4设计洪水与设计水位推算解析
第四章 设计洪水与设计水位推

4、资料独立性的审查
要求同一系列中的样本,必须相互独立
第四章设计洪水与设计水位推算
桥涵水文
频率计算推求设计洪峰流量
1、特大洪水的处理 (1)什么是特大洪水? 特大洪水是指实测系列和调查到的历史洪水中, 比一般洪水大得多的稀遇洪水。 历史上的一般洪水是没有文字记载和留下洪水 痕迹,只有特大洪水才有文献记载和洪水痕迹可供查 证,所以调查到的历史洪水一般就是特大洪水. 特大洪水可以发生在实测流量期间之内,也可以 发生在实测流量期之外,前者称资料内特大洪水,后 者称资料外特大洪水(历史特大洪水).
P
1949年
P
M 1 2
2 0.0282 70 1
M 1 2
0.0282 (1 0.0282) 21 0.042 70 1 1 0.0282 (1 0.0282) 2 0.0559 70
1903年
P
M 1 3
P 3 0.0423 70 1
将实测系列与特大值系列共同组成一个不连序系列, 作为代表总体的一个样本,不连序系列各项可在 历史调查期N年内统一排位。 特大洪水的经验频率仍采用下式
(n-l)项实测一般洪水的经验频率计算公式为:
第四章设计洪水与设计水位推算
桥涵水文
Q(m3/s)
a项特大洪水 M=1,2,...,a
实测期内特大洪水,l项
x
N a
x
a j 1
n l
n i l 1
N a
n l
1 N a 则可导出: x x n j x N 1 1 N a C x x n l x x x N 1
j i
桥涵设计流量及水位推算

• 桥涵设计概述 • 桥涵设计流量计算 • 水位推算方法 • 桥涵设计流量及水位推算案例分析
01
桥涵设计概述
桥涵设计的概念
桥涵设计是指根据桥梁和涵洞的具体 要求和条件,进行结构、构造、施工 等方面的设计,以满足交通、水利、 市政等方面的需求。
桥涵设计需要考虑多种因素,如荷载 、结构形式、材料、施工方法等,以 确保结构的安全性、经济性和耐久性 。
VS
详细描述
在某水库上设计一座桥涵,需要考虑水库 的蓄水和泄洪要求。通过分析水库调度图 和历史水位数据,可以推算出桥涵的设计 流量和水位,以确保桥涵在各种工况下的 安全性和稳定性。
案例三
总结词
根据灌溉需求和渠道输水能力,采用水利计算方法确定桥涵的设计流量和水位。
详细描述
在某灌溉渠道上设计一座桥涵,需要考虑灌溉需求和渠道输水能力。通过水利计算方法,可以确定桥涵的设计流 量和水位,以满足灌溉需求的同时,保证渠道的正常输水能力。
气候变化会影响降雨量和蒸发量,从而影响水位 变化。
流域特征
河流的流域特征,如地形、地貌、植被等,会影 响水流的运动和河道的冲刷。
3
水利工程
水利工程的建设和运行会影响河道的流量和水位 变化。
水位推算的实际应用
01
02
03
桥涵设计
根据水位推算结果,确定 桥涵的高度和跨度,确保 桥涵的安全和正常使用。
防洪规划
案例四:某排水沟的桥涵设计流量及水位推算
总结词
根据排水沟的设计排涝标准,利用暴雨资料和排水沟的排水能力,推算桥涵的设计流量和水位。
详细描述
在某排水沟上设计一座桥涵,需要考虑排水沟的排涝标准和排水能力。通过分析暴雨资料和排水沟的 排水能力,可以推算出桥涵的设计流量和水位,以确保在暴雨期间能够及时排除积水,保障周边地区 的安全。
_第四章__设计洪水流量

二、选择: 年最大值法——每年只选一个最大值 1. 洪峰 Qm:Q1、Q2……Qm……Qn 2. 洪量WTm: 连续24h年最大洪量系列W1天1 、W1天2……W1天m……W1
天n
连续3d年最大洪量系列W3天1、W3天2……W3天m……W3天n 连续7d年最大洪量系列W7天1、W7天2……W7天m……W7天 ………………… n
l
一定频率时段平均降雨强度
i=
l l l
Sp tn
