第一篇：桥涵水文资料

桥涵水文资料

一、生态公路

建设者在公路规划设计和建设过程中，将自然、人和公路进行有机结合，融入生态设计的方法，形成行车安全舒适，运输高效便利、景观和谐、保护生态环境的可持续的公路发展模式。

今天，公路级桥梁的建设项目已不只是一个工程实体的设计和施工项目，它必须技术先进、经济合理、交通畅通，具有高效的经济潜力；必须在建成后及建设中保持高水平的生态稳定，尽量不干扰或少干扰自然地理环境因素如地貌、河流、植被、等自然状态；针对破坏的自然地理要素修间保护及恢复自然环境的工程设施，保持该地区物种的稳定；力求公路及桥梁的形式在外观上自然景观相协调，符合美学原理并给人以美的享受。

二、深泓线

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。

三、山区河流和平原河流的特点

山区河流特点：流域内坡面陡峻，岩石裸露，汇流时间短，而且降雨量强度大，以致洪水暴涨暴落，水位和流量的变幅极大，往往一昼夜间水位可上涨10m之多，但洪水持续时间不长。

平原河流特点：流经地势平坦，具有广阔的河滩。

四、河川径流的大小和变化，通常用流量和水位表示。

五、影响径流的主要因素

1.气候因素，包括降雨，蒸发.2.下垫面因素

3.人类活动因素

六、基准面

一般以黄海平面（青岛站）作为我国陆地高程的起算面，即基准面。

七、流速测验的方法

1.流速仪法 2.浮标法

八、水文资料的搜集与整理

1.水文站观测资料,包括洪水位资料的复核和洪峰流量资料的复核。

2.洪水调查资料，包括水文断面的选择，水文断面的流速和流量计算，洪水比降的确定，河床粗糙系数的选择。

3.文献考证资料

4.桥梁水文信息的保存和处理。包括桥梁的基本信息，桥梁跨越河流级水域的信息，乔伟河段采用的水文站观测的历年年最大流量系列资料

5.调查洪水流量计算实例

九、水文现象的特性和分析方法

水文现象具有：1.周期性2.地区性3.不重复性（偶然性）

水文现象的分析研究方法三类：1.成因分析法 2.地区归纳法 3.数理统计法

十、几率和频率

对于随机事件，它在一定条件下可能出现也可能不出现，若用一个具体数值来表示客观上出现的可能程度（可能性大小），这个数值就称为改时间的几率（或概率）。

频率是利用有限的试验结果推算而得的，是一个经验值，将随试验次数的多少而变动，只有试验次数达到无限多时，才稳定在一常数并等于理论值。

十一、累积频率和重现期

工程中习惯常用洪水、潮汐等水文现象的重现期来表示其频率，重现期以年为单位。若以P（%）表示频率，以T（年）表示重现期，两者关系式T=1 / P.频率和重现期是指很长时期内的平均情况，以无限长的时期而

论才是正确的。

十二、均方差σ和变差系数CV

系列中各变量xi均值的差值（x1-）、（x2-）„、（xn-）等，称为离均差，表示变量间变化幅度的大小。离均差平坊的平均数的平方根，称为均方差，以σ表示。

σ=(x

i1ni)2

n=x

i1n2i

n2

当利用样本推算总体的均方差时，可采用下式：

σ=(x

i1ni)2

n1

十三、适线法

适线法是选定统计参数，绘制理论频率曲线的一种方法；并以绘制的理论频率曲线与实测资料拟合得最好作为选定统计参数的原则。一般采用以下步骤：

1.将已知的随机变量系数，按大小递减次序排列，计算各项变量的经验频率，并在几率格纸上绘出经验频率点群，必要时也可以目估会出经验频率曲线。

2.应用矩法公式计算均值和变差系数CV，并假定CS=M·CV。在我国M=2~4，在绘有经验频率点群的统一几率格纸上会出理论频率曲线。

3.观察理论频率曲线与经验频率曲线的符合程度，反复调整统计参数，直到两者符合的最好为止，即课确定统计参数、CV和CS的采用之急采用理论频率曲线。（在适线过程中，一般主要是调整CS，选取M值，假若适当调整CV和，能得到更为满意的结果，也可以对CV和做少量调整）

十四、朔望朝和方照潮

每逢朔（初一）、望

（十五），太阳，月亮和地球未与一条直线上，日月对海水阴历的方向也在同一直线上，形成潮汐高潮最高，低潮最低，潮差最大，称为朔望潮

朔望以后，日月与地球的位置不断变化，到上弦（初

七、初八）和下弦（二十二、二十三）时，地、日、月三者处于直角位置，日、月引力相互抵消，出现半月中潮差最小，称为小潮，又称方照潮。

十五、推算设计高潮位的集中方法：

1.当有n个年最高潮位观测值时，不同重现期（或频率）的高潮位可采用极值I型分布计算

2.在实测资料不足一年的海域，设计高潮位可利用邻近有一年以上观测资料的验潮站资料，应用“短期同步差比法”推算设计高潮位。

3.„„

4.„„

十六、海和河口

海岸泥沙中值粒径大于0.05mm为沙质海岸，泥沙中值粒径小于0.05mm为淤泥质海岸，它们多位于平原河 流、大河河口附近。

在河口区，潮流溯河而上，流向江河上游，潮流达到河流最远处称为潮流界。潮流界以下河段内的水流，由于潮流的作用，经常发生顺、逆流向的周期性变化。在潮流界以上河段的水流，流向虽总是顺流而下，但由于受到潮流的顶托，水位仍有周期性升降变化。这里水位变化越向上游越不显著，到完全不受潮波影

响处，称为潮区界。

十七、风级

一般用风俗表示风的强度，气象学上取海面以上10m高处，时距10min内德平均风速为标准值。

十八、桥位

建桥后桥位河段的水流和泥沙运动状态是桥孔水力计算的依据。

建桥后的桥前壅水，不得对两岸河堤、农田、村镇造成威胁；在平原地区尤为重要，往往以桥前壅水的允许高度作为桥孔长度的控制高度。

十九、桥孔净长度经验公式

0.24

B0=16.070.30

二十、引起桥下水位升高的因素

1.壅水 2.波浪 3.其他

二十一、冲刷过程可分为独立三部分，即自然冲刷、一般冲刷和局部冲刷。假定它们独立地，相继地进行，可以分别计算，最后叠加，作为墩台的最大冲刷深度和确定墩台基础埋置深度的依据。

二十二、悬移质与推移质

在一定的水力条件下，泥沙处于运动状态，颗粒较细的泥沙被水流中的紊流旋涡带起，悬浮于水中向下游运动，这种泥沙称为悬移质；颗粒稍大的泥沙则在床面上滚动、滑动或跳跃着间歇性的向下游移动、前进的速度远小于水流的流速，这些泥沙称为推移质。

二十三、泥沙的主要特性

1几何特性（粒径，粒径级配曲线，平均粒径和中值粒径）

2.重力特性

3.水力特性

二十四、含沙量

含沙量是单位体积内水流所含悬移质的质量，单位是kg/m。

二十五、河床演变（怎样形成，有哪些因素）

影响河床演变的主要自然因素三方面：1.上游来水条件，即流量的大小和变化。2.上游来沙条件，即上游来沙量及其粒径的组成。3.河床地质、土质条件、河床比降为河床演变提供了边界条件。

二十六、清水冲刷

河槽中流速大，大于床沙的起动流速，洪水发生时，总是处于泥沙运动状态；河滩上水深小，糙率大，流速很小，只有洪水漫滩后，才有水流，一般流速小于床沙起动流速，无推移质运动，冲刷后没有上游来沙的补偿，称为清水冲刷。

二十七、调治构造物

未与河槽内的调治构造物基底应买入总冲刷线以下不小于1m；未与河滩内时应埋入总冲刷线以下不小于0.5 m。当不能达到要求的深度时，应设置平面防护措施。

二十八、丁坝（待补）

二十九、水流

按下游天然水深的大小可分为自由式出流与淹没式出流。

自由式出流：小桥下游天然水深ht≤1.3hk时，桥下水深为桥下河槽的临界水深，此为自由式出流 淹没式出流：小桥下游天然水深ht＞1.3hk时，桥下临界水深被下游天然水深的水面淹没，桥下水深为天然水深ht，此为淹没式出流。

3三

十、涵洞

涵洞处的路基最低高程应高出涵前水深（H）以上至少50cm。

涵洞由洞身、洞口、基础三部分组成。

三

十一、桥位勘测

桥位勘测设计的主要任务是为桥位设计、桥型方案选择及墩台基础设计提供必要而可靠的基本资料，制定不同的桥位和接线方案，进行比选；制定不同桥位、不同接线方案相应的桥孔长度、桥梁高度、河床最低冲刷深度及引道、调治构造物的设计方案。

桥位选择和桥位方案比选是桥位勘测设计的中心工作。

三

十三、简述桥位勘测工作的基本内容

1.现场勘测钱的技术准备工作。包括地形和测量资料、水文资料、气象资料、流冰和流木资料、通航资料、地址资料、其他资料。

2.桥位勘测的外业工作。包括桥位选择、水文调查和测量、桥位测量、桥位工程地质勘察。

3桥位勘测设计的内业工作。包括水文资料整编和水文水力计算、测量资料整编、地质资料整编。

第二篇：桥涵水文复习题答案

桥涵水文复习题

1.桥梁环境概念，P3人类活动对桥梁环境有哪些影响？P4-5 桥梁环境分为自然环境和社会环境。

影响：1河床采砂导致桥梁破坏及河床的抗洪能力下降；2山岭隧道的弃渣和生活区改河对自然环境的影响；3山区的纵向桥或高架桥对山区急流河槽水流的影响 2.河流、流域概念，及其相互关系P17 河流：地面径流长期侵蚀地面，冲成沟壑，形成溪流，最后汇集而成河流；

流域：降落到地面的水，被高地、山岭分隔而汇集到不同的河流中，这些汇集水流的区域，称为，某河流的流域。

相互关系：流域是河水补给的源地，流域的特征直接影响河床径流的形成和变化过程； 3.河段如何划分？P16各有什么特点？P16 一般的天然河流，从河源到河口可以按照河段的不同特性，划分为上游、中游和下游三个部分。

