即可 求出工程设计所需的设计水文特征值，就可解决工程 的设计问题。
其次，可以对两个或多个水文要素进行相关分析， 建立它们之间的统计关系，就可以利用已知的水文要 素推求未知的水文要素。
下游
河口
海 洋
2、 河流的长度L ：自河源沿主河道至河口的长度，简 称河长，以 km 计
3、河流的断面
横断面（river section） 纵断面（river profile）
L
海 洋
（1） 河流横断面（简称：断面 cross-section）： 水位 （water level、water stage）
2、流域的几何特征 （1）流域面积 F (catchment area)：在地形图上绘出 流域的分水线，量算出分水线包围的面积，即流域面 积，以km2 （2）流域长度 LF（the length of watershed）：从流 域出口到流域最远点的流域轴线长度，km计。 平均宽度 B（the average width of watershed）:
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
（2） 河流纵断面
Z2 Z1
河底
l
河流中沿水流方向各横断面最大水深点的连 线，称为深泓线（thalweg），沿河流深泓线的剖 面称为河流的纵断面（ river profile ）。
表示河床自上游向下游沿程变化。
4、 河道比降 落差（fall）
1、河流的分段：
《桥涵水文》课件
生态友好的桥涵水文设计原则与方法
生态流量保障
确保桥涵建设不影响河流的生态流量，维护河流生态系统的正常 功能。
生态友好型桥型选择
选择对环境影响较小的桥型，如拱桥、斜拉桥等。
生态补偿措施
通过生态补偿措施，如建设人工湿地、鱼类栖息地等，弥补桥涵建 设对生态环境的影响。
桥涵水文环境保护的法律法规与标准
环境保护法律法规
04
桥墩冲刷与防护
桥墩冲刷的类型与机理
类型
桥墩冲刷分为急流冲刷和动床冲刷两类。急 流冲刷是由桥下水流的强烈紊动和剪切应力 引起的，表现为桥墩周围泥沙的悬浮和推移 ；动床冲刷则是由于桥墩对水流结构的改变 ，导致桥墩下方的泥沙发生位移。
机理
桥墩冲刷的机理主要涉及水流与泥沙的相互 作用。在急流条件下，桥墩阻碍水流，导致 流速和剪切应力增大，从而引起泥沙的悬浮 和搬运；在动床冲刷中，桥墩下方的泥沙在 流速和剪切应力的作用下发生位移，形成冲
分析内容
分析精度
根据桥涵的重要性和规模，选择合适 的洪水分析方法和精度。
包括洪水过程线的推求、洪峰流量的 确定、洪水位的计算等。
桥涵防洪评价的标准与程序
标准
根据国家相关法律法规和行业标准，制定桥 涵防洪评价的标准，包括评价内容、评价方 法、评价等级等。
程序
收集相关资料并进行现场勘查；进行洪水分 析，确定设计洪水；根据防洪标准，对桥涵 进行防洪评价；提出评价结论和建议措施； 编写评价报告并报送相关部门审查。
刷坑。
桥墩冲刷的数值模拟方法
要点一
数值模型
常用的桥墩冲刷数值模拟方法包括有限元法、有限差分法 和边界元法等。这些方法通过建立数学模型，模拟水流和 泥沙的运动规律，预测桥墩周围的冲刷形态和泥沙运动轨 迹。
桥涵水文 水文统计基本原理与方法PPT课件
F(x)-F(x+Δx)
年降水量落在800-900mm之间的概率 为:
0.6-0.28=0.32
3.2 随机变量的概率分布
2.概率分布函数
随机变量X落在区间（x，x+Δx）内的概率与区间长
度Δx的比值为
F (x) F (x x)
x
上式表示随机变量落入区间（x，x+Δx）的平均概率， 而
lim F (x) F (x x)
（1）实测水文样本系列按大小递减次序重新排
列。
n
（
2
）
统
计
各实
测
值
xi的
频
数
f
i及累计
频
数 i 1
fi
（3）计算累积频率
m
fi
Pm P(X xm )
i1 m
fi 1
i1
第18页/共87页
Pm 当各实测值xi的频数fi均为1时，
m n 1
（4）点绘经验累积频率曲线
（5）若n>100，可由设计频率（横坐标）查得
简称为概率分布。
Байду номын сангаас
3.2 随机变量的概率分布
2.概率分布函数
对连续性随机变量而言，由于其取值可能无限，所以取具 体某个值的概率趋于零，只能研究某个区间的概率，即用 随机变量落在某个区间的概率来分析其概率分布规律。
对于连续型随机变量，通常还研究随机变量取值大于等于 某一值的概率，即研究X≥x的概率，可表示为
③ 然 后 ， 按 表 中 经 验 频 率第2和4页流/共量87页数 值 ， 在 海 森 机 率 格 纸 上绘出经验频率点，如图2—5中的圆点；
④再依点群的趋势描绘成一条圆滑的曲线，如图中的细 实线，就是该水文站的经验频率曲线；
年降水量落在800-900mm之间的概率 为:
0.6-0.28=0.32
3.2 随机变量的概率分布
2.概率分布函数
随机变量X落在区间（x，x+Δx）内的概率与区间长
度Δx的比值为
F (x) F (x x)
x
上式表示随机变量落入区间（x，x+Δx）的平均概率， 而
lim F (x) F (x x)
（1）实测水文样本系列按大小递减次序重新排
列。
n
（
2
）
统
计
各实
测
值
xi的
频
数
f
i及累计
频
数 i 1
fi
（3）计算累积频率
m
fi
Pm P(X xm )
i1 m
fi 1
i1
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Pm 当各实测值xi的频数fi均为1时，
m n 1
（4）点绘经验累积频率曲线
（5）若n>100，可由设计频率（横坐标）查得
简称为概率分布。
Байду номын сангаас
3.2 随机变量的概率分布
2.概率分布函数
对连续性随机变量而言，由于其取值可能无限，所以取具 体某个值的概率趋于零，只能研究某个区间的概率，即用 随机变量落在某个区间的概率来分析其概率分布规律。
对于连续型随机变量，通常还研究随机变量取值大于等于 某一值的概率，即研究X≥x的概率，可表示为
③ 然 后 ， 按 表 中 经 验 频 率第2和4页流/共量87页数 值 ， 在 海 森 机 率 格 纸 上绘出经验频率点，如图2—5中的圆点；
④再依点群的趋势描绘成一条圆滑的曲线，如图中的细 实线，就是该水文站的经验频率曲线；