公路桥梁的水文计算

公路桥梁的水文计算（共5篇）

公路桥梁的水文计算 篇1

1 概述

本桥是贵州省某在建高速公路中心里程为K40+140的小桥。桥址位于贵州山区, 因山区洪水具有暴涨暴落、流速快、洪峰历时短、冲刷严重等特点, 对桥梁结构的破坏性较大[1], 因此需对本桥进行水文计算, 确保洪峰发生时, 设计流量能顺利、安全的通过桥下, 桥梁不发生水毁, 桥墩不发生不利冲刷和涌水现象。本文结合现场调查及理论分析得出桥位处的设计流量、设计水位, 为桥底的水文控制标高提供依据。

2 设计计算资料

2.1 汇水面积与河流主流域长度

桥位处无水文观测站, 没有可靠的水文观测资料, 因此在比例为1∶2 000的地形图上圈画其桥址处的汇水面积, 得出汇水面积F=25 km2。在1∶2 000的地形图上沿着河中心, 量测河流主流域长度L=17 km。

2.2 设计频率

本桥为高速公路桥梁, 按跨度属小桥, 查《《公公路路工工程程水水文文勘勘测测设计规范》表5.1.2, 得其设计洪水频率为百年一遇洪水, 即P为1/100[2]。

2.3 河底比降

在桥址处, 沿着河流中心, 往上游每隔10 m测一点的高程, 共测5个点;往下游每隔10 m测一点的高程, 共测3个点。分别算出每两个点间的比降, 最终取各段比降的加权平均值, 得其河床比降IZ=0.028 5。

3 设计流量计算

3.1 暴雨洪峰流量推理公式计算

汇水面积F=25 km2<100 km2, 属于小流域, 可用暴雨推理公式计算设计流量[2]。

3.1.1 24 h雨力SP

依据桥梁所处的地理位置, 查《公路涵洞设计细则》附录图B-1, 得其频率P=1%的雨力SP=110 mm/h。

3.1.2 汇流时间

项目位于贵州省浅山区Ⅱ区, 查《公路涵洞设计细则》附表B-1, 得系数K3=0.193, α1=0.713。汇流时间τ=K3 (L/IZ1/2) α1=0.193× (17/0.028 51/2) 0.713=5.173 h。

汇流时间1 h<τ=5.173 h<6 h, 查《公路涵洞设计细则》附表B-2, 暴雨递减指数n=0.69。

3.1.3 损失参数

查《公路涵洞设计细则》附表B-2得系数:K2=0.51, β2=1.099, λ1=0.437;

损失参数μ=K2SPβ2F-λ1=0.51×1101.099×25-0.437=21.866 mm/h。

3.1.4 流量计算

按暴雨推理公式得, 设计流量为:

3.2 暴雨径流简化公式计算

因汇水面积F=25 km2<30 km2, 属于小流域, 可用径流成因简化公式计算其设计流量[2]。

3.2.1 各参数选取

桥址处为山地地形, 河沟比降IZ=0.028 5, 汇流面积F=25 km2, 查《公路涵洞设计细则》附表B-5, 得地貌系数Ψ=0.07;查《公路涵洞设计细则》附表B-8, 汇流时间τ=80 min;桥梁位于贵州, 暴雨分区为第10区, 土层较薄、植被中等、风化中等, 土壤类别为Ⅲ类, 查《公路涵洞设计细则》附表B-9, 径流厚度h=57 mm。

查《公路涵洞设计细则》附表B-10, 被植物或坑洼滞留的径流厚度z=15 mm。

在地形图上测量, 汇水面积重心至桥址处距离大约为6 km, 查《公路涵洞设计细则》附表B-11, 洪峰传播的流量折减系数β=0.85;查《公路涵洞设计细则》附表B-12, 汇水区降雨量不均匀的折减系数γ=1.0。

桥址方圆无水库, 查《公路涵洞设计细则》附表B-13, 小水库调节作用影响洪峰流量的折减系数δ=1.0。

3.2.2 流量计算

按径流成因简化公式计算其设计流量:

3.3 经验公式计算流量

对于小流域的设计流量, 还可用经验公式估算[1,4], Q=CFn。项目位于山区, 设计频率为1%时, C可取22, n可取0.621[1]。算出:Q=CFn=22×250.621=162.4 m3/s。

最终偏安全选择, 设计流量取QP=237.7 m3/s。

4 桥底最低高程

4.1 形态断面

在河段顺直、岸坡稳定处选择某规则的河床断面为形态断面, 且与流向垂直[2]。因与桥址位置相隔很近, 可近似的把桥址处的设计流量看作形态断面处的设计流量。

根据测绘, 绘出形态断面如图1所示。

4.2 设计水位推算

形态断面处, 河道顺直, 断面规则, 可看作均匀流河段, 故可按谢才公式推算。

当设计水位H=714.50 m时, 总流量QP=259.92 m3/s>237.7 m3/s, 偏安全, 推算结果满足要求。

4.3 桥底所需最低高程

对于山区峡谷地段河流, 建桥后河床断面基本无压缩, 因此无需计算波浪高度[5]。考虑涌水、浪高、河弯超高、水拱、床面淤高、漂浮物高度等因素, 取Δh=0.5 m。桥下无通航要求, 山区桥梁, 查设计规范表6.4.1, 得桥下净空安全值Δhj=0.75 m。

5 结语

1) 桥位处设计洪峰流量分别采用了规范上的推理公式、径流简化公式和经验公式计算。因资料缺少, 推理公式推算的洪峰流量精度有偏差。采用的经验公式具有较大的地区局限性。从计算的结果上看, 采用暴雨径流简化公式算出的设计流量远大于采用暴雨洪峰推理公式和经验公式计算出的流量, 因此在本桥梁水文计算中, 最终选取设计流量为以径流简化公式计算值。

2) 山区桥梁, 洪峰发生时, 河流中常带有漂浮物, 因此桥下净空安全值的取值要比平原桥梁大些。具体取值根据每个项目的实际情况。

3) 山区水流流速比较快, 常带有块石, 因此需对桥墩和桥台设置防护措施。且应合理布置跨径, 桥墩尽量不布置在河槽。

4) 因流速偏大, 在桥型方案确定后还应计算墩台的冲刷, 以确定墩台防冲刷的最小埋置深度。

摘要：以贵州省某山区在建的小流域公路桥梁为工程背景, 对其进行了桥涵水文计算分析, 计算出设计流量与设计水位, 进而为桥梁的水文控制标高提供依据。

关键词：小流域,山区公路,桥梁水文,设计流量,设计水位

参考文献

[1]叶镇国, 彭文波.水力学与桥涵水文[M].北京:人民交通出版社, 2012:270-275.