特点：上游是河流的最上段，紧接河源，多处于深山峡谷中，坡陡流急，河谷下切强烈，流量小而水位变化大，常有急滩和瀑布，河底纵断面多呈梯形。中游是河流的中间段，两岸多为丘陵，河床比降较平缓，两岸常有滩地，冲淤变化不明显，河床较稳定。下游是河流的最下段，一般多处于平原区，河槽宽阔，流量较大，；流速和底坡都较小，淤积作用明显，浅滩和河湾较多。4.河流基本特征包括哪些，熟悉河流断面形状及组成部分。P16 基本特征：河流断面、河流长度及河流比降断面形状（横断面和纵断面）由于水流和河床的相互作用，断面形状将时刻不停的发展变化着。组成部分：河滩、河槽（主槽和边滩）。

5.流域有哪些特征？各个特征对径流形成有什么影响？P17 特征:几何特征，主要是流域面积和流域形状。流域面积的大小，直接影响汇集的水量多少和径流的形成过程。流域形状主要影响流域内径流汇集的时间长短，也影响径流的形成过程。

自然特征，主要指流域的地理位置和地形。一切水文特征都与地理位置有密切联系，流域的地形一般以流域平均高程和流域平均坡度来表示,流域平均高程对降雨和蒸发都有影响，流域平均坡度是确定径流汇流速度和汇流时间的重要因素，坡度陡则汇流快，土壤入渗减少，使径流量增大。另外，流域内的地质、土壤、森林植被、湖泊等，也都是流域的自然地理特征，与径流的形成过程有密切关系。6.总结山区河流和平原河流地形，河床形态，水文特点的区别，考虑建在山区河流和平原河流上的桥梁，处理上应有哪些不同？（需要加上桥墩的问题，结合P124等来考虑；参考P217的内容）P18 地形：山区河流流经地势高峻、地形复杂的山区；平原河流流经地势平坦的平原地区。

河床形态：山区河流河床多为基岩、乱石或卵石组成，冲刷变形缓慢，河床比较稳定；平原河流由于水流和河床的相互作用常形成一系列泥沙冲积体，并在水流的作用下不断变化，因而整个河床处于不断发展变化中。

水文特点：前者坡面陡峻，岩石裸露，汇流时间短，降雨强度大，洪水暴涨暴落，水位和流量的变幅极大，但洪水持续的时间不长，且比降和流速都较大；后者具有广阔的河滩，洪水时河滩被淹没，中、枯水季节时则露在水面以上，靠近河槽处形成地势较高的自然堤，在远离河槽的滩地上形成洼地、湖泊而且河滩具有明显的横比降。

7.掌握径流形成过程P20-21，熟悉影响径流的主要因素p22-23 流域内，自然水开始到水量流过出口断面为止的整个物理过程，成为径流的形成过程。可分为四个阶段：降雨过程、流域的蓄渗过程、剖面漫流过程和河槽集流过程。

影响因素1气候因素（降雨和蒸发）2下垫面因素3人类活动因素 8.熟悉我国河流补给类型。P23 雨源类、雨雪源类和冰雪源类。9.水文现象的特点？P37 1周期性 2地区性 3 不重复性（偶然性）10.成因分析法P38 研究水文现象的物理成因和水文现象同其他自然现象有关因素之间的相互关系，建立计算关系式，并力求推理分析清楚，物理概念明确。对于小流域径流常采用推理公式、经验公式进行计算。11.考证期与重现期有何区别P42,P74？确定历史洪水调查的考证期及的重现期。（计算）P74-75(例题)把文献考证的最远年限至实际调查时的年限，成为考证期；重现期T=1/P(P为年频率)12.中值、众值、均值P44-47 均值是系列中随机变量的算术平均数；系列中的随机变量为等权时，按大小递减次序排列，位置居于正中间的那个变量，称为中值；系列中出现次数最多的那个变量，就称为众值。13.统计参数与密度曲线、频率曲线之间的关系。P48-49 均值反映密度曲线的位置变化；变差系数Cv反映密度曲线的高矮情况；偏差系数Cs反映密度曲线的偏斜程度。

均值反映频率曲线的位置高低，值越大曲线越高；变差系数反映频率曲线的陡坦程度，值越大曲线越陡；偏差系数反映频率曲线的曲率大小，值大于0时，头陡尾缓；值小于0时，头平尾陡。14.曲线绘制中如何建立坐标体系？P54 先计算各个指定频率的流量值，根据各个频率值以及对应的流量值，在海森几率格纸上绘出一条圆滑的曲线就是理论频率曲线（Pearson Ⅲ）。15.什么抽样误差？P55如何减少？P56 利用样本推算总体的参数值所引起的误差即抽样误差；抽样误差是统计方法本身造成的，只能以延长观测年限、增大样本容量、增强样本代表性等措施来逐步减少。

16.在我国桥梁水文分析中，习惯认为相关系数绝对值大于0.8就可使用相关分析进行资料数据的插补和延长。如何进行插补及延长？（计算）相关分析 17.设计洪水频率？P42-43设计流量？P70 根据国家技术标准规定的某一设计洪水频率，推算该频率相应的洪水的洪峰流量，称为设计洪水流量，简称设计流量。为了经济合理的确定工程的设计流量规定的桥涵设计洪水频率。18.适线法确定设计洪水流量的步骤？P71 1将已知的随机变量系列，按大小递减次序排列，计算各项变量的经验频率，并在几率格纸上绘出经验频率点群，必要时也可以目估绘出经验频率曲线；2应用矩形公式计算Q和变差系数Cv，并假定Cs=m*Cv。在绘有经验频率点群的同一几率格纸上绘出理论频率曲线；3观察理论频率曲线和经验频率曲线的符合程度，反复调整统计参数，知道两者附和最好为止，即可确定统计参数Q、Cv和Cs的采用值及采用的理论频率曲线。

19.什么是特大值的处理？P73为什么要进行特大值处理？P74 在统计计算中，就不能把这些特大值与其他数值同等对待，而需要进行适当的处理和调整，即所谓特大值的处理。通过特大值的处理，考虑了特大洪水的影响，可以起到延长系列的作用，能增强系列代表性，减少各参数值的抽样误差，提高计算结果的稳定性和可靠性。因而要进行特大值的处理。20.试分析桥位河段水流图示。P121-122 桥位河段的水流图示，反映了建桥后水流和泥沙运动的变化，并表现了桥孔长度、桥前壅水和桥下冲刷三者之间的关系，应作为桥孔计算和分析依据。

21.何谓冲刷系数？P131冲刷系数法计算桥下过水面积的假设是什么？

冲刷后与冲刷前的过水面积之比，即p=A冲后/A冲前，称为冲刷系数；假设条件：桥下过水面积扩大到使桥下流速等于天然河槽流速时，桥下冲刷即停止。冲刷系数法适应于细颗粒、均匀的沙质河床、平原稳定性河床。22.桥面高程如何确定？P134-138不通航和通航的桥面高程计算式？P142 桥面高程是指桥面中心线上最低点的高程，必须满足桥下通过设计洪水、流冰、流木和通航的要求，并且应该考虑壅水、波浪、水拱、河湾凹岸水面超高以及河床淤积等各种因素引起的桥下水位升高。1不通航河段

⑴按设计洪水位计算桥面高程 Hmim=Hs+∑∆h+∆hj+∆hD

⑵按流冰水位计算桥面高程

Hmim=HsB+∆hD+∆hj

2通航河段 Hmin=Htn+Hm+ ∆hD

23.桥梁墩台冲刷三部分？P148 自然（演变）冲刷、一般冲刷和局部冲刷。

24.悬移质，推移质，床沙概念P148-149 在一定的水利条件下，泥沙处于运动状态，颗粒较细的泥沙被水流中的紊流漩涡带起，悬浮于水中向下游运动，这种泥沙称为悬移质；颗粒稍大的泥沙，则在床面上滚动、滑动或跳跃着间歇性向下游移动，前进的速度远小于水流的速度，这种泥沙称为推移质；比推移质颗粒更大的泥沙则下沉到河床面静止不动，称为床沙。

25对桥梁冲刷起作用的颗粒类型？P149 其主要作用的是推移质和床沙；颗粒很细的悬移质泥沙，对长江段的河床演变才起到主要作用。

25.起冲流速；P163 起动流速V0概念P150，起动流速计算公式所表达的意义P151，起动流速与粒径之间的关系。P151 当桥墩迎水面二侧的流速达到床沙起动流速时，床沙开始向下游移动，桥墩开始冲刷，此时上游的行进流速称为桥墩的起冲速度；起动流速就是床面泥沙颗粒在各种外力作用下，失去平衡，泥沙开始运动时的水流垂线平均流速；公式前一项反映重力对起动的抗拒，第二项反映黏结力对起动的抗拒；此外还有将床面流速或1m深处流速化为垂线平均流速的系数。但水深为1m时绘制的V0和粒径d的关系曲线，二条曲线的基本形状相同在d=0.15mm附近，起动流速有个最小值。该值右侧，起动流速以克服重力为主，起动流速随粒径的增大而增大；该值左侧，起动流速以克服粘结力为主，起动流速随粒径增大而减小。

26.什么是副流，其分类，作用？与主流有何区别？P153-156 由于过水断面形状的改变或河湾的影响，伴随着主流，在水流内部形成一种尺度较大的旋转流动，这种从属主流而存在的旋转流动即为副流；分类：立轴副流（回流）、平轴副流（滚流）、顺轴副流（螺旋流）；副流的存在是河床冲淤变形的直接原因。27.影响河床演变的主要自然因素？P156 1上游来水条件，即流量的大小和变化；2上游来沙条件，即上游来沙量及其粒径组成；3河床地质、土质条件、河床比降为河床演变提供了边界条件。28.输沙平衡原理，动床冲刷，清水冲刷P158 河槽中床面泥沙处于运动之中，桥墩局部冲刷停止的条件为单位时间内上游冲入落入冲刷坑内的泥沙量与漩涡卷走的泥沙量相等，即输沙平衡；习惯上，河槽中墩台的冲刷为动床冲刷，河滩中墩台的冲刷为清水冲刷。