从降雨量推算净雨量,有两种方法: 一种方法是降雨量乘以折减系数,即洪峰径流系 数; 另一种方法是从降雨量中减去损失雨量,损失雨 量可用损失参数表示。
推理公式一
Qp = K ⋅ H 0 ⋅ F
l l l
l
Q p——频率为P的流量;
K ——单位换算系数0.278; 的平均净雨强度( mm / h); H 0——频率为 P(%) 2 F ——流域面积 (km ) 该公式关键是平均净雨强度的确定
Cv的无偏估计量: C v =
n n −1
∑ ( K i − 1)
i =1
n
2
n
=
∑ ( K i − 1) 2
i =1
n
n −1
Cs 的无偏估计量: C s = (n − 1n n − 2) i =1 )(
2
∑ ( K i − 1)
nC v3
n
2
≈
∑ ( K i − 1) 3
i =1
n
(n − 3)C v3
在图4-1-1中点击“皮尔逊Ⅲ型曲”按钮 → 点击“水 文资料输入”,输入年最大流量系列表 → 选“流量连 续性系列”按钮 → 点击“计算 、 ,Cv ”
水文资料输入和计算
第十一章 桥涵设计流量及水位推算

2011-1-7
L
ντ
=
0.278L mபைடு நூலகம் Q
1 3 1 4 m
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
②
由①、②联立
τ = τ 0ψ
τ0 =
−( 1 ) 4− n
3 4− n
0.278
1 mJ 3 L
4 4− n
( AF )
1 4− n
L :主河沟长度(km) τ 0 :汇流历时参数(h) J :主河沟平均比降
2011-1-7
§11.2.2 历史洪水流量推算方法
1、确定形态断面:按形态调查所得的河谷断面及洪 水痕迹高程可得,将同次历史洪痕垂直投影于计算 河段中泓线上 2、绘制纵剖面图: 3、测得水面比降J及河底比降i
2011-1-7
§11.2.2 历史洪水流量推算方法
v = C RJ h 4、按谢才公式计算所查洪峰流量: J = f l Q = vA = AC RJ = K J
0 1 2
入渗
降雨
径流 形成
t
3
t
4
H τ = τ ⋅ iτ = Aτ 1− n = f (τ )
hτ max = hR = Hτ − µτ
所以 ψ 2011-1-7
hτ max Hτ − µτ µ n = = = 1 − τ = ψ (τ , µ ) Hτ Hτ A
2)τ>当净雨历时tc hτ max = hR = H tc − µtc hR:产生洪峰时的净雨量 瞬时强度: = dH t = (1 − n) At −n = (1 − n)i it
3、 位于同一河流上、下游的两个水文站(参证站与分析站), 若两站之间无较大支流汇入,而且两站已有的流量观测资料中, 相同年份的年最大洪峰流量大致成比例关系,则可利用两站对 应的(同一年份)年最大洪峰水位(流量),绘制两站的水位 (流量)关系曲线,进行插补和延长。 4、若上游的两支河流河道均有水文站,可以作为参证站,分析 站位于它们合流后的河道上,则可利用两支流的流量过程线叠 加方法,求算合流后的洪峰流量。 三、资料中有特大值(特大洪水)的处理 1、分别排队法 2、补齐法
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
第4章-设计洪水流量

铁路桥涵设计洪水频率
铁路 等级
Ⅰ、Ⅱ Ⅲ
设计洪水频率
桥梁
涵洞
1/100
1/50
1/50
1/50
检算洪水频率
特大桥(或大桥)属于技术 复杂、修复困难者或重要者
1/300
1/100
设计标准越高(频率越小),设计洪水越大,设计的工程越安全,被洪水破坏的风险就越小,但工 程的造价越高;反之,标准越低(频率越大),工程耗资较少,但安全程度也相应降低,被破坏的风险就 较大。
3
1
0 . 015
P
4
199
4
1
0 . 020
P5
199
5
1
0 . 025