[2]JTG#space2;#C30—2002, 公路工程水文勘测设计规范[S].

[3]JTG/T#space2;#D65—04—2007, 公路涵洞设计细则[S].

[4]陈想军, 李雄.小桥涵水文分析计算[J].交通科技, 2013 (2) :100-101.

[5]冯英杰.日喀则地区小流域桥梁水文分析与计算[J].城市道桥与防洪, 2014 (1) :72-74.

公路桥梁的水文计算 篇2

.径流：降雨或融雪形成的，沿着流域的不同路径流入河流，湖泊和海洋的海洋的水流.重现期：某水文变量重复出现的平均周期。（频率P=90%，其对应的重现期为T=5年）.PMP(可能最大暴雨)现代气候条件下一定历时的理论最大降水量,流域降水物理上限

.露点：保持气压及水汽含量不变，降温使水汽刚达到饱和时的温度称露点温度，简称露点。(历史最大持续露点为12小时)

.代表性露点：由某一或某些地点、在特定时间的地面露点来反映代表性将水量。

.水文比拟法：就是以流域间的相似性为基础，将相似流域的水文资料移用至研究流域的一种简便方法。

.饱和水汽压：一定体积空气中能容纳的水汽量是有限度的，若空气中水汽含量达到限度，空气就呈饱和状态，即饱和空气，饱和空气的水汽压就是饱和水汽压

.相对湿度：大气中实际水汽压与当时温度下的饱和水汽压之比..水库特征水位：水库工程为完成不同时期不同任务和各种水文情况下,需控制达到或允许消落的各种库水位

.库容：水库某一水位以下或两水位之间的蓄水容积。表征水库规模的主要指标。通常均指坝前水位水平面以下的静库容。死库容：指死水位以下的水库容积。兴利库容：亦称调节库容，指正常蓄水位至死水位之间的水库容积。防洪库容：指防洪高水位至防洪限制水位之间的水库容积。调洪库容：指校核洪水位至防洪限制水位之间的水库容积。重叠库容：指正常蓄水位至防洪限制水位之间的水库容积。这部分库容既可用于防洪，也可用于兴利。防洪库容与兴利库容完全重叠时，正常蓄水位即为防洪高水位。防洪库容与兴利库容完全分开时，正常蓄水位即为防洪限制水位。总库容：校核洪水位以下的水库容积。它是划分水库等级的主要依据之一。

.设计洪水位：当发生设计洪水时,河道指定断面或水库坝前达到的最高水位

.正常洪水位（蓄水位）：水库在正常运行情况下所蓄到的最高水位

.死水位：水库在正常运用情况下，允许消落到的最低水位，称死水位，又称设计低水位.可能最大洪水(PMF)：是为保证重要水利枢纽安全的一种不采用频率概念的设计洪水。.径流调节：狭义上，通过兴建蓄水和调节工程，调节和改变径流的天然状态，解决供需矛盾，达到兴利除害的目的；广义上，人类对整个流域面上径流自然过程的一切有意识干涉.年平均流量：一年内通过河流某过水断面的流量

.年径流深：一年内通过河流上指定断面的径流总量与该断面以上的流域面积的比值.年径流总量：是一年内通过河流某一断面的总水量。

.年径流模数：是单位流域面积上单位时间所产生的径流量

.设计保证率：根据各用水部门的特征所允许的减少供水范围，定出多年期间用水部门正常工作所能得到保证的程度，以百分数计

.完全调节：能将年内全部来水量按用水要求重新分配而不发生弃水的径流调节称为完全年调节

.差积曲线：为各月入库流量与多年平均流量之差的累积值与时间的关系曲线

.频率曲线：在水文学上称横坐标表示变量X，纵坐标表示概率分布函数F(X)的几何图形为随机变量的累积频率曲线

.实测期：通常把具有洪水观测资料的年份称为实测期。

.调查期：从最早的调查洪水发生年份迄今的这一段时期内，实测以外的部分。.考证期：历史文献资料可以考证的时期。

.辗转相关:水文分析中,有时发现两变量系列之间直接计算的相关系数不够大,即相关关系

不够密切时，有时常通过第三个变量作为时间或空间的中转站来间接补延出设计站资料。这种方法叫做辗转相关法。

.不连序样本系列的经验频率计算方法：统一处理法，分别处理法

.频率曲线参数估计适线法：经验适线法、优化适线法

.入库洪水计算方法:合成流量法、马斯京根法、峰量关系法、槽蓄曲线法、水量平衡法.典型洪水过程线放大方法：同倍比放大，同频率放大

.放大实测暴雨方法:当地暴雨放大；移置暴雨放大；暴雨组合放大；暴雨时面深概化法.作物田间需水量估算方法：①经验公式法（以水面蒸发为参数的需水系数法；以气温为参数的需水系数法；以多种因素为参数的公式）；②能量平衡法