29.冲止流速原理P159 桥下一般冲刷停止时的垂线平均流速称为冲止流速，桥下断面内任意在一般冲刷过程中垂线平均流速降低到该垂线的冲止流速时，冲刷即停止，此时达到最大一般冲刷垂线水深。30.掌握局部冲刷机理，P163冲刷深度与行进流速之间的关系。P164 冲刷深度和行进流速的关系呈现下端（清水冲刷）较陡，上端（动床冲刷）较缓的一条连续的下凹曲线，在清水冲刷和动床冲刷的分界点并无明显变化。31.掌握桥台绕流的水流结构。P172-174 桥台附近的水流由主流区（A）、下游回流区（B）和上游滞流区（C）组成。32.桥墩最低冲刷线

桥梁设计时，计算的桥墩、桥台全部冲刷完成后的床面位置，有最低冲刷线高程来表示。33.调治构造物包括哪些设施？有什么作用？P182 主要包括各种形式的导流堤、丁坝及其他桥头防护工程；调治构造物用以调节水流，引导水流均匀、顺畅的流过桥孔，防止桥下端面和上下游附近的河床、河岸发生不利变形，确保桥梁安全。34.小桥按照下游天然水深的分类？P192 自由式出流和淹没式出流

35.大中桥与小桥孔径计算不同点?P193 大中桥允许河流发生一定的冲刷，一般采用天然河槽平均流速作为设计流速；小桥涵一般不允许河底发生冲刷，可以根据河床加固铺砌的类型，选择适当的容许流速作为设计流速。36.掌握涵洞分类，特点及应用P204 根据涵洞洞身的构造形式不同，涵洞可分为圆管涵（受力情况良好，圬工数量少，造价低）、拱涵（超载潜力大，砌筑技术易掌握，养护费用低，便于就地取材）、盖板涵（适于低路基地段使用）和箱涵（适用于软土地基，高速公路的通道多采用）、倒虹吸管（在路基填土不高、路线二侧水深高于路基高度或在浅路堑处使用）等。

37.熟悉涵洞洞口形式选择，常见的八字翼墙、一字翼墙等。P204-205 常用的：八字翼墙式、锥形护坡式、一字墙护坡、跌水井式及流线型洞口等 38.桥位勘测包括内容？P214-216 桥位勘测阶段，进行桥位资料的搜集，通过现场勘测、测量、钻探等手段获得实地地形、地貌、水文、地质等自然环境资料，并现场选定桥位方案。39.熟悉桥位方案选择P216-219 40.定床模型，动床模型适用P222

桥梁墩台、导流堤及丁坝等建筑物冲刷的研究，建桥后河床、海床变形的研究等都要用动床模型试验；

凡是以研究水流为主，河床、海床变形不大且对研究的问题无显著影响是一般用定床模型。41.模型和原型之间服从哪些相似？P223 几何相似、运动相似和动力相似

第二章 河川径流

一、概念：

桥涵水文学：水文学的分支之一，主要研究与道路桥梁有关的水文现象的科学。

地面径流：降落到到地面上的水，除掉损失一部分外，在重力作用下沿一定方向和路径流动，这种水流称为地面径流

河谷：河水流经的谷地。

河床：河谷底部有水流的部分。河川径流：受重力作用沿河床流动的水流

河流：地面径流长期侵蚀地面，冲成沟壑，形成溪流，最后汇集而成河流。

河(水)系：脉络相通的大小河流所构成的系统，称为河系。干流：水系中直接流入海洋、湖泊的河流

支流：流入干流的河流

标准基面：我国统一采用青岛附近黄海海平面作为标准基面。

一般的天然河流，从河源到河口可以按照河段的不同特性，划分为上游、中游和下游三个部分。

上游是河流的最上端紧接河源，多处于深山峡谷中，坡度流急，河谷下切强烈,流量小而水位变化大，常有急滩或瀑布，河底纵断面多呈阶梯形。

中游是河流的中间段，两岸多为丘陵，河床比降较平缓，两岸常有滩地，冲淤变化不明显，河床较稳定。

下游是河流的最下端，一般多处于平原区，下游河槽宽阔，流量较大，流速和底坡都较小，淤积作用明显，浅滩和河湾较多。

河流的基本特征

一般用河流断面、河流长度及河流比降来表示.一）河流断面 有横断面和纵断面。垂直于水流方向的断面称为河流横断面。横断面内，自由水面高出某一水准基面的高程，称为水位。河流的纵断面是指河流最大水深点的连线（深泓线）的断面。河流纵断面能表示河床的沿程变化。

二）河流比降：任意河段两端的高程差与其长度之比称为该河段的纵比降。三）河流长度 从河源到河口的距离。

流域：降落到地面上的水，被高地、山岭分隔而汇集到不同的河流中，这些汇集水流的区域，称为某河流的流域。

1)分水岭：划分相邻水系的山岭或河间高地。2)分水线：分水岭最高点的连线（山脊线）。流域的特征

① 几何特征：主要是流域面积和流域形状。② 自然地理特征：主要指流域的地理位置和地形 根据流域的地形特征分为山区河流和平原河流。

山区河流：流域内坡面陡峻，岩石裸露，汇流时间段，降雨强度大，以致洪水暴涨暴落，河流比降大，流速大，水流流态紊乱，存在回流、漩涡、跌水、水跃。

平原河流：形成时主要表现为水流的堆积作用，形成深厚的冲积层。有广阔的河滩，洪水时河滩被淹没，中枯水时则裸露处水面。平原河流按平面形状和演变过程，分为四种类型的河段：顺直微弯型、弯曲 型、分叉型、散乱型。流域内自降水开始到雨水流过出口断面的整个物理过程称为径流形成过程。一般将这一过程分为四个阶段：降雨过程—流域蓄渗过程—坡面漫流过程— 河槽集流过程。影响径流的主要因素： 气候因素和下垫面因素。

气候因素：降雨 蒸发。

下垫面因素：流域的地形、土壤、地质、植被、湖泊等。

水量补给的基本来源：雨源类、雨雪源类（华北东北西北）、冰雪源类（西北 新疆 青海）。水文测验：步骤

1、水位观测

2、流速测验

3、流量计算

水文资料的来源主要有三方面：1）水文站观测资料2）洪水调查资料3）文献考证资料

二、简要叙述：

1、山区河流与平原河流的主要区别？ 山区河流与平原河流的主要区别？

答：山区河流汇流时间短，水位和流量变幅极大，比降大，河谷断面为发育不完全的“V”字形或“U”字 形。平原河流汇流时间长，水位变化小，比降小，河流形成主要表现为水流的堆积作用，形成冲击层，河谷多为发育完全的形态。

2、描述河川径流的主要过程。影响径流的主要因素？ 答：主要过程分为四个步骤：

（1）降雨过程：降雨是形成地面径流的主要因素，降雨的变化过程直接决定径流过程的趋势，降雨 过程是径流形成过程的重要环节。

（2）流域渗蓄过程：植物截留、入渗和填洼的整个过程称为流域渗蓄过程，对降雨径流而言，称为损失。

（3）坡面漫流过程：波域渗蓄过程完成以后，剩余雨水沿着坡面流动，称为坡面漫流，最终会形成 全流域的坡面漫流。

（4）河槽集流过程：坡面漫流的雨水汇入河槽后，顺着河道由小沟到支流，由支流到干流，最后到 达流域出口断面，这个过程称为河槽集流。以上四个步骤是同时交错进行的。

主要因素（了解）：①气候因素：降雨，蒸发 ②下垫面因素 ③人类活动因素。

3、选择河道断面时应该注意哪些问题？ 选择河道断面时应该注意哪些问题？

答：形态断面应选在近似于均匀流的河段上，一般要求河道顺直、河流通畅、河床稳定、河滩较小、河滩 与河槽的洪水流向一致，无河湾、河汊、沙洲等现象。

4、请绘出一个典型的河流断面。请绘出一个典型的河流断面。答：P16 图 2-1-2

第三章 水文统计的基本原理

一、概念：

水文现象的特性：周期性、地区性、不重复性(随机性)。

水文现象的分析方法：1）成因分析法 2）地区归纳法 3）数理统计法。

频率与几率不同： 几率是随机事件在客观上出现的可能程度，理论值。频率是利用有限的试验结果推算得到的。试验次数无限多时，频率趋向于几率。经验频率曲线：根据水文统计样本的实测水文资料系列，计算各项随机变量的经验频率，点绘经验频率与其对应的随机变量大小的曲线。

水文统计中常用的统计参数有三个：均值 X、变差系数 Cv、偏差系数 Cs。

二、简述

1、河流水文现象有哪些特性？相应的应该用什么研究方法？ 河流水文现象有哪些特性？相应的应该用什么研究方法？

答：河流水文现象的特性有：周期性、地区性、不重复性（随机性）。水文现象的研究方法有：成因分析法：通过水文现象的物理成因以及同其他自然现象有关的因素之间的关系，分析水文现象的规律。地区归纳法：结合地区特点，利用实测水文资料进行综合归纳分析，寻找水文现象、水文要素区域性分布规律，建立地区性水文因素计算公式、图表或等值线图，供生产使用。数理统计法（水文统计法）：对实测水文资料进行数理统计分析，寻求其统计规律。

2、什么是经验频率曲线？如何绘制？

答：根据水文统计样本的实测水文资料系列，计算各项随机变量的经验频率，点绘经验频率与其对应的随 机变量大小的曲线，称为该样本的经验频率曲线。以经验频率为横坐标，水文观测值 x 为纵坐标，根据系列内的各个变量及其对应的经验频率，在坐标纸上绘出经验频率点，再依点群的趋势，目估描绘成一条光滑曲线，这条曲线就称为经验频率曲线

维泊尔公式： P=

4、相关分析法的注意事项、使用条件是什么？ 相关分析法的注意事项、使用条件是什么？ 答：根据某些主要影响因素，找出其变量之间的近似关系或平均关系，然后，进行分析计算，在数理统计 中，把这种变量之间近似的或平均的关系，就成为相关，把研究这种关系的方法称为相关分析。使用条件及注意事项：（1）前提，二者在成因上要有联系。（2）样本容量尽量大。（3）相关系数要有一定的范围取值。

1、利用流量观测资料推算设计流量

第四章 设计洪水流量

三种方法：

2、应用地区经验公式推算

3、推理公式和经验公式

一、概念：

设计洪水流量：采用规定的某一洪水设计频率，推算设计洪水频率相应洪水的洪峰流量。设计水位：

桥位计算断面上通过设计流量时相应的水位(m)设计流速：

设计流量通过时桥位断面的河槽平均流速(m/s)