0 .5 % 1 .0 % 1 .5 % 2 .0 % 2 .5 %
[例4-1-3] 2、经验频率计算 (2)实测连续系列经验频率计算
第一项:m=l+1=1+1=2
第二项:m=l+2=1+2=3
2 P22 010.09 59.25% 2
推求。 A. 小雨资料 B. 中雨资料 C. 暴雨资料 D. 以上选项都不正确
正确ห้องสมุดไป่ตู้案: C
40
随堂作业: 2. 降落到地面上的水,除掉损失一部分以外,在重力作用下沿着一定的方向和路径流动,这种水流
称为()。 A. 地面径流 B. 河川径流 C. 自由水 D. 活水
正确答案: A
32
33
34
二、全国水文分区Cv值表
35
三、全国水文分区Cs/Cv经验关系表
36
四、以上各表的用法
1. 直接由表3-2-1推求p为2%和1%的设计流量
第四章由流量资料推求设计洪水

第二节 设计洪峰流量及设计洪量的推求
资料审查 年最大值法选样 特大洪水处理 峰、量频率计算 安全修正值 设计洪峰和设计洪量 成果合理性检验 选择典型洪水
同倍比或同频率缩放
设计洪水过程线
一、资料审查 1、可靠性 实测洪水资料: 对测验和整编进行检查,重点放在观测 与整编质量较差的年份。包括水位观测、流 量测验、水位流量关系等。而且洪水系列中 各项洪水相互独立,且服从同一分布等。 历史洪水资料: 一是调查计算的洪峰流量可靠性;二是 审查洪水发生的年份的准确性。
设:N——历史调查期年数; n——实测系列的年数; l——n年中的特大洪水项数; a——N年中能够确定排位的特大洪水项数 (含资料内特大洪水l项); m——实测系列在n中由大到小排列的序号, m=l+1,l+2,...,n; Pm——实测系列第m项的经验频率; PM—— 特 大 洪 水 第 M 序 号 的 经 验 频 率 , M=1,2,...,a
1153
1870
n
1992
N
说明确定特大洪水的重现期具有相当大的 不稳定性。要准确地确定重现期就要追溯到更 远的年代,但追溯的年代愈远,河道情况与当 前差别越大,记载愈不详尽,计算精度亦愈差。 一般地,以明、清两代六百年为宜。
(3)经验频率的计算 连序系列中各项经验频率的计算方法, 已在前面论述,不予重复。 不连序系列的经验频率,有以下两种 估算方法: 1、独立样本法 2、统一样本法
所谓“连序”与“不连序”,不是指时 间上连续与否,只是说所构成的样本中间有 无空位。
连序系列:洪水系列中没有特大洪水 值,在频率计算时,各项数值直接按大小 次序统一排位,各项之间没有空位,序数m 是连序的; 不连序系列:系列中有特大洪水值, 特大洪水值的重现期(N)必然大于实测系 列年数n,而在N-n年内各年的洪水数值无 法查得,它们之间存在一些空位,由大到 小是不连序的。
第十一章桥涵设计流量及水位推算

第十一章桥涵设计流量及水位推算桥涵设计流量及水位推算是针对桥涵工程进行的一项重要工作。
对于桥涵的设计来说,合理确定其设计流量和水位,是保障桥涵运行安全和正常的基础。
本文将从设计流量和水位推算的原理、方法以及应用方面进行详细解析。
首先,设计流量是指根据其中一种准则、标准或规范确定的项目期望达到的流量。
桥涵的设计流量直接关系到其流量能力和水力特性,因此需要根据实际情况合理选择。
常用的设计流量计算方法有理论计算法和经验计算法。
理论计算法是依据流体力学原理进行计算,可以较为准确地确定桥涵的设计流量。
其计算过程常涉及一些参数,如水槽的宽度、高度、形状等,以及流体的密度、粘度等。
通过利用流体力学方程,可以得出桥涵设计流量的数值。
这种方法适用于较为复杂的流体情况,如弯曲河道、急流等。
经验计算法则是根据实际工程经验和历史统计数据进行计算,通过相关系数或公式,将实测数据或历史数据进行处理,从而得到桥涵设计流量的数值。
这种方法相对简单快捷,适用于一般情况下的桥涵设计。