.确定设计保证率,库容和调节流量之间关系的方法：时历法、数理统计法

.水文资料三性审查:可靠性,一致,代表

.洪水资料审查分析：洪水资料可靠性审查；一致性审查（资料的还原或修正）；洪水资料系列的代表性分析

.描述设计洪水三要素：设计洪峰流量、设计洪量、及设计洪水过程线。

.年径流影响因素:气候因素,下垫面因素(地形,湖泊,流域大小),人类活动(直接作用,跨流域引水,直接减少或增加本流域的年径流量;间接作用,如修水库,塘堰等工程）

.正常蓄水位影响因素：坝址及库区的地形地质条件；库区的淹没和浸没情况；河流梯级开发方案；径流利用程度和水量损失情况；其他条件；

.年径流量影响因素：气候因素、下垫面因素、人类活动因素

.水电站水库调度图的四种调度线：防破坏线；限制供水线；防弃水线；防洪调度线.两个随机变量关系：完全相关、零相关、相关关系

.径流调节分为：兴利调节，防洪调节

.插补延长的目的：为了扩大样本容量，提高其代表性

.水库总库容=V调+V兴+V死—V结。

.与兴利有关的库容：死库容、兴利库容和结合库容。

.为方便兴利调节计算而划分的称为：水利

.设计年径流的设计频率愈大，则相应的设计年径流量就愈小要求的水库兴利库容就愈大。

.入库洪水:包括入库断面洪水，入库区间洪水。①入库断面洪水是水库回水末端附近干支流河道水文测站的测流断面，或某个计算断面以上的洪水；②入库区间洪水可分为陆面洪水和库面洪水两部分，其中陆面洪水为入库断面以下，至水库周边以上的区间陆面面积所产生的洪水，库面洪水，即库面降雨直接转为径流所产生的洪水

.入库洪水与坝址洪水的差别：①库区产流条件改变，使入库洪水的洪量增大；水库建成后，上游干支流和区间陆面流域面积的产流条件相同，而水库回水淹没区由原来的陆面变成水面，产流条件相应发生了变化;②流域汇流时间缩短，入库洪峰流量出现时间提前、洪峰增高、涨水段的洪量增大；建库前，流域汇流时间为坡面和河道的汇流时间之和，建库后，洪水由干支流的回水末端和周边入库，因而流域总的汇流时间缩短，入库洪峰流量出现的时间相应提前。

.重现期T与频率P关系：当研究洪水时,T=1/P,当研究枯水问题时,T=1/1-P；P＝90％的枯水年，重现期为10年,含义是10年中只有一年供水得不到满足,其余9年用水均可以得到保证..统计参数x、VC和SC的意义及其对频率曲线影响：①均值x表示系列的平均情况，代表

系列水平的高低。如果CV和CS一定时，增大x，频率曲线抬高变陡。②变差系数CV表示变数在均值x两边分布的离散程度。如果x和CS一定时，增大CV，则频率曲线有顺时针转动趋势。③偏态系数CS表示变数在均值x两边分布是否对称和不对称程度的参数。CS=0，为正态分布；CS>0为正偏态分布；CS<0为负偏态分布。如果x和CV一定时，增大CS，则频率曲线头部变陡，尾部变平，中部向下。

.暴雨推求设计洪水过程：①推求设计暴雨，根据实测暴雨资料，采用系统分析和典型放大法求得；②拟定产流方案，推求设计净雨根据实测暴雨设计洪水资料，利用径流形成的基本原理，通过成因分析方法求得；③拟定流域回流方案，根据实测暴雨设计洪水资料，利用回流的概念用成因分析方法求得；④推求设计洪水过程线，由求得的设计暴雨，利用产流方案推求设计净雨过程，再利用流域汇流方案由设计净雨过程求得设计洪水过程。

.典型洪水过程线放大方法优缺点：同倍比放大法，同频率放大法。同倍比放大法是用同一个倍比值遍乘典型洪水过程线纵标值，同频率放大法则用不同的倍比值分别放大峰、量，使放大的过程线峰、量都符合设计频率。同倍比放大法优点是简单且保持典型洪水过程线形状，缺点是峰、量不能同时满足设计频率。同频率放大法优点是峰、量同时满足设计频率，对工程偏于安全，缺点是工作量大，修匀带有主观任意性，不保持典型洪水过程线的形状。.缺乏实测径流资料分析计算设计年径流：当缺乏实测径流资料时，应设法确定年径流量的三个统计参数，均值和CV 可用等值线图法或水文比拟法确定，CS/CV 的值有地区规律，可查水文手册的分区值或参考邻近流域的值，也可以取 CS=2 CV。年内分配可以用相似流域的代表年推求。

.同一条河流上下游断面，哪个断面年径流量系列的均值大？哪个断面年径流量系列的CV值大？哪个断面年径流量系列的CS值大？因为是同一条河流的上、下游断面且距离较近，所以两流域属于同一地区，由于下断面流域面积大，所以年径流量系列的均值大。大流域调蓄能力强，CV值小，所以上断面流域年径流量系列的CV值大，同一地区CS/CV值相同，所以上断面流域年径流量系列的CS值大。

.怎样用适线法调CS：1）、点绘经验点据，纵坐标为变量值，横坐标为经验频率，采用期望值公式估计；2)初定一组参数，用矩法公式的估算E(X)和CV，并假定CS与CV的比值K估算CS；3）根据初定的E(X)、CV、CS，计算频率曲线，并绘在点有经验点据的图上。若与经验点据配合不理想，则修改参数再次配线，主要调整CV和CS；4）选择一条与经验点据配合最佳曲线做为采用曲线。该曲线的参数看做总体参数的估计值。

.推求设计年径流量的年内分配时，应按什么原则选择典型年？最不利原则，接近原则.由流量资料推求设计洪水，为什么要对特大洪水进行处理?处理的内容是什么?系列中加入特大洪水后，系列成为不连续系列，不能象连续系列一样进行经验频率和统计参数的计算，故必须进行处理。处理的内容是：对经验频率的计算进行处理，用统一样本法或独立样本法；对统计参数进行处理，如用三点法配线。

.设计洪水：指水文水电工程设计所依据的设计标准的洪水，包括洪峰总量，洪水总量和洪水过程线

.径流：降雨或融雪形成的，沿着流域的不同路径流入河流，湖泊和海洋的海洋的水流.重现期：某水文变量重复出现的平均周期。（频率P=90%，其对应的重现期为T=5年）.PMP(可能最大暴雨)现代气候条件下一定历时的理论最大降水量,流域降水物理上限

.露点：保持气压及水汽含量不变，降温使水汽刚达到饱和时的温度称露点温度，简称露点。(历史最大持续露点为12小时)