二、简要叙述：

1、请叙述利用流量观测资料推算设计流量的主要步骤。答：

1、三性审查（可靠性、一致性、代表性）

2、资料的插补与延长

3、特大洪水的调查与考证

4、特大值处理

5、做经验频率曲线

6、做理论频率曲线

7、适线

8、求设计洪水

9、成果的合理性分析（地区性规律分析、与其他方法的计算结果相互检验）

2、什么是适线法？试述其一般步骤。

答：适线法：以经验点距为基础，在一定适线准则下，求解与经验点据拟合最佳的频率曲线参数。一般步骤：将已知的随机变量系列，按大小递减次序排列，计算各项变量的经验频率，并在几率格纸上绘出经验频率点，必要时也可以目估绘出经验频 率曲线。应用距法公式计算均值 Q 和变差系数 C V ,并假设 C S = m ∗ C V，在我国一般取 m=2~4，在同一张机率格纸上，会出理论频率曲线。观察理论频率曲线和经验频率曲线的符合程度，反复调整统计参数，直到两者符合得最好为止，即可确定统计参数 Q、C V 和 C S 的取值及采用的理论频率曲线。

3、什么是特大值处理？为什么要进行特大值处理？

答：特大值是指比多年平均值三倍以上的值。在统计计算中，不能把这些特大值与其他数值同等对待，而需要进行适当地处理或调整，即所谓的特大值处理。理由：通过特大值的处理，考虑了特大洪水的影响，可以起到延长系列的作用，能增强系列的代表性，减少各参数值的抽样误差，提高计算结果的稳定性和可靠性。

第六章 大中桥孔径计算

一、概念：

大中桥的孔径计算，主要是根据桥位断面的设计流量和设计水位，推算桥孔的 最小长度和桥面中心最低标高，为确定桥孔设计方案，提供设计依据。

桥位河段水流图示：用图示定性表示建桥前后桥位河段水流和泥沙的变化，用来帮助指导计算桥梁孔径和桥面标高。别列柳伯斯基假设：该假设认为桥下流速达到天然河槽平均流速时，桥下冲刷即停止，而且同一垂线处，冲刷后的水深与冲刷前的水深成正比，适用于稳定性河段的河槽。

桥孔净长：设计水位以上两桥台之间的水面宽度称为桥孔长度，以 L 表示。扣除全部桥墩宽度后称为桥孔净长。

我国桥孔长度的计算方法有冲刷系数法和经验公式法。

二、简要叙述：

1、大中桥孔径计算的两种方法是什么？

答：冲刷系数法：基于别氏假设，分析建桥前后冲刷变化，引用桥位断面的设计流量和设计水位，依据 水流连续性原理，引入冲刷系数法，推到出计算孔径公式。

桥孔净长度经验公式法：工作人员根据地区性特点，根据工作经验，以一定的理论依据，应用数理统计法，得到简化公式。

2、简述冲刷系数法的基本思路。

答：利用桥位断面的设计流量 Qs 和设计水位 Hs，根据水力学的连续性原理，求出桥下顺利宣泄设计洪水 时所需要的最小过水面积，用以确定桥空的最小长度。冲刷后的桥下过水面积，是冲刷前的 P 倍，P 即冲刷系数。公式推导见 P131——132。

3、大中桥面标高由哪几部分组成？都如何确定？ 大中桥面标高由哪几部分组成？都如何确定？

4、桥孔的布置原则 ：

1、选稳定河段

2、建桥前后尽量保持与天然河流流量的分配不变

3、与其他水工建筑物的相互影响因素 4、与其他水利设施的相互配合 5、标准跨位

6、地理条件好的河段 7、进行径流技术分析

5、确定大中桥面最低标高时，应考虑哪些因素（区分通航河段和不通航河段）答：不通航河道上

通航河道上

第七章 桥墩和桥台的冲刷

1、桥墩和桥台冲刷一般包括三部分:河床自然（演变）冲刷、桥下河床全断面内发生的一般冲刷、桥墩周围水流结构发生急剧变化而引起的河床局部冲刷。

2、泥沙分类：按河槽内运动形式和性质不同，分为悬移质和推移质两类。

3.悬移质：在一定的水流条件下，泥沙处于运动状态、颗粒较细的泥沙被水流中的漩涡带起，悬浮于水中向下游运动，这种泥沙称为悬移质。

4.推移质：颗粒稍大的泥沙.则在河床表面上滚动、滑动或跳跃着向下游移动，前进的速度远远小于水流的流速，这种泥沙称为推移质。

5.床沙：比推移质颖粒更大的泥沙，则下沉到河床上静止不动，称为床沙。

6.悬移质，推移质和床沙之间颗粒大小的分界是相对的，随水流的流速大小而变化，并且三者之间还有在着相互交换的现象。

7.泥沙主要特性

（1）几何特性：一般用直径（粒径）、粒径级配曲线、平均粒径、中值粒径来表示

（2）重力特性：泥沙重力特性采用颗粒实体的单位体积的重力表示，称为容重（或干容重表示）

（3）水力特性：由泥沙。颗粒在静止的清水中均匀下沉的速度来表示，称为沉速，符号用ω表示，单位为 cm/s。

8.泥沙的起动：河床上的泥沙在水流作用下.由静止状态转变为运动状态，这种现象称为泥沙的起动。泥沙起动是泥沙运动和河床演变开始的临界状态。

9.起动流速：就是床面泥沙颗粒在各种外力作用下，失去平衡，泥沙开始运动时的水流垂线平均流速。

10.沙波运动是推移质运动的主要形式，而推移质输沙率大小反映推移质运动的剧烈程度。11.推移质输沙率：是单位时间内，在过水断面中单位河槽宽度上通过的推移质质量。

12.含沙量：单位体积的水流所含悬移质的数量，称为含沙量单位为 kg/m3

13.水流的挟抄能力：在一定的水力条件和边界条件下，单位体积的水流，能够挟带的最大数量（质量），包括悬移质和推移质的全部泥沙数量，称为水流的挟沙能力。

14、河床演变： 在天然状况下或人类活动的干扰后，河床形态逐渐的变化，称为河床演变。15.主流：河道中的水流，由于槽壁的限制而决定了总的流动趋势，按总的流动趋势运动的水流称为主流。

16.副流：由于过水断面形状的改变或河湾的影响，伴随着主流，在水流内部形成一种规摸较大的旋转运动，这种旋转运动的水流从属于主流而存在，称为副流。

1、立轴副流（回流）

2、平轴副流（滚流）

3、顺轴副流（螺旋流）

18.引起河床演变的最根本的原因是输沙的不平衡

19.影响河床演变的因素很多，主要有下列三个方面： 1 上游来沙条件，及流域的产沙数量及其组成，2 上游来水条件（流量的大小变化）河床的地质、土质 和比降为何床沿边提供了边界条件。冲积河床：

河相关系：处于动力平衡状态的河流河床形态特征与流域来水来沙条件和河床组成之间的定量关系。

一般冲刷计算三个原理：1）按输沙平衡原理建立的公式原理：若上游天然河槽断面输移来的泥沙量(来沙 量)较少，不足以补偿桥下河流断面被水流冲走的泥沙量(排沙量)，则桥下河流断面的来沙呈小于水流挟沙能力，桥下断面发生冲刷

2）按冲止流速建立的公式原理： 桥下一般冲刷停止时的垂线平均流速，称为不冲刷流速，工程界常称之为冲止流速。按此概念假定当桥下河槽断面内任一垂线 的平均流速达到冲止流速时，此垂线处冲刷停止，至此，一般冲刷深度达到最大，此时的最大水深即为所求一般冲刷深度。P160

3）根据别氏假定建立的公式

桥墩局部冲刷：流向桥墩的水流受到墩身的阻挡，桥墩周围的水流结构发生急剧变化，水流 的绕流使流线急剧弯曲，床面附近形成漩涡，剧烈掏刷桥墩迎水端和周围的泥沙，形成局部冲刷坑

一、简要叙述：

1、河床演变是如何形成的？

答：水流输沙不平衡引起河床演变，上游来沙量大于河段水流挟沙能力，床面淤积；反之，上游来沙量小于河段水流挟沙能力，床面冲刷。水流和床面相互作用，形成河床演变。

2、以大中桥为例，说明建桥后河床演变的发展如何？

答：建桥后，桥墩桥台占据了原有的过水面积，使过水断面减小，产生断面收缩，流速增大，水流挟 沙能力增强，对河床产生了冲刷，水流通过桥位断面后，在桥下游过水断面突然增大，流速降低，挟沙能力减弱，泥沙淤积，冲刷一段时间以后又使河床断面加大，从而流速降低，挟沙能力降低，渐渐达到了水流输沙的相对平衡。

3、桥下河床的冲刷过程如何？可分为哪几个阶段？它们形成的原因是什么？ 答：自然冲刷 ：河流在无桥梁涵洞的天然状态下的冲刷

一般冲刷：桥孔稍下游处收缩断面，使进入桥下河槽断面泥沙小于桥下断面急速水冲走的泥沙数量。

局部冲刷：桥墩桥台周围形成涡流对桥墩桥台的冲刷。

4、用示意图画出大中桥的水流图示。用示意图画出大中桥的水流图示。答：见教材 P122。

5、在确定桥下最低冲刷线时，需要计算哪些冲刷深度？

答：需要计算设计水位、一般冲刷后的最大水深、桥台局部冲刷深度、桥台所在位置的平均水深、桥台冲 刷深度。

6、冲刷有哪些类型？各是由什么原因产生的？

答：冲刷的类型有：自然冲刷、一般冲刷、局部冲刷。自然冲刷是由河流演变引起的，一般冲刷是由于断面收缩造成的，局部冲刷是由于局部的涡流引起的，三者互不干扰。

第八章 调治构造物

一、概念：

调治构造物：调治构造物是桥梁工程的重要组成部分，主要包括各种形式的导流堤、丁坝及其他桥头防洪工程，用以调节水流，引导水流均匀、顺畅地流过桥孔，防止桥下断面和上下游附近的河床、河岸发生不利变形，确保桥梁安全。2.导流堤的作用：使桥下水流变得顺直均匀，局部冲刷也有所减少，同时增大了发生冲刷的面积并导流堤的平面线形