但需要注意的是,经验计算法的计算结果相对理论计算法较为模糊不确定,需要结合实际情况进行综合评估。
在确定桥涵的设计流量后,还需对其水位进行推算。
水位是指水流表面的高度,也是桥涵设计的重要参数之一、水位的推算涉及到流量、水力特性、河道形状等多个因素的综合考虑。
一般采用流量水位曲线法进行推算,该方法通过在河道中同时测定流量和水位,然后绘制流量水位曲线。
通过曲线可以得到不同流量下的水位。
除了流量和水位的推算,在桥涵的设计中还需要考虑降水处理、洪水过程分析等因素。
降水处理是指在设计中考虑降雨对桥涵流量和水位的影响,需要制定适当的方案来对降雨进行处理。
而洪水过程分析是指对历史洪水数据和河道特性进行分析,以预测未来可能发生的洪水情况,进而确定桥涵设计的安全水位。
综上所述,桥涵设计流量及水位推算是保障桥涵安全运行和正常使用的关键环节。
合理的设计流量和水位能够确保桥涵对洪水有一定的容量,从而有效降低洪水对桥涵的冲击力,保证桥涵的稳定性和安全性。
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Ⅰ、Ⅱ Ⅲ
设计标准越高(频率越小),设计洪水越大, 设计的工程越安全,被洪水破坏的风险就越小,但 工程的造价越高;反之,标准越低(频率越大), 工程耗资较少,但安全程度也相应降低,被破坏的 风险就较大。
设计洪水的计算途径 1、由实测流量资料推求; 2、由洪水调查资料推求; 3、由暴雨资料推求。
实际工作中,对重要的工程,为保证计算成果 的可靠性,应根据水文资料的情况,采用多种途径 计算,相互比较,充分论证,合理采用。
设计水位、设计流速和过水断面面积。
桥梁涵洞分类
桥涵 分类
特大桥 大桥 中桥 小桥 涵洞 公路桥涵 多孔跨径总长L/m 单孔跨径 LK /m
L≥1000
100≤ L ≤ 1000 30< L<100 8≤ L≤30 -
LK ≥150
40 ≤ LK≤ 150 20< LK<40 5≤ LK<20
LK <5
第一节
有观测资料的设计
洪水流量推算方法
第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法
一、资料的选样与审查
水文资料:桥位断面实测年最大洪峰流量系列及若干次 历史调查洪水资料;实测水位-流量关系、水位-流速关 系、水位-过水断面关系等。
1、选样 年最大值法:组成容量为 n 的年最大洪峰流量系列,以 及若干次历史调查洪水资料。
涵洞及小 型排水构 造物 路 基
1/100
1/100
1/ 50
1/ 25
注:二级公路的特大桥及三、四级公路的大桥,在水势猛急、河床易于冲刷的 情况下,可提高一级洪水频率验算基础冲刷深度。
铁路桥涵设计洪水频率
铁路 等级 设计洪水频率 桥梁 1/100 1/50 涵洞 1/50 1/50 检算洪水频率 特大桥(或大桥)属于技术 复杂、修复困难者或重要者 1/300 1/100
第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法
流涌高和桥墩冲高等影响的高度后的水位。
桥涵工程依据:
交通部颁布的
《公路工程技术标准》(JTJ B01-2003) 《公路工程水文勘测设计规范》(JTG C30-2002)
首先根据《公路工程技术标准》确定公路的
等级和桥梁的大小,然后按照《公路工程水文勘
测设计规范》,确定设计洪水频率(或重现期),
最后推求相应于该频率的设计流量,以及相应的
第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法
(2)不连序系列
在水文站观测年份内,如果河流发生特大洪水,相 应地就会出现特大值。通过洪水调查和文献考证,往往 也会获得特大值。这些特大值与其它数值之间有显著的 脱节现象,是不连续的。在统计计算中,不能把这些特 大值与其它数值等同看待,需要进行适当处理,即所谓 特大值的处理。