.代表性露点：由某一或某些地点、在特定时间的地面露点来反映代表性将水量。

.水文比拟法：就是以流域间的相似性为基础，将相似流域的水文资料移用至研究流域的一种简便方法。

.饱和水汽压：一定体积空气中能容纳的水汽量是有限度的，若空气中水汽含量达到限度，空气就呈饱和状态，即饱和空气，饱和空气的水汽压就是饱和水汽压

.相对湿度：大气中实际水汽压与当时温度下的饱和水汽压之比..水库特征水位：水库工程为完成不同时期不同任务和各种水文情况下,需控制达到或允许消落的各种库水位

.库容：水库某一水位以下或两水位之间的蓄水容积。表征水库规模的主要指标。通常均指坝前水位水平面以下的静库容。死库容：指死水位以下的水库容积。兴利库容：亦称调节库容，指正常蓄水位至死水位之间的水库容积。防洪库容：指防洪高水位至防洪限制水位之间的水库容积。调洪库容：指校核洪水位至防洪限制水位之间的水库容积。重叠库容：指正常蓄水位至防洪限制水位之间的水库容积。这部分库容既可用于防洪，也可用于兴利。防洪库容与兴利库容完全重叠时，正常蓄水位即为防洪高水位。防洪库容与兴利库容完全分开时，正常蓄水位即为防洪限制水位。总库容：校核洪水位以下的水库容积。它是划分水库等级的主要依据之一。

.设计洪水位：当发生设计洪水时,河道指定断面或水库坝前达到的最高水位

.正常洪水位（蓄水位）：水库在正常运行情况下所蓄到的最高水位

.死水位：水库在正常运用情况下，允许消落到的最低水位，称死水位，又称设计低水位.可能最大洪水(PMF)：是为保证重要水利枢纽安全的一种不采用频率概念的设计洪水。.径流调节：狭义上，通过兴建蓄水和调节工程，调节和改变径流的天然状态，解决供需矛盾，达到兴利除害的目的；广义上，人类对整个流域面上径流自然过程的一切有意识干涉.年平均流量：一年内通过河流某过水断面的流量

.年径流深：一年内通过河流上指定断面的径流总量与该断面以上的流域面积的比值.年径流总量：是一年内通过河流某一断面的总水量。

.年径流模数：是单位流域面积上单位时间所产生的径流量

.设计保证率：根据各用水部门的特征所允许的减少供水范围，定出多年期间用水部门正常工作所能得到保证的程度，以百分数计

.完全调节：能将年内全部来水量按用水要求重新分配而不发生弃水的径流调节称为完全年调节

.差积曲线：为各月入库流量与多年平均流量之差的累积值与时间的关系曲线

.频率曲线：在水文学上称横坐标表示变量X，纵坐标表示概率分布函数F(X)的几何图形为随机变量的累积频率曲线

.实测期：通常把具有洪水观测资料的年份称为实测期。

.调查期：从最早的调查洪水发生年份迄今的这一段时期内，实测以外的部分。

.考证期：历史文献资料可以考证的时期。

.辗转相关:水文分析中,有时发现两变量系列之间直接计算的相关系数不够大,即相关关系不够密切时，有时常通过第三个变量作为时间或空间的中转站来间接补延出设计站资料。这种方法叫做辗转相关法。

.不连序样本系列的经验频率计算方法：统一处理法，分别处理法

.频率曲线参数估计适线法：经验适线法、优化适线法

.入库洪水计算方法:合成流量法、马斯京根法、峰量关系法、槽蓄曲线法、水量平衡法.典型洪水过程线放大方法：同倍比放大，同频率放大

.放大实测暴雨方法:当地暴雨放大；移置暴雨放大；暴雨组合放大；暴雨时面深概化法.作物田间需水量估算方法：①经验公式法（以水面蒸发为参数的需水系数法；以气温为参数的需水系数法；以多种因素为参数的公式）；②能量平衡法

.确定设计保证率,库容和调节流量之间关系的方法：时历法、数理统计法

.水文资料三性审查:可靠性,一致,代表

.洪水资料审查分析：洪水资料可靠性审查；一致性审查（资料的还原或修正）；洪水资料系列的代表性分析

.描述设计洪水三要素：设计洪峰流量、设计洪量、及设计洪水过程线。

.年径流影响因素:气候因素,下垫面因素(地形,湖泊,流域大小),人类活动(直接作用,跨流域引水,直接减少或增加本流域的年径流量;间接作用,如修水库,塘堰等工程）

.正常蓄水位影响因素：坝址及库区的地形地质条件；库区的淹没和浸没情况；河流梯级开发方案；径流利用程度和水量损失情况；其他条件；

.年径流量影响因素：气候因素、下垫面因素、人类活动因素

.水电站水库调度图的四种调度线：防破坏线；限制供水线；防弃水线；防洪调度线.两个随机变量关系：完全相关、零相关、相关关系

.径流调节分为：兴利调节，防洪调节

.插补延长的目的：为了扩大样本容量，提高其代表性

.水库总库容=V调+V兴+V死—V结。

.与兴利有关的库容：死库容、兴利库容和结合库容。

.为方便兴利调节计算而划分的称为：水利

.设计年径流的设计频率愈大，则相应的设计年径流量就愈小要求的水库兴利库容就愈大。

.入库洪水:包括入库断面洪水，入库区间洪水。①入库断面洪水是水库回水末端附近干支流河道水文测站的测流断面，或某个计算断面以上的洪水；②入库区间洪水可分为陆面洪水和库面洪水两部分，其中陆面洪水为入库断面以下，至水库周边以上的区间陆面面积所产生的洪水，库面洪水，即库面降雨直接转为径流所产生的洪水

.入库洪水与坝址洪水的差别：①库区产流条件改变，使入库洪水的洪量增大；水库建成后，上游干支流和区间陆面流域面积的产流条件相同，而水库回水淹没区由原来的陆面变成水面，产流条件相应发生了变化;②流域汇流时间缩短，入库洪峰流量出现时间提前、洪峰增高、涨水段的洪量增大；建库前，流域汇流时间为坡面和河道的汇流时间之和，建库后，洪水由干支流的回水末端和周边入库，因而流域总的汇流时间缩短，入库洪峰流量出现的时间相应提前。