3.导流堤的平面线形：椭圆堤、圆曲线组合

4.丁坝常设置于桥头引道的一侧或河岸边上，其作用在于将水流挑离桥头引道或河岸，束河归槽，并使泥沙在丁坝后部淤积，形成新的水边线，以达到改变水流流向，改善流态，保护路基或河岸的目的。适用于较宽的河段，根据设计洪水位和相对坝高的关系可分为漫水丁坝和不漫水丁坝两类。

二、简要叙述：

1、调治构造物主要有哪些？和有什么作用？ 调治构造物主要有哪些？和有什么作用？

答：调治构造物主要包括各种形式的导流堤、丁坝及其他桥头防洪工程。导流堤：设置导流堤后，桥下水流变得顺直均匀，局部冲刷也有所减少，同时增大了发生冲刷的面积 导流堤 并降低了冲刷速度，使桥下河床的冲刷分布趋于均匀，避免桥下和桥头出现集中冲刷。丁坝：作用在于将水流挑离桥头引道或河岸，使坝下游的河岸或路堤免受冲刷，形成有利的水流结构 丁坝 和河床变形。不透水丁坝的长度最大不应超过河槽宽度的 15%，桩排架等组成的透水丁坝，透水性达 到 80%时，丁坝长度不得超过河槽宽度的 35%，山区河流桥头及沿河路堤的丁坝长度不超过 10m。

第九章 小桥和涵洞孔径计算

1.小桥、涵洞孔径大小应根据设计流量、河床特征及河床进出口加固类型所允许的平均流速等来确定。

2.小桥涵勘测设计任务包括外业勘测和内业设计两部分。⑴勘测前的准备工作： 地形资料、地质资料、水文资料、气象资料、其他资料。⑵位置的选择：应以服从路线走向，保证排水顺畅和路基稳定，降低工程招架为原则。⑶小桥和涵洞的测量。⑷小桥和涵洞的类型选择 3.水流通过小桥的可能图式，按下游水深的大小可分为自由式出流与淹没式出流两种。

自由式出流，下游的天然水深 ht＜=l.3hk。淹没式出流，下游的天然水深 ht>l.3hk。

4.大中桥允许桥下河床发生一定的冲刷，一般采用天然河槽平均流速作为设计流速。小桥涵一般不允许河底发生冲刷，可以根据河床加固铺砌的类型，选择适当的容许流速作为设计流速。

5.桥头路基最低标高＝河床最低点标高+H+△

桥面最低点标高＝河床最低点标 高+H+J+D 6.涵洞和小桥相比，特点是孔径小、孔道长，河底往往具有较大的纵坡，涵前水深可以高于涵洞高度

7.水流通过涵洞的水力图式根据涵洞出水口是否被下游水面淹没，可分为自由式出流与淹没式出流两类。按涵洞进水口建筑形式不同与涵前水头高低，水流通过涵洞可分为无压力式、半压力式、压力式三种水力计算图式。

8.水流流经全涵洞均保持自由水面，称为无压力式水流状态。收缩断面以后在整个涵洞内都具有自由水面，称为半压力式水流状态。整个涵洞的断面都充满水流，称为压力式水流状态。

9.涵洞处的路基最低高程应高出涵前水深以上至少50cm。为避免涵洞进口路基浸水和进出口流速计冲刷过大，一般不采用压力式涵洞。

10.涵洞由洞身、洞口、基础三个部分组成。

11.根据涵洞洞身的构造形式不同，涵洞可分为圆管涵、拱涵、盖板涵和箱涵等。

12.涵洞洞口建筑形式必须根据涵洞类型、河床及洞口附近的地形和地质条件、水流特征等合理选择。常见的建筑形式：八字翼墙式、锥形护坡式、一字墙护坡、跌水井式及流线型洞口、斜交涵洞洞口等

13.涵洞进出口沟床的处理：进水洞口沟床加固处理、沟床加固防护

1.影响水文循环因素：气候因素，下垫面因素，人类活动因素

2.河川水文现象的特点：a.水文现象在时间变化上存在着准周期性和随机性b.水文现象在空间分布上存在着地带性和特殊性c.水文现象在时间变化和空间分布上存在着关联性和相似性。

3.桥涵水文的研究方法：a.水文信息、数学方法与水文物理相结合的方法b.水文数理统计法c.水文成因分析法d.从定性到定量综合集成的方法

4.河流的分段：a.河源b.上游c.中游d.下游e.河口/外流河.内流河.内陆河 5.中泓线.溪线：河流中沿水流方向各断面最大水深点的连线。

6.分水岭：划分相邻水系（或河流）的山岭或河间高地称为分水岭。分水岭最高点的连线称为分水线。7.流域长度即流域的轴长，通常用L表示，流域长度经常用河流的干流长度代替 8.河流泾流的影响因素：气候因素.流域的下垫面因素.人类活动因素

9.侵蚀模数：每平方公里流域地面上，每年侵蚀下来并汇入河流的泥沙吨数。10.水文资料的测验方法：水位观测.断面流量..流速测量.流量测量

11.水文经验累积频率曲线的绘制步骤：a.将实测水文样本系列按大小递减顺序重新排列（不论其记录年序）。为了简便，该系列仍记为x1>x2>x3....>xn b.计各实测值xi的频数fi及累计频数= fi c.按数学期望公式计算各实测值的累积频率Pm=P(X>=xm)=.当各实测值xi的频数fi均为1时，Pm=m/(n+1)d.将经验频率点据集｛（Pm,xm)|m=1.2.3.....n｝点绘制于平面坐标系中，通过这些点群的分布中心绘制一条光滑的曲线，即得该实测水文样本系列的经验积累频率曲线。E.若实测系列的样本容量n>100,也可根据工程设计要求选取的设计频率p作为横坐标值，在上述经验累积频率曲线上查得对应的纵坐标值，作为所求的设计值xp

12.水文频率计算适线法计算步骤：a.收集水文资料系列x1.x2.x3....xn,并进行可靠性、一致性、代表性和独立性审查。若资料系列较短，应该通过相关分析方法进行插补延长。B.按照从大到小的顺序对系列排序，按照公式pm=m/(n+i)(m=1.2.3..n)计算对应于xm的经验频率，以经验频率pm为横坐标值，排序后的变量值xm为纵坐标值，在频率格纸上绘制经验频率点据。C.一般选用皮尔逊III型频率曲线作为理论水文频率曲线。假定一组参数x,Cv和Cs,查表或用式 xpi=x+xCv(Cs,Pi)根据点据（Pi,xpi)可得到理论水文频率曲线，将此曲线绘制在有经验频率点据的图上，看与经验频率点据（pm,xm)的配合情况，若不理想，则修改参数x,Cv,Cs(主要是调整Cs,有时也可调整Cv和x再次计算理论水文频率曲线、并与经验频率点据比较。D.最后根据理论水文频率曲线与经验频率点据的配合情况，从中选择一条与经验频率点据配合较好的曲线作为采用曲线，该曲线的参数x，Cv,Cs作为总体参数的估计值。E.求指定设计频率P的水文变量设计值xp=x+xCv(Cs,P)以及xp的抽样误差

F.以xp+_k 作为设计结果值，并对此结果进行合理性分析。其中k为安全系数。13.设计洪水三要素:洪峰流量、不同时段设计洪水总量及设计洪水过程线。

14.推求设计洪水的方法：a.根据流量观测资料推求设计洪水 b.由洪水调查资料推求设计洪水 c.由暴雨资料推求设计洪水

15.计算特大洪水与一般洪水经验频率的方法：独立样本法和统一样本法

16.成果合理性分析：a.从洪峰及其统计参数随时间变化关系上分析 b.从洪峰及其统计参数的地区分布规律分析 c.设计洪峰流量与国内外或地区最大洪水记录对比分析 d.与暴雨计算成果比较

17.设计洪峰流量的推求：a.直接选配频率曲线法 b.洪峰流量的地区综合频率曲线法 c.历史洪水加成法

18.暴雨资料推求设计洪水分为4步：a.暴雨资料选样：资料需要满足可靠性、一致性、代表性审查。B.t推求设计暴雨：根据选样利用频率分析法求不同历时指定频率的设计余量及 暴雨过程 c.推求设计净雨：设计暴雨扣除损失就是设计净雨，即所谓的产流计算过程。d.推求设计洪水：应用单位线等对设计净雨进行汇流的计算，即得流域出口断面的设计洪水。

19.桥孔长度：相应于设计洪水位时两桥台前缘之间的水面宽度，常以L表示

桥孔净长：桥孔长度扣除全部桥墩宽度后的长度（冲刷系数法和经验公式法）20.桥梁墩台冲刷计算：分解为自然演变冲刷，桥下一般冲刷、墩台局部冲刷。

21.河床的自然演变冲刷：a.河流发育成长过程中河床纵断面的变形。B.河流横向移动引起的变形 c.河段深泓线摆动引起的冲刷变形 d.在一个水文周期内，河槽随水位、流量变化而发生的周期性的变形。22.桥下河槽的一般冲刷：建桥后压缩水流在桥下河床断面内发生的冲刷

23.一般冲刷深度：桥下河床在一般冲刷完成后从设计水位算起的某一垂线深度。桥梁修建前后，桥位河段和水流图式会发生什么变化?.建桥前：由于桥位一般选在顺直河段，可以看成是均匀流(各个断面的比降、流速均相等)，任意一个断面的输沙存在一个动态平衡状态。；.建桥后(1)桥位上游：在①-②之间形成了一个雍水区，水面逐渐升高△z，水面呈a1型曲线，随着水深的增加，水面坡度i和流速v逐渐减小，水流挟沙能力减弱，不能继续全部输移上游到来的泥沙，因而在①-②之间逐渐沉积下来。当有导流堤时，雍水区长度较大2)桥位上端—溢流区：②-③之间，过水断面逐渐减小(水面逐渐被压缩呈漏斗状)，水面坡度i及流速也相应增大，挟沙能力也逐渐增大，水中的来沙逐渐小于去沙，从而产生冲刷。溢流区长度为L~LB，LB为导流堤在桥位上游的长度。(3)桥位下端—压缩区 ③-③’之间，水深继续降低，由于有桥墩的阻水，水流速度继续增大，继续造成冲刷。(4)桥位下游—扩散区：水流逐渐扩散至天然河宽，流速逐渐变小直至恢复天然河道流速，水流的携沙能力由大变小，在河床上从冲刷变小到出现淤积，又从淤积逐渐减小到恢复天然河道河流状态。