年超大值法:观测年数较少时采用。
第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法
一、资料的选样与审查
2、审查
资料可靠性:资料的正确与否
资料一致性:是指组成该系列的流量资料,都是在同
样的气候条件、同样的下垫面条件和同一测流断面条件
下获得的
资料代表性:是指该洪水样本的频率分布与其总体概
率分布的接近程度
第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法
二、设计洪峰流量的推求
(1)连序系列
选取样本,一般采用“年最大值法”选取样本;
绘制经验频率曲线; 用适线法绘制理论频率曲线,并选定三个统计参数; 用选定的三个统计参数计算设计洪水频率相应的设计 流量; 审查计算结果。参照统计参数的地区经验值,审查所 选定参数值,并用其他方法推算设计流量,进行对比。
都应根据洪水的大小来设计。
本章主要任务在于确定桥梁基本尺寸 ( 桥孔长
度、桥面标高、墩台埋深 )所依据的桥位河段的水
文要素,即在桥渡设计使用期内可能出现的控制 洪峰流量(设计流量)及其相应的水位(设计水位)。
设计洪水:在道路桥涵规划、设计中所指定
的各种设计标准的洪水。
设计水位:在规定的桥涵设计洪水频率标准 下的水位加上根据河流具体情况,即考虑壅水高 度、浪高、水拱、河湾超高、凹岸超高、局部股
资料独立性:水文资料彼此无关
第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法
一、资料的选样与审查
3、资料的插补与延长
( 1 )寻找参证站:采用水文统计方法推算设计流量时, 如桥位附近水文站流量观测资料的观测年限较短或有缺 失年份,则应尽量利用参证站 ( 上、下游或邻近流域内 的水文站 ) 的观测资料,进行插补和延长,来提高可靠 性。 (2)用暴雨资料插补洪峰资料
插补和延长年数不宜超过实测洪水流量的年数,并 应结合气象和地理条件作合理性分析。
第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法
二、设计洪峰流量的推求
连序系列:即从大到小排位,序号是顺位连续排列
的系列。如:实测系列 不连序系列:特大洪水加入系列后称为不连序系列, 即从大到小排位,序号不连续,其中一部分属于漏 项、缺项位,其经验频率和统计参数计算与连序系 列不同。
a1+ a2=a个大洪水 a1 个大洪水 a2 个大洪水
T1 N 调查期或考证期
n 实测期
T2
第一节 有观测资料的设计洪水流量?
至今人们对特大洪水还没有一个明确的量的定义。
在概率格纸上,它的频率点与一般洪水的频率点有明 显的脱节、不连续现象。在历史洪水中、在实测洪水 中都有可能出现特大洪水,需提出作单独处理。
公路桥涵设计洪水频率
构造物 名 称 高速公路
特大桥 大中桥 小 桥 1/300 1/100 1/100 1/100
公 一
1/300 1/100 1/100 1/100
路 二
1/100 1/100 1/ 50 1/ 50
等 三
1/100 1/ 50 1/ 25 1/ 25
级 四
1/100 1/ 50 1/ 25 按具体情 况确定 按具体情 况确定
桥涵水文
Hydrology of Bridge and Culvert 第四章设计洪水与设计水位推算
第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法
第二节 根据洪水调查资料推算(略)
第三节 根据暴雨资料推算(略) 第四节 小流域设计洪水 第五节 设计洪水位的推求
对公路桥梁工程来说,在发生洪水时,必须 保证桥梁能安全宣泄洪水,公路能畅通。因此, 在规划设计公路桥梁时,桥涵的孔径、桥梁的高 度、墩台基础的埋置深度、调治构造物的尺寸等,