.重现期T与频率P关系：当研究洪水时,T=1/P,当研究枯水问题时,T=1/1-P；P＝90％的枯水年，重现期为10年,含义是10年中只有一年供水得不到满足,其余9年用水均可以得到保证..统计参数x、VC和SC的意义及其对频率曲线影响：①均值x表示系列的平均情况，代表系列水平的高低。如果CV和CS一定时，增大x，频率曲线抬高变陡。②变差系数CV表示变数在均值x两边分布的离散程度。如果x和CS一定时，增大CV，则频率曲线有顺时针转动趋势。③偏态系数CS表示变数在均值x两边分布是否对称和不对称程度的参数。CS=0，为正态分布；CS>0为正偏态分布；CS<0为负偏态分布。如果x和CV一定时，增大CS，则频率曲线头部变陡，尾部变平，中部向下。

.暴雨推求设计洪水过程：①推求设计暴雨，根据实测暴雨资料，采用系统分析和典型放大法求得；②拟定产流方案，推求设计净雨根据实测暴雨设计洪水资料，利用径流形成的基

本原理，通过成因分析方法求得；③拟定流域回流方案，根据实测暴雨设计洪水资料，利用回流的概念用成因分析方法求得；④推求设计洪水过程线，由求得的设计暴雨，利用产流方案推求设计净雨过程，再利用流域汇流方案由设计净雨过程求得设计洪水过程。

.典型洪水过程线放大方法优缺点：同倍比放大法，同频率放大法。同倍比放大法是用同一个倍比值遍乘典型洪水过程线纵标值，同频率放大法则用不同的倍比值分别放大峰、量，使放大的过程线峰、量都符合设计频率。同倍比放大法优点是简单且保持典型洪水过程线形状，缺点是峰、量不能同时满足设计频率。同频率放大法优点是峰、量同时满足设计频率，对工程偏于安全，缺点是工作量大，修匀带有主观任意性，不保持典型洪水过程线的形状。.缺乏实测径流资料分析计算设计年径流：当缺乏实测径流资料时，应设法确定年径流量的三个统计参数，均值和CV 可用等值线图法或水文比拟法确定，CS/CV 的值有地区规律，可查水文手册的分区值或参考邻近流域的值，也可以取 CS=2 CV。年内分配可以用相似流域的代表年推求。

.同一条河流上下游断面，哪个断面年径流量系列的均值大？哪个断面年径流量系列的CV值大？哪个断面年径流量系列的CS值大？因为是同一条河流的上、下游断面且距离较近，所以两流域属于同一地区，由于下断面流域面积大，所以年径流量系列的均值大。大流域调蓄能力强，CV值小，所以上断面流域年径流量系列的CV值大，同一地区CS/CV值相同，所以上断面流域年径流量系列的CS值大。

.怎样用适线法调CS：1）、点绘经验点据，纵坐标为变量值，横坐标为经验频率，采用期望值公式估计；2)初定一组参数，用矩法公式的估算E(X)和CV，并假定CS与CV的比值K估算CS；3）根据初定的E(X)、CV、CS，计算频率曲线，并绘在点有经验点据的图上。若与经验点据配合不理想，则修改参数再次配线，主要调整CV和CS；4）选择一条与经验点据配合最佳曲线做为采用曲线。该曲线的参数看做总体参数的估计值。

公路桥梁的水文计算 篇3

【关键词】微课 课程信息化 资源建设 改革

【中图分类号】G42【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）05-0251-02

1.建设工程水文与水利计算课程微课资源的必要性

《工程水文与水利计算》课程作为水利类专业的专业基础课程，应用广泛，实用性强。讲述水文学的基本知识、水文计算和水利计算的基本原理和方法，通过理论教学和实践教学，培养学生具备设计洪水计算、设计年径流计算、水库兴利与调洪计算进而设计确定水库规模的技能，为学生今后从事水利工程设计工作奠定基础[1]。但是作为工科学科，在工程水文与水利计算课程的教学中，许多高校都存在配套教学条件的不完善，尤其是实践仪器设备的缺少。此外，该课程内容由于涉及计算的数据量偏大，纯课堂理论教授，致使学生缺乏学习耐心，学习效果也欠佳。

1.1 实训环节的欠缺

工科专业课程的学习，除了扎实的理论知识外，更加注重的理实结合，在实践中印证所学知识点，而多数院校水利专业工程水文与水利计算课程的学习，大多数缺乏气象站观测（ 降水、蒸发等数据测定） 、明渠水槽断面流速测定和河流泥沙测定的校内实训环节，只通过传统的课堂教学，不仅降低了教学效果，而且很难调动学生的学习主动性。

1.2 课程资源利用率低

传统教学资源，例如课件、教案等，是一门课程建设的主要资源，但是这些资源多是以学校规定的课时来建设，课件理论知识内容较多，而实践环节能少则少，并且大多脱离了具体的教学情境，资源更新程度低，主题和突出点也不明显，因此造成教学资源的利用率普遍偏低。

1.3 学生的学习自主性差

随着教学条件的逐步提高，传统的课堂满贯式教学方式以不能满足学生创新性学习的要求。在缺乏理实一体化教学环节的基础上，若不进行新的教学模式的改进，会大大降低学生课外自主学习的积极性。

而微课作为新形式的授课模式，以视频为主要载体，为学生提供多种学习场景的同时，也让学生体验到全新不枯燥的学习模式，因此微课逐渐成为别受欢迎的教学模式。微课主要以微视频为核心，微教案、微课件等为辅助手段，拆分重构课程内容，将理论知识融入不同的学习实践情境中。这种新型的授课方式不仅可以增强学生的学习兴趣，也很大程度上提高了学生的学习主动性[2]。

2.工程水文与水利计算课程的微课资源建设

2.1 工程水文与水利计算课程知识点的建构

目前工程水文与水利计算教学内容划分为五个学习项目：水循环与水量平衡、水文信息采集和处理与统计、设计年径流、设计洪水、水库水利调节。每个项目都可以拆分为多个不同的学习情境，但有些情境内容并不适合选作微课程资源，因此在微课程建设时，要能够对不同项目的知识点进行重构，以利于资源建设。

2.2 微课教学的重难点划分

微课因受其授课时间短、内容少、容量小等自身特点的限制，在一个微课中不应设置过多的重难点。因此制作微课时，要根据不同层次的授课对象以及授课目的，尽可能简洁明了的突出重难点，让学生能够在短短的微课程中掌握某一知识点或某一技能[3]。