试述桥孔布置的主要原则与要求：1.桥孔设计应在保证桥梁安全运营的情况下，顺畅宣泄包括设计洪水在内的各级洪水的水流和泥沙，避免河床产生不利变形，保证墩台具有足够的稳定性，并做到经济合理。2.桥孔设计应满足通航、流冰、流木及其他漂流物顺畅通过桥下的要求。3.桥孔设计不宜过分压缩河道、改变水流的天然状态。建桥后引起的流势变化、河床变形和桥前雍水高度，应在两岸农田、村镇和堤防安全的允许范围之内。4.桥孔设计应考虑桥址上下游已建成或拟建的水利工程、航道、码头和管线等引起的河床演变对桥孔的影响。5..桥孔布设应于天然河流断面流量分配相适应。6.在通航和筏运的河段上，应充分考虑河床演变所引起的航道变化，将通航孔布设在稳定的航道上，必要时可预留通航孔。7.在主流深泓线上不宜布设桥墩，在断层、溶洞等不良地段也不宜布设墩台。8.桥孔设计时，对跨径在50m以下的桥孔，应尽量采用标准跨径。9.考虑施工条件和经济效益及生态环境效益，作全面的技术经济比较，选择合理的桥孔设计方案。24.25.26.27.1.利用流量观测资料推算设计流量时，需要做哪些工作？

28.答：1）取样—年最大法；2）资料审查—可靠性、一致性、代表性审查；3）资料的插补和延长；4）特大值的调查与处理；5）点绘经验频率曲线；6）选用合适的理论频率曲线—通常是P三型曲线；7）进行参数估计：分有无特大值两种情况。1.利用流量观测资料推算设计流量时，需要做哪些工作？8）根据估计的参数初值，做理论频率曲线；9）适线；

10）根据适线后的参数，推算设计洪峰流量；11）对成果进行合理性分析。2.为什么要进行特大值处理？

答：1）通常情况下样本容量小，而要推算的设计流量的频率则是小概率事件，抽样误差大2）增加特大值后，可加强样本的代表性；3）加入特大值后，必须在参数估计时有所考虑4）经过上述步骤后，推算结果的可靠性会增加。

3.有缺乏流量观测资料时，为什么经常用到经验公式或推理公式？

答：1）缺测流量资料是中小流域的设计洪水推算中常遇问题；2）经验公式或推理公式利用了水文现象的地区性规律；3）两公式虽不是理论公式，但也以理论为基础； 4.为什么要用暴雨资料推算设计洪水？主要步骤有哪些？

答：1）与流量观测资料比，暴雨资料更容易获得；2）首先要推算设计暴雨—与设计洪水的频率相同；3）设计暴雨的推算过程—与流量资料充足时推算设计洪水的过程相同；4）已知设计暴雨，经产、汇流计算，得设计洪水过程。

桥孔长度的确定应考虑哪些因素?桥孔长度的确定，应满足排洪和输沙的要求，保证设计洪水及其所携带泥沙从桥下顺利通过；应满足桥下天然或人工漂浮物的通过，保证冰凌或竹排从桥下顺利通过；还应满足桥下水面通航的要求，保证船舶或编组的驳船船队从桥下顺利通过，因此，应综合考虑桥孔长度、桥前壅水和桥下冲刷的相互影响。

1）点绘经验频率曲线。将经过审核的实测水文变量由大到小排列，然后按计算其经验频率，并在概率格纸上点绘经验频率点据。

和离势系数 的初估值。用无偏估计式估算偏态系数抽样误差很大，故一般取

的（2）求统计参数的初估值。按式 计算水文变量总体均值若干倍作为 的初估值。

（3）点绘理论频率曲线。选定理论频率曲线的线型（我国一般采用皮尔逊Ⅲ型曲线），按照统计参数的初值，应用皮尔逊Ⅲ型曲线的离均系数表（或模比系数表）求得不同频率的水文变量（或模比系数）值，绘制初定的理论频率曲线。

（4）配线。根据理论频率曲线与经验频率点据的配合情况，对统计参数进行调整，求得与经验频率点据配合最好的理论频率曲线，用以表示水文变量的概率分布。

第三篇：桥涵水文复习总结

水力学

1.水力学:研究水体平衡和运动规律及工程应用的科学 2.静水压力：指液体对固体壁面的作用力

3.液体平衡微分方程：此方程的物理意义是：在静止流体中，某点单位质量流体的质量力与静压强的合力相平衡。

4.只有在有势的质量力作用下，不可压缩均质流体才能处于平衡状态，这就是流体平衡的条件。

5.同一种静止相连通的流体的等压面必是水平面（只有重力作用下）自由表面、不同流体的交界面都是等压面。

6.静水压强基本方程适用范围是:重力场中连续、均质、不可压缩流体。7.流场中液体质点通过空间点时所有的运动要素都不随时间而变化的流动称为恒定流；只要有一个运动要素随时间而变化，非恒定流。8.迹线——是指某液体质点在运动过程中，不同时刻所流经的空间点所连成的线

9.流线——是指某一瞬时，在流场中绘出的一条光滑的矢量曲线，其上所有各点的速度向量都与该曲线相切。流线不能相交，不能为折线 10.流管——由流线构成的一个封闭的管状曲面。元流——充满以流管为边界的一束液流。总流——在一定边界内具有一定大小尺寸的实际流动的水流，它是由无数多个元流组成。过流断面——与元流或总流的流线正交的横断面

11.均匀流是流线为彼此平行的直线;过水断面为平面，且过水断面的形状和尺寸沿程不变；同一流线上不同点的流速应相等，从而各过流断面上的流速分布相同，断面平均流速相等；同一过水断面上各点的测压管水头为一常数

12.明渠:天然河道、人工渠道统称为明渠。13.明渠水流:明渠中流动的液体称为明渠水流。14.明渠渠底纵向（沿水流方向）倾斜的程度称为底坡。

15.断面形状、尺寸及底坡沿程不变，同时又无弯曲的渠道，称为棱柱形渠道。断面形状、尺寸或底坡沿程改变的渠道，为非棱柱形渠道。16.明渠均匀流有下列特性：(1)过水断面的形状和尺寸、流速分布、流量和水深，沿流程都不变；(2)总水头线、测管水头线和渠底线都互相平行，因而它们的坡度相等

17.明渠恒定均匀流的各种特性，可见只有同时具备下述条件:(1)明渠中水流必须是恒定的，流量沿程不变；(2)明渠必须是棱柱形渠；(3)明渠的糙率必须保持沿程不变；

(4)明渠的底坡必须是顺坡，同时应有相当长的而且其上没有建筑物的顺直段。

18.水力最佳断面是湿周最小的断面。

19.当明渠水流从缓流状态过渡到急流状态时，水面急剧下降的局部水力现象，称为水跌现象

20.当明渠水流从急流状态过渡到缓流状态时，水面突然跃起的特殊的局部水力现象，称为水跃现象。

21.影响临界水深的因素：流量、断面形状及尺寸.影响正常水深的因素：流量、断面形状及尺寸、糙率、底坡 22.当正常水深恰好与临界水深相等时的底坡，称为临界底坡ik 23.如果具有自由水面的明渠缓流被障壁所阻，则壁前水位壅高，水流经壁顶溢出，这种建筑物统称为堰。

24.水经障壁的顶边或缺口溢流的水流现象，称为堰流 25.堰流水力特征： 堰流上游水流受阻，水位壅高，势能增大； 在重力作用下，流经堰的水流跌落，同时受离心惯性力的作用，水流断面收缩； 堰流过程是势能集聚并转化为动能的过程； 堰流由缓流向急流连续作急变流，流线发生显著弯曲，水流内有离心惯性力； 堰流以局部水头损失为主，可忽略沿程水头损失。

河川水文基础知识 1.河流:河槽和其中水流的统称

2.横断面：河槽中某处垂直于流向的断面称为在该处河流的横断面。它的下界为河底，上界为水面线，两侧为河槽边坡 3.纵断面：沿河流深泓线切出来的断面 4.深泓线：河道中各横断面最大水深点的连线 5.流域：河流两侧汇集水流的区域

6.流域特征包括：流域面积、河网密度、流域形状、流域高度、流域方向或干流方向

7.径流:由降水开始到到水流流经流域出口断面的整个物理过程，称为径流形成过程.径流形成划分为降雨、流域蓄渗、坡面漫流及河槽集流四个过程

8.降水的基本要素就是描速降水的一些基本指标，主要有降水量、降水历时,降水强度、降水面积。9.流域蓄渗:植物截留、入渗、填洼

10.坡面漫流:多余的降雨在坡面上以片状流、细沟流的形式沿坡面向溪沟流动的现象为坡面漫流

11.河槽集流:各种径流成分经过坡地汇流注入河网后，沿河网向下游干流出口断面汇集的过程

12.影响径流形成和变化的固紊主要有：气候因素(降水、蒸发、气温、风、湿度)、流域下垫面因素(地理位置,地貌特征,地形特征,地质条件,植被特征)、人类活动因素(通过改变下垫面条件)13.河川径流量：河流出口断面的流量；某时段内的河水总量 14.水文资料的收集 1 水文站观测资料 洪水调查

访问、调查洪痕 3 文献考证

水文统计原理

1.确定桥涵使用期限内，河流中可能发生的一定概率洪水的洪峰流量及其相应的水位和流速，分别为桥涵设计流量、设计水位、设计流速 2.水文现象的特性:不重复性(随机性);周期性;地区性.3.水文现象分析方法:成因分析法,地区归纳法,数理统计法.4.重现期：表示该变量大约平均在多少年内出现一次。单位：年 5.由实测资料绘制的频率曲线称为经验频率曲线。

