桥涵水文课程设计答案

桥涵水力水文

———设计计算说明书

一、设计基本资料

南方地区某二级公路上，拟修建一座跨越一条跨河流的钢筋混凝土简支梁中桥（标准跨径及净跨径自己定），梁高1.5m （包括桥面铺装在内），下部为单排双柱式钻孔桩墩，墩径为1.2m ；采用U 型桥台，台长为6m ，桥前浪程为1.2KM ，沿浪程平均水深为3.0m ，无水拱和河床淤积影响，桥前最大壅高不超过0.6m 。桥位河段基本顺直，桥面纵坡为+2%，桥下为六级航道，汛期沿浪程向为七级风力，推算设计洪水位为65.00m ，推算设计流量为3400 m 3/s ，桥下设计流量为河床平坦，两岸较为整齐，无坍塌现象。桥位处河流横断面桩号K0＋622.60为河槽与河滩的分界桩。经调查，桥位河段历年汛期平均含沙量ρ约为3kg/m 3，据分析桥下河槽能扩宽至全桥，但自然演变冲刷为0m 。粗糙系数为：河槽m c ＝40，河滩m t ＝30，γ=1/6；洪水比降为0.3‰，历史洪水位水痕标高为79.30mm ，河沟纵坡I 与洪水比降基本相同。另据钻探资料，河槽部分在河底以下8m 内均为砂砾层，平均粒径d ＝2mm ，50d ＝2.5mm ，030.0n c =；河滩部分在地面以下6m 内为中砂，表层疏松为耕地,025.0n t =。桥位断面以上集雨面积为566km 2，桥位上游附近有一个水文站(乙站)，集雨面积为537km 2，具有1955年至1982年期间22年断续的年最大流量资料；通过洪水调查和文献考证，该河历史上曾在1784年、1880年，1920年、1948年发生过几次较大洪水，其中1784年洪水量级大于1880年,特大洪水值认为是大于3500 m 3/s 。在邻近流域的河流上，也有一个水文站(甲站)，可以搜集到1951年至 1982年连续32年的年最大流量资料。两流域的特征基本相似，气候和自然地理条件基本相同，且两河流上都没有水工建筑物。 二、用相关分析法插补延长乙站流量资料

1、比较甲、乙两站均有实测资料并分别求出其平均流量。（下面甲站的x Q ，乙站的y Q 计）

x Q ==

=∑=2248230

n /n

1

i i Q 2192.27s /m 2

y Q ==

=∑=2237410

n /n

1

i i Q 1700.45s /m 2

2、列表计算x k ，y k ，2

x k ，2y k ，y x k k ∙。

甲、乙站水文资料 表1-1 甲站流量

x k

2

x k 乙站流量 y k 2y k y x k k ∙ 2643 1.206 1.454

2000 1.176 1.383 1.418 2757 1.258 1.583 2380 1.400 1.960 1.761 2549 1.163 1.353 2100 1.235 1.525 1.436 3359 1.532 2.347 2600 1.529 2.338 2.342 3997 1.823

3.323

2950

1.735

3.010

3.163

甲站流量

x k

2x k

乙站流量

y k

2

y

k

y x k k ∙ 2840 1.295 1.677 2500 1.470 2.161 1.904 1160 0.529 0.280 1000 0.588 0.346 0.311 1560 0.712 0.507 1100 0.647 0.419 0.461 2470 1.127 1.270 1360 0.800 0.640 0.902 2150 0.981 0.962 1480 0.870 0.757 0.853 3025 1.380 1.904 2250 1.323 1.750 1.826 755 0.344 0.118 600 0.353 0.125 0.121 2000 0.912 0.832 1530 0.900 0.810 0.821 2420 1.104 1.219 2170 1.276 1.628 1.409 1870 0.853 0.728 1650 0.970 0.941 0.827 1900 0.867 0.752 1300 0.765 0.585 0.663 2180 0.994 0.988 1850 1.088 1.184 1.081 1350 0.616 0.379 900 0.529 0.280 0.326 2385 1.088 1.184 1900 1.117 1.248 1.215 1200 0.547 0.299 1080 0.635 0.403 0.347 1300 0.593 0.352 1010 0.594 0.353 0.352 2360 1.077 1.160 1700 1.000 1.000 1.077 ∑ 22.001 24.58 ∑ 22.000 24.846

24.616

3、计算相关系数r 及机误4Er. ∑∑∑===---∙=

n 1

i 1

2

2

xi yi n

1i xi

)

n k n

k k

r n

i yi n k ）（（=

965.022846.242258.2422

616.24=---）

）（（

4Er 039.01698.22

±=-±≈n

r

039.04965.0==Er r

则，甲、乙两站流量为直线相关。

4、计算期望值x σ，y σ。

x σ==--∙

∑=1

x 1

2

n n

k n

i xi 412.7682122

58.2427.2192=-⨯

y σ==--∙

∑=1

y 1

2n n

k

n

i yi

1700.45×

21

22

846.24-=625.996

5、列表回归方程