2.3 微课教学内容的设计

微课的教学时间较短，因此在选择教学资料时要尽量精而短，迅速将学生带入学习情境，让学生深入理解授课内容，例如气象站（降水或蒸发等）的观测，拍摄相场操作过程，并配以音频和图示资源，让学生最直观的感受知识技能的操作。

一门课程的微课资源建设中，除了注重资料的选择，各部分微课内容之间的逻辑关系与衔接程度直接影响学生对知识点系统学习的程度。因此各部分知识内容应有一定的连贯性，图文结合，让学生已学知识基础上，轻松接受新内容。

当然，课程总结与知识点的梳理，是任何一种授课方式都必不可少的环节。微课程结束时，应及时进行知识点的归纳与总结，结合微习题来检验学生对知识点的掌握程度。

2.4 微课资源的制作

2.4.1微视频的制作。微视频的制作是整个微课资源核心内容，由于教学内容限于5-10分钟，因此制作应重点突出，语言简洁有条理，并且在微视频中尽量不出现教学资源以外的元素，以免影响学生的注意力[4]。此外，为了达到更好的效果，在制作微视频时还可以适当增加活力元素，例如提问答疑配音等，使得微视频更加的生动，有吸引力，提高学生的学习兴趣。

2.4.2其他资源制作。微课件、微讨论及微测验等是微课资源的辅助工具，在制作时应简明扼要，尤其是微课件的制作，应避免过多的课件张数和复杂的设计模板[5]。这些辅助手段的建设，一方面帮助学生深入学习，另一方面还可以检验和强化学生的学习效果。

3.微课的实践应用

作为多媒体教学模式的补充及改革，微课不仅可以其为基础进行实践应用，还可以利用学校课程互动网站，将微课资源进行推广应用及资源共享，培养学生课外自主学习的习惯，增强教学效果，进一步提高高校教育的质量。

参考文献：

[1]任树梅，李靖.工程水文与水利计算[M].北京：中国农业出版社，2005.

[2]朱显鸽. 微课在高职《土木工程施工技术》课程教学中的应用研究[J].陕西教育：高教版，2015，（03）：50+54.

[3]刘妍.浅谈高职《水利工程管理》课程的微课资源建设[J].才智，2015，（03）：221.

[4]张旭.高职院校微课开发与应用研究——基于翻转课堂教学模式微课的分析[J].天津商务职业学院学报，2015，3（4）：61-63.

[5]赵海峰，张世刚，郭燕. 微课教学模式下高职《机械设计》课程教学探究与实践[J].中国信息技术教育，2015，（21）：119-122.

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公路桥涵水文计算方法及流程研究 篇4

水文调查工作主要是在桥位上下游调查历史上各次较大洪水的水位, 确定河槽断面、滩槽划分、洪水比降和河床糙率, 推算相应的历史洪水流量, 作为水文分析和计算的依据;同时调查桥位附近河道的冲淤变形及河床演变, 作为确定历史洪水计算断面的桥墩台冲刷深度的依据。

1.1 资料收集

(1) 收集路线范围水系包含全部汇水面积的小比例地形图, 从地形图量绘各桥涵位置的控制汇水面积、流域长度、宽度、坡度等特征值。 (2) 收集地区水文手册、水文水位站资料。 (3) 收集项目的防洪影响评价报告。 (4) 地质报告中河床质颗粒分析或塑、液限试验表。

1.2 水文调查及测量

(1) 项目主要河流分布、特征, 各河主要跨河工程的分布情况、运用情况及对桥位河段流量、流向、冲淤变化情况的影响, 水利规划和河道整治方案。 (2) 项目区有无水文站或水位站及距各桥位的距离。 (3) 项目区有无水库、分洪区和滞洪区, 与之有关系的桥址及距离。 (4) 桥址区地形、地貌、植被情况、土壤类型等特征。 (5) 形态断面选择在洪痕分布较多、河岸稳定、冲淤不大、泛滥宽度较小、无死水和回流、断面比较规则顺直河段上, 宜与流向垂直。调查历史洪水情况时, 应细心访问沿岸居民, 查明历史洪水痕迹以及发生的时间 (包括年月日) 、大小和频遇程度。洪水痕迹是在历史洪水位处的标志。同一次洪水至少在两岸上下游调查3~5个可靠的、有代表性的洪痕点, 并应考虑壅水及波浪的影响, 以作必要的修正。对于每个洪水位, 均应在现场标记编号, 测定其位置和高程, 并根据调查情况详细描述, 作出可靠性评价。历史洪水位相应的洪水流量, 可按明渠均匀流的方法进行计算。 (6) 水文断面应在桥位上下游格测绘一个;对河面不宽的中桥, 可只测绘一个;当桥位断面符合水文断面条件时, 桥位断面可作为水文断面。 (7) 测绘范围:平原宽滩河流测至历史最高洪水泛滥线以外50 m, 山区河流测至历史最高洪水位以上2~5 m以上。 (8) 绘制内容:应绘出河床地面线、滩槽分界线、植被和地质情况、糙率、测时水位、施测时间、历史洪水位及发生年份、其他特征水位等。现场确定滩槽分界线、植被和地质情况。 (9) 河床比降的测量, 水文断面上游不小于2倍河宽, 下游不小于1倍河宽。

2 设计流量确定

2.1 有资料地区

(1) 防洪评价报告中摘取。 (2) 上下游水库资料引用。 (3) 地区水文手册中摘取。

青海清水河6#大桥设计流量, 由《青海省湟中-水文水利计算手册》某调查点:清水河F=2379 km2, 长度106 km, 坡度0.85%, n=0.0 4 0~0.0 4 5, 重现期1 0 0年的流量为2780方/s (见手册P2 23) 。