具有一定数学形式的频率曲线，通常被称为“理论”频率曲线。6.变量之间近似的或平均的关系称为相关，研究这种关系的方法，称为相关分析

7.设计流量：是指相应于设计洪水频率的洪峰流量（m3/s）。8.设计水位：桥位计算断面上通过设计流量相应的水位，称为设计水位（m）。

9.设计流速：设计流量通过时桥位断面的河槽平均流速（m/s）。10.为什么要进行特大值的处理？

通过特大值处理，可以延长系列资料，增强系列的代表性，减少各参数值的抽样误差，从而提高计算成果的稳定性和可靠性。

一般同时采用三种来源的资料：水文站观测资料、参证站插补和延长资料、调查洪水和文献考证资料。

11.实测期：把水文站观测资料的年限称为实测期（包括由参证站实测资料相关分析插补延长的资料）。

调查期：调查洪水的最远年份到实测完毕的年限。（包括实测期）考证期：文献考证到的最远年份到实测完毕的年限。（包括调查期）

大中桥孔径计算

1.大中桥孔的水力计算特点是按自由出流情况，并允许桥下有一定的冲刷.大中桥的桥下河床一般不加护砌而允许有一定的冲刷。

建桥河段的冲刷计算

1.大中桥水力计算的三大基本内容是桥长、桥面最低标高及墩台基础最小埋置深度。河床冲刷计算则为合理确定墩台的最小埋置深度。2.天然河流在河水、泥沙及河流所经河段断面形态的综合影响下会产生自然演变冲刷；建桥后，由于多个桥梁构筑物压缩河床，使桥下过水断面积减小，会引起桥下断面的一般冲刷；多个桥墩合立于水中。局部干扰了桥下水流及泥沙的运行规律，从而在墩台周边形成了水流及泥沙运动的变异，会引起桥下断面墩台周边河床的局部冲刷。3.桥梁墩台冲刷计算主要依据是桥位断面的水流、泥砂及河床状况。4.平原顺直型河段，可取桥位上游附近的最大水深断面作为计算断面；

平原弯曲型河段，可取桥位上游附近河湾半径最小的河湾顶点断面作为计算断面；

游荡型和变迁型河段，应取桥位附近若干河床断面重叠后的外包线作为计算断面；

山区河段的河床断面变形不大，可取桥位断面作为计算断面。5.自然演变冲刷:河段在不修建跨河构筑物情况下仅在自然力作用下引起的河床天然冲刷

6.一般冲刷:由于桥孔压缩河床，桥下过水面积减小，从而引起桥下流速的增大。水流挟沙能力也随之增大。造成整个桥下断面的河床冲刷 7.桥下水流断面面积增大到桥下流速等于河槽天然流速时，冲刷就停止了同一垂线处，冲刷后的水深与冲刷前的水深成正比。桥下一般冲刷停止时的垂线平均流速称为冲止流速。

8.粘性土的抗冲刷能力决定于粘结力的大小，粘结力越大，河床土的抗冲刷能力越强。

粘性土的冲止流速与液性指数的大小成反比关系。粘性土的冲止流速与孔隙比的大小成反比关系。

9.桥下河槽断面达到输沙平衡，冲刷随之停止，一般冲刷深度达最大 10.影响桥下断面一般冲刷深度的主要因素：单宽流量集中系数K’；桥墩水流侧向压缩系数μ；洪水含沙量系数E；建桥后桥下流量 11.冲刷坑外缘与冲刷坑底的最大高差称为最大局部冲刷深度hb。影响因素：涌向桥墩的流速、桥墩宽度、桥墩形式、墩前水深及床沙粒径等。

12.由设计水位减去总冲刷深度，就是桥梁墩台处河槽的最低冲刷线标高

小桥涵设计

1.小桥涵勘测设计内容；小桥涵位置的选择；小桥涵的勘测与调查；小桥涵类型选择与布置

2.在公路排水设计中，平原地区公路小桥涵的数量平均每公里有1～ 3道，山区每公里有3～5道

3.多孔跨径8m≤L≤30m，单孔标准跨径5m≤L≤20m时，称为小桥；多孔跨径L<8m，单孔标准跨径Lo<5m时，称涵洞。对于圆管及箱涵，不论管径或跨径大小，孔数多少，均称为涵洞。4.小桥涵的设计原则有

1．符合安全、经济、适用、美观的统一；适应公路等级标准、任务及未来的发展，2．因地制宜，就地取材，便于施工养护。

3．密切配合当地农田水利，满足农田排灌要求，避免淹田、毁田、破坏排灌系统。

4.明涵：洞顶不填土或填土小于0.5m，适用于低路堤涵洞。

暗涵：洞顶填土高度大于0.5m，适用于高路堤涵洞。

按水力性能分类

1)无压涵洞；洞内水流具有自由表面，其入口水深低于进口高度，2)半压涵洞：水流仅封闭洞口，洞内仍为无压流。

3)有压涵洞；入口水深大于洞口高度，全涵为有压流。常见的倒虹吸管亦属此类。

5.大中桥允许河床在建桥后发生一定冲刷，一般采用天然河槽平均流速作为设计流速。小桥涵一般不允许桥的河床或涵底发生冲刷，但通常允许有较大的壅水高度。由于小桥涵河床或涵底面积较小，可以采用人工加固河床的方法来提高水流通过河床的允许流速，以达到适当缩减孔径的目的。

6.小桥涵孔径计算中需考虑的问题 ：

1．桥下允许不冲刷流速

2．桥前允许雍水高度

第四篇：桥涵水文复习总结

第二章 河川径流

一、概念：

桥涵水文学：水文学的分支之一，主要研究与道路桥梁有关的水文现象的科学。

地面径流：降落到到地面上的水，除掉损失一部分外，在重力作用下沿一定方向和路径流动，这种水流称为地面径流

河谷：河水流经的谷地。

河床：河谷底部有水流的部分。河川径流：受重力作用沿河床流动的水流

河流：地面径流长期侵蚀地面，冲成沟壑，形成溪流，最后汇集而成河流。

河(水)系：脉络相通的大小河流所构成的系统，称为河系。干流：水系中直接流入海洋、湖泊的河流

支流：流入干流的河流

标准基面：我国统一采用青岛附近黄海海平面作为标准基面。

一般的天然河流，从河源到河口可以按照河段的不同特性，划分为上游、中游和下游三个部分。

上游是河流的最上端紧接河源，多处于深山峡谷中，坡度流急，河谷下切强烈,流量小而水位变化大，常有急滩或瀑布，河底纵断面多呈阶梯形。

中游是河流的中间段，两岸多为丘陵，河床比降较平缓，两岸常有滩地，冲淤变化不明显，河床较稳定。

下游是河流的最下端，一般多处于平原区，下游河槽宽阔，流量较大，流速和底坡都较小，淤积作用明显，浅滩和河湾较多。

河流的基本特征

一般用河流断面、河流长度及河流比降来表示.一）河流断面 有横断面和纵断面。垂直于水流方向的断面称为河流横断面。横断面内，自由水面高出某一水准基面的高程，称为水位。河流的纵断面是指河流最大水深点的连线（深泓线）的断面。河流纵断面能表示河床的沿程变化。

二）河流比降：任意河段两端的高程差与其长度之比称为该河段的纵比降。三）河流长度 从河源到河口的距离。流域：降落到地面上的水，被高地、山岭分隔而汇集到不同的河流中，这些汇集水流的区域，称为某河流的流域。

1)分水岭：划分相邻水系的山岭或河间高地。2)分水线：分水岭最高点的连线（山脊线）。流域的特征

① 几何特征：主要是流域面积和流域形状。② 自然地理特征：主要指流域的地理位置和地形 根据流域的地形特征分为山区河流和平原河流。

山区河流：流域内坡面陡峻，岩石裸露，汇流时间段，降雨强度大，以致洪水暴涨暴落，河流比降大，流速大，水流流态紊乱，存在回流、漩涡、跌水、水跃。

平原河流：形成时主要表现为水流的堆积作用，形成深厚的冲积层。有广阔的河滩，洪水时河滩被淹没，中枯水时则裸露处水面。平原河流按平面形状和演变过程，分为四种类型的河段：顺直微弯型、弯曲 型、分叉型、散乱型。

流域内自降水开始到雨水流过出口断面的整个物理过程称为径流形成过程。

一般将这一过程分为四个阶段：降雨过程—流域蓄渗过程—坡面漫流过程— 河槽集流过程。影响径流的主要因素： 气候因素和下垫面因素。

气候因素：降雨 蒸发。

下垫面因素：流域的地形、土壤、地质、植被、湖泊等。

水量补给的基本来源：雨源类、雨雪源类（华北东北西北）、冰雪源类（西北 新疆 青海）。水文测验：步骤

1、水位观测

2、流速测验

3、流量计算

水文资料的来源主要有三方面：1）水文站观测资料2）洪水调查资料3）文献考证资料

二、简要叙述：

1、山区河流与平原河流的主要区别？ 山区河流与平原河流的主要区别？

答：山区河流汇流时间短，水位和流量变幅极大，比降大，河谷断面为发育不完全的“V”字形或“U”字 形。平原河流汇流时间长，水位变化小，比降小，河流形成主要表现为水流的堆积作用，形成冲击层，河谷多为发育完全的形态。