2.2 无资料地区

我们设计的项目大部分桥涵均为无现成资料可利用的, 需要我们设计工作者选用相应的方法自行计算。

2.2.1 设计流量计算公式取用的原则

(1) 汇水面积小于1 km2处可不计算流量, 按构造涵洞尺寸设置涵洞。 (2) 汇水面积小于30 km2的桥位, 采用小桥涵设计暴雨洪水流量计算方法径流厚度法应用文件确定其设计流量。用其他公式或洪水资料做校对。 (3) 汇水面积在30~100 km2的桥位, 采用小桥涵设计暴雨洪水流量计算方法推理公式设计, 暴雨洪水流量计算方法经验公式计算其流量。应用范围可延伸至300 km2。用其他公式或洪水资料做校对, 若有洪水调查资料, 以形态断面调查为主。 (4) 汇水面积大于100 km2的桥位, 上下游均无水文观察资料情况下, 可通过水文调查, 采用形态断面法确定流量, 用分区经验公式做验算。 (5) 汇水面积较大时, 最好用多种方法相互验证。

2.2.2 讨论形态断面法

所谓形态调查法即实地考察历史上发生过的洪痕, 并通过河道地形、纵、横断面、洪痕高程及位置等形态资料的测量, 在按水力学方法推算历史洪峰流量。目前, 主要通过建立形态断面, 并绘制形态断面图, 确定主河沟的糙率, 主河沟平均坡度。有条件时实测水位和流速。结合形态断面进行洪水调查, 确定比较可靠的某一历史洪水位及相应的频率。同时确定历史洪水位在形态断面上的过水面积和相应的比降等资料。推算形态断面上的历史洪峰流量, 进而求得规定的频率的设计流量。

3 设计水位确定

根据确定的流量利用形态断面法根据谢才-曼宁公式计算水位标高。

4 桥梁孔径的确定

(1) 桥孔最小净长度按《公路工程水文勘测设计规范》中6.2.1-1、6.2.1-2和6.2.1-4式计算。桥孔不宜压缩河槽, 可适当压缩河滩。 (2) 桥孔布设还应结合上下游已建桥梁的孔径布设以及发生较大洪水特征年份的行洪状况确定。 (3) 河床的滩、槽划分准确与否, 对桥孔长度计算影响极大, 应根据河段平面形态、植被分布情况在桥位现场认真调查研究合理划分河床滩、槽。 (4) 河滩、河槽的洪水糙率系数应按规范规定合理确定。

5 桥面最小标高的确定

桥面设计高程按《公路工程水文勘测设计规范》中6.4.1-1式计算。不通航的内陆地区桥面最低高程计算, 全面考虑设计水位、壅水高度、桥下净空、桥梁上部构造建筑高度。特别注意一点:桥下行洪高度为盖梁底面以下, 应为盖梁为与水流方向相交的, 是一个阻水面。

6 冲刷计算

墩台冲刷按5公路工程水文勘测设计规范6中7.3.1-1、7.3.1-4、7.3.1-5、7.3.2-1、7.3.2-2式计算。注意区分粘性土河槽和非性土河河槽, 计算结果并以冲刷线的形式反映在桥型布置图中。

7 调整构造物设置调查

调治构造物是桥梁工程的重要组成部分, 常见的形式有导流坝、丁坝及其他桥头防护工程。调治构造物的主要作用在于调节水流, 使水流均匀畅顺地通过桥孔, 防止桥位附近的河床和河岸发生不利的变形, 以保证桥梁墩台和桥头引道的正常使用。是否设置导流工程, 应根据河滩流量占总流量的比例来确定。根据经验, 当单侧河滩的河道, 桥梁引道阻断的流量占设计总流量的15%, 或双侧河滩, 以中中泓线将设计流量分为两部分, 桥梁一侧引道阻断的流量占该侧流量的15%时, 可设置导流堤;小于上列数值时可修建梨形坝;小于5%时加固桥头锥坡即可。

8 结语

以上内容也是一个桥涵水文调查的流程, 调查工作可循此过程进行。望本文对同行的工作有所借鉴。

摘要：本文基于笔者多年从事水文水力计算的相关工作经验, 以公路桥涵水文调查与计算为研究对象, 论文首先分析了水文调查及测量的思路, 进而探讨流量的确定方法, 再次寄出上, 给出了详细水文计算思路, 全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华, 相信对从事相关工作的同行能有所裨益。桥涵水文调查是公路工程外业调查的基础工作, 是合理确定桥涵孔径, 控制工程规模的主要依据。本人就多年来多条高速公路调查经验探讨一下合理、适用的桥涵水文调查方法。

关键词：公路,桥涵,水文,调查,计算

参考文献

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[9]邸达, 李晨曦, 陈冰.京承高速公路排水体系优化设计[J].中国给水排水, 2009 (12) .

公路桥梁的水文计算 篇5

2012年下半年我班在桥涵水文任课老师彭向训老师的指导下，以桥涵水文专业知识为台幕，贯通工科生的认真实践和文科生的人文情怀，全班通力合作，并邀请水利英语法学建筑等专业同学为外援，完成了以三峡为主题的话剧从写剧到排演的一系列工作。

一． 桥涵水文课程话剧任务缘起

现今国家教育实行文理分科，学习似是为就业而设，使得教育成为功利化的产物。这就造成大部分理科生在高中就会丧失对语文政治历史地理等的兴趣，直接导致这些学生人文精神的缺失，使得人思想无深度，情商大幅度降低。而文科生亦大多会认识只停留于书本，不知如何去验证。换而言之，假设编撰一部交通法，单纯法学背景和了解桥梁道路专业知识的法学人所编写的草本肯定在显示应用中会存在很大差距的。有感于此，彭老师希望我们通过话剧这一形式，更好深入了解专业，并与其他专业的知识兼容，一方面使所学获得更好的实际应用效果。另一方面，改变我们的思维方式加深思想高度。

二． 桥涵水文课程桥梁专业话剧历史沿革

桥涵水文课程话剧起源于道路，自古路桥不分家，一代代流传。我们班是幸运的，因为在话剧方面，我们可称得上是桥梁专业话剧的开山鼻祖。这次编写演绎的话剧还不够完善，我们希望能够把三峡这一主线传承下去，一届届修改完善，最终成为我们桥梁专业一个指导性题材。三． 完成课程话剧任务的技术路线

话剧大致任务是剧本的编写和话剧的排练，编写方面我们咨询了学校蔚蓝话剧社的同学和编剧专业的同学，并且上网和去图书馆查阅了雷雨和莎士比亚的话剧剧本形式。而排练方面，全班同学有选择的查看了相应视频，学习了相关所需的知识。另外，考虑了场地·道具·灯光和背景音乐等方面，以期塑造最好的效果。

四．

课程话剧的组织

话剧是我们桥梁1101班和桥梁1102班都需要排演，两个题材。我班是全

体同学共同参演，分工合作。需排演时负责人具体通知到人。五． 课程话剧的剧本形成

最初不知道剧本到底该怎么编写，联系学长进行咨询得知他们剧本的大致演绎。考虑到我们班男生占大多数，后段不太好组织排演。经过讨论分析，最后决定把全剧分为八幕，我班每个寝室一幕，各自编写剧本，也方面人员的联系和后续的排练工作。四个女生先根据三峡这一主线初略得确定了八幕的主题，分发到各个寝室，最后初步写好的剧本八幕主题分别为神话传说·三峡选址·村名搬迁·修建三峡·大闹三峡·三峡采访·梦毁三峡·三峡听证。在之后的排练中发现第三幕和第六幕这两幕有重叠，于是把这两幕合并。也在这期间不断根据排练情况修改了相应剧本，形成了我们的最后剧本。六． 课程话剧角色分工及排练过程 分工如下： 导演：谢梦园·焦子旋·吴琼

剧本写作：337：杨华

338：江苗 339：杨振武

340；刘帅

341：罗斌

343：杨惠峥嵘

344：周健

（注：剧本由全体同学共同编写，以上为贡献较多者.）

背景音乐：吴楠

旁白：刘帅·杨惠峥嵘·王灿

排练人员安排：

第一幕： 吴楠 党衡 刘长青 杨华

第三幕： 肖杨 杨振武 陈洋 俞岳 李越新 苏月晴 第四幕： 吴琼 谢梦园 刘亚蛟 焦子旋

娄帅 第五幕： 刘帅 朱陈隆侯 王最 孟令旭 第六幕：李恒 江苗 刘博 郑劲松 李星霞

方兴 罗斌

刘春枫 邹兆恺

第七幕：柳磊 杨惠峥嵘 赵航 喻杰 吴琼

党衡 第八幕：周健 彭寄望 李梓源 杨顺清

（道具外援均由寝室自行确定）

排演过程：排练共四次。第一次是在西一旁边的草坪，是按照时间段来的寝室，最后因为一些原因，只排练了前面五幕，是一幕幕来演的，因为是拿着稿子念的，很多动作啊情感啊都没体现，就没看出太大的效果，不过总的还是过了一遍。把那些该改进的地方都讲了，而那几个没演的寝室最后让团支书监督在寝室里演了，回去也都改了剧本。第二次排练是在晚上到了五教一楼，开始来了几个人，后面的人陆陆续续也是的来，但差不多还是全到了，吴楠还带了电脑和音响，那一次演出虽然还是有点乱但效果挺不错的。第三次排练还是在西一旁边的草坪，强制要求下人全来了，要求脱稿，又改了一些寝室的场景和情节，删删减减，话剧总算有了大致。最后的一次排练很是匆促，只排了一个寝室，不过演的很好。。

话剧的排练中存在有少许同学未来的情况，但有的同学也很支持话剧工作，其中考勤准时到来并且全来的有以下同学：李恒 江苗 刘博 吴琼谢梦园

刘亚蛟 焦子旋

柳磊方兴 罗斌

刘春枫 党衡

刘帅。排练中表现积极的同学有：柳磊 周健 党衡 李恒 刘博 杨惠峥嵘 刘帅 朱陈隆侯 刘长青 吴楠。其他同学也都积极配合工作，为话剧做了很大贡献。

七． 课程话剧汇报演出

桥班于2012年19日晚七点在13教600室举行话剧汇报演出，邀请彭向训老师及石志鹏学长雷雄学长观看，同时在看的还有桥梁1201班 桥梁1202班法学1103班同学。我班首先出场，从一幕神话导出，其后穿插村长劝说钉子户·总工人修三峡的言谈·闹事者与工人的幽默对喊和即兴跳起的江南style舞蹈，随后场上还想起了新闻联播的前奏，元芳和白淑珍的出场更将全场氛围带到最高潮，最后以一个正式的听证会结束表演。可以说，我们成功的演绎了我们想要的东西。演出中，很让人激动的有这样三幕，女生的出场，刘帅孟令旭朱陈隆侯王最工地上对阵的精彩，还有第六幕灯光音乐的效果塑造和柳磊喻杰峥嵘党衡吴琼的对话，听着那阵阵掌声，真心的无比高兴啊。八． 演出后的一些思考

从桥涵水文的课程话剧排演中，我们学到了很多东西。知识方面，话剧的形式和写作，查阅很多资料的同时丰富了知识，知道怎样去组织语言写一个好的剧本，也知道了怎么在排练中不断改善达到好的状态。而在写剧本和排练过程中，和同学更多的相处，更好的释放的自己的闪光点也更好的发现别人的优点，使的了解更深。而外援方面，去请时锻炼了自己的口才，交流后也大概了解了文科生的思维和她们本身的专业知识。一次次的锻炼，是思维方式的转变，也是思想觉悟的一种升华。

当然，过程中也存在很多不足，比如时间的浪费，最开始对话剧的不够重视导致后面的剧本写作和排练都显得那么匆忙，情节和情绪方面也需要更好的改改。还有就是专业知识基本上没有穿插进去，没太注意服装的选取，如果能按照人物来选定衣服相信效果会更好。背景其实可以得到更好地塑造。

这次的话剧有值得欣喜的地方，也有必须反思之处。我们不应该得意于现在的成绩，应该努力后使它变得完善。我们也希望这个话剧能一直延续下去，成为我们桥梁的一张名片。而，我们，则会是前行的开拓者！九． 致谢

感谢彭向训老师的指导，聂臣学长·石志鹏学长·唐雄学长的经验指导，蔚蓝话剧社的技术指导。还有法学英语水利建筑同学的热心加盟，以及桥梁1201班·桥梁1202班·法学1103班的同学专程观看。十．参考资料

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《三峡史诗》

2002-6 5.《三峡大坝要览》

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刘亚蛟