2、描述河川径流的主要过程。影响径流的主要因素？ 答：主要过程分为四个步骤：

（1）降雨过程：降雨是形成地面径流的主要因素，降雨的变化过程直接决定径流过程的趋势，降雨 过程是径流形成过程的重要环节。

（2）流域渗蓄过程：植物截留、入渗和填洼的整个过程称为流域渗蓄过程，对降雨径流而言，称为损失。

（3）坡面漫流过程：波域渗蓄过程完成以后，剩余雨水沿着坡面流动，称为坡面漫流，最终会形成 全流域的坡面漫流。

（4）河槽集流过程：坡面漫流的雨水汇入河槽后，顺着河道由小沟到支流，由支流到干流，最后到 达流域出口断面，这个过程称为河槽集流。以上四个步骤是同时交错进行的。

主要因素（了解）：①气候因素：降雨，蒸发 ②下垫面因素 ③人类活动因素。

3、选择河道断面时应该注意哪些问题？ 选择河道断面时应该注意哪些问题？

答：形态断面应选在近似于均匀流的河段上，一般要求河道顺直、河流通畅、河床稳定、河滩较小、河滩 与河槽的洪水流向一致，无河湾、河汊、沙洲等现象。

4、请绘出一个典型的河流断面。请绘出一个典型的河流断面。答：P16 图 2-1-2

第三章 水文统计的基本原理

一、概念：

水文现象的特性：周期性、地区性、不重复性(随机性)。

水文现象的分析方法：1）成因分析法 2）地区归纳法 3）数理统计法。

频率与几率不同： 几率是随机事件在客观上出现的可能程度，理论值。频率是利用有限的试验结果推算得到的。试验次数无限多时，频率趋向于几率。

经验频率曲线：根据水文统计样本的实测水文资料系列，计算各项随机变量的经验频率，点绘经验频率与其对应的随机变量大小的曲线。

水文统计中常用的统计参数有三个：均值 X、变差系数 Cv、偏差系数 Cs。

二、简述

1、河流水文现象有哪些特性？相应的应该用什么研究方法？ 河流水文现象有哪些特性？相应的应该用什么研究方法？

答：河流水文现象的特性有：周期性、地区性、不重复性（随机性）。水文现象的研究方法有：成因分析法：通过水文现象的物理成因以及同其他自然现象有关的因素之间的关系，分析水文现象的规律。地区归纳法：结合地区特点，利用实测水文资料进行综合归纳分析，寻找水文现象、水文要素区域性分布规律，建立地区性水文因素计算公式、图表或等值线图，供生产使用。数理统计法（水文统计法）：对实测水文资料进行数理统计分析，寻求其统计规律。

2、什么是经验频率曲线？如何绘制？

答：根据水文统计样本的实测水文资料系列，计算各项随机变量的经验频率，点绘经验频率与其对应的随 机变量大小的曲线，称为该样本的经验频率曲线。以经验频率为横坐标，水文观测值 x 为纵坐标，根据系列内的各个变量及其对应的经验频率，在坐标纸上绘出经验频率点，再依点群的趋势，目估描绘成一条光滑曲线，这条曲线就称为经验频率曲线 维泊尔公式： P=

4、相关分析法的注意事项、使用条件是什么？ 相关分析法的注意事项、使用条件是什么？ 答：根据某些主要影响因素，找出其变量之间的近似关系或平均关系，然后，进行分析计算，在数理统计 中，把这种变量之间近似的或平均的关系，就成为相关，把研究这种关系的方法称为相关分析。使用条件及注意事项：（1）前提，二者在成因上要有联系。（2）样本容量尽量大。（3）相关系数要有一定的范围取值。

1、利用流量观测资料推算设计流量

第四章 设计洪水流量

三种方法：

2、应用地区经验公式推算

3、推理公式和经验公式

一、概念：

设计洪水流量：采用规定的某一洪水设计频率，推算设计洪水频率相应洪水的洪峰流量。设计水位：

桥位计算断面上通过设计流量时相应的水位(m)设计流速：

设计流量通过时桥位断面的河槽平均流速(m/s)

二、简要叙述：

1、请叙述利用流量观测资料推算设计流量的主要步骤。

答：

1、三性审查（可靠性、一致性、代表性）

2、资料的插补与延长

3、特大洪水的调查与考证

4、特大值处理

5、做经验频率曲线

6、做理论频率曲线

7、适线

8、求设计洪水

9、成果的合理性分析（地区性规律分析、与其他方法的计算结果相互检验）

2、什么是适线法？试述其一般步骤。

答：适线法：以经验点距为基础，在一定适线准则下，求解与经验点据拟合最佳的频率曲线参数。一般步骤：将已知的随机变量系列，按大小递减次序排列，计算各项变量的经验频率，并在几率格纸上绘出经验频率点，必要时也可以目估绘出经验频 率曲线。应用距法公式计算均值 Q 和变差系数 C V ,并假设 C S = m ∗ C V，在我国一般取 m=2~4，在同一张机率格纸上，会出理论频率曲线。观察理论频率曲线和经验频率曲线的符合程度，反复调整统计参数，直到两者符合得最好为止，即可确定统计参数 Q、C V 和 C S 的取值及采用的理论频率曲线。

3、什么是特大值处理？为什么要进行特大值处理？

答：特大值是指比多年平均值三倍以上的值。在统计计算中，不能把这些特大值与其他数值同等对待，而需要进行适当地处理或调整，即所谓的特大值处理。理由：通过特大值的处理，考虑了特大洪水的影响，可以起到延长系列的作用，能增强系列的代表性，减少各参数值的抽样误差，提高计算结果的稳定性和可靠性。

第六章 大中桥孔径计算

一、概念：

大中桥的孔径计算，主要是根据桥位断面的设计流量和设计水位，推算桥孔的 最小长度和桥面中心最低标高，为确定桥孔设计方案，提供设计依据。桥位河段水流图示：用图示定性表示建桥前后桥位河段水流和泥沙的变化，用来帮助指导计算桥梁孔径和桥面标高。

别列柳伯斯基假设：该假设认为桥下流速达到天然河槽平均流速时，桥下冲刷即停止，而且同一垂线处，冲刷后的水深与冲刷前的水深成正比，适用于稳定性河段的河槽。

桥孔净长：设计水位以上两桥台之间的水面宽度称为桥孔长度，以 L 表示。扣除全部桥墩宽度后称为桥孔净长。

我国桥孔长度的计算方法有冲刷系数法和经验公式法。

二、简要叙述：

1、大中桥孔径计算的两种方法是什么？

答：冲刷系数法：基于别氏假设，分析建桥前后冲刷变化，引用桥位断面的设计流量和设计水位，依据 水流连续性原理，引入冲刷系数法，推到出计算孔径公式。

桥孔净长度经验公式法：工作人员根据地区性特点，根据工作经验，以一定的理论依据，应用数理统计法，得到简化公式。

2、简述冲刷系数法的基本思路。

答：利用桥位断面的设计流量 Qs 和设计水位 Hs，根据水力学的连续性原理，求出桥下顺利宣泄设计洪水 时所需要的最小过水面积，用以确定桥空的最小长度。冲刷后的桥下过水面积，是冲刷前的 P 倍，P 即冲刷系数。公式推导见 P131——132。

3、大中桥面标高由哪几部分组成？都如何确定？ 大中桥面标高由哪几部分组成？都如何确定？

4、桥孔的布置原则 ：

1、选稳定河段

2、建桥前后尽量保持与天然河流流量的分配不变

3、与其他水工建筑物的相互影响因素 4、与其他水利设施的相互配合 5、标准跨位

6、地理条件好的河段 7、进行径流技术分析

5、确定大中桥面最低标高时，应考虑哪些因素（区分通航河段和不通航河段）答：不通航河道上

通航河道上

第七章 桥墩和桥台的冲刷

1、桥墩和桥台冲刷一般包括三部分:河床自然（演变）冲刷、桥下河床全断面内发生的一般冲刷、桥墩周围水流结构发生急剧变化而引起的河床局部冲刷。

2、泥沙分类：按河槽内运动形式和性质不同，分为悬移质和推移质两类。3.悬移质：在一定的水流条件下，泥沙处于运动状态、颗粒较细的泥沙被水流中的漩涡带起，悬浮于水中向下游运动，这种泥沙称为悬移质。

4.推移质：颗粒稍大的泥沙.则在河床表面上滚动、滑动或跳跃着向下游移动，前进的速度远远小于水流的流速，这种泥沙称为推移质。

5.床沙：比推移质颖粒更大的泥沙，则下沉到河床上静止不动，称为床沙。

6.悬移质，推移质和床沙之间颗粒大小的分界是相对的，随水流的流速大小而变化，并且三者之间还有在着相互交换的现象。7.泥沙主要特性

（1）几何特性：一般用直径（粒径）、粒径级配曲线、平均粒径、中值粒径来表示

（2）重力特性：泥沙重力特性采用颗粒实体的单位体积的重力表示，称为容重（或干容重表示）

（3）水力特性：由泥沙。颗粒在静止的清水中均匀下沉的速度来表示，称为沉速，符号用ω表示，单位为 cm/s。

8.泥沙的起动：河床上的泥沙在水流作用下.由静止状态转变为运动状态，这种现象称为泥沙的起动。泥沙起动是泥沙运动和河床演变开始的临界状态。

9.起动流速：就是床面泥沙颗粒在各种外力作用下，失去平衡，泥沙开始运动时的水流垂线平均流速。

10.沙波运动是推移质运动的主要形式，而推移质输沙率大小反映推移质运动的剧烈程度。11.推移质输沙率：是单位时间内，在过水断面中单位河槽宽度上通过的推移质质量。

12.含沙量：单位体积的水流所含悬移质的数量，称为含沙量单位为 kg/m3

13.水流的挟抄能力：在一定的水力条件和边界条件下，单位体积的水流，能够挟带的最大数量（质量），包括悬移质和推移质的全部泥沙数量，称为水流的挟沙能力。

14、河床演变： 在天然状况下或人类活动的干扰后，河床形态逐渐的变化，称为河床演变。15.主流：河道中的水流，由于槽壁的限制而决定了总的流动趋势，按总的流动趋势运动的水流称为主流。

16.副流：由于过水断面形状的改变或河湾的影响，伴随着主流，在水流内部形成一种规摸较大的旋转运动，这种旋转运动的水流从属于主流而存在，称为副流。

1、立轴副流（回流）

2、平轴副流（滚流）

3、顺轴副流（螺旋流）

18.引起河床演变的最根本的原因是输沙的不平衡

19.影响河床演变的因素很多，主要有下列三个方面： 1 上游来沙条件，及流域的产沙数量及其组成，2 上游来水条件（流量的大小变化）河床的地质、土质 和比降为何床沿边提供了边界条件。冲积河床：

河相关系：处于动力平衡状态的河流河床形态特征与流域来水来沙条件和河床组成之间的定量关系。

一般冲刷计算三个原理：1）按输沙平衡原理建立的公式原理：若上游天然河槽断面输移来的泥沙量(来沙 量)较少，不足以补偿桥下河流断面被水流冲走的泥沙量(排沙量)，则桥下河流断面的来沙呈小于水流挟沙能力，桥下断面发生冲刷

2）按冲止流速建立的公式原理： 桥下一般冲刷停止时的垂线平均流速，称为不冲刷流速，工程界常称之为冲止流速。按此概念假定当桥下河槽断面内任一垂线 的平均流速达到冲止流速时，此垂线处冲刷停止，至此，一般冲刷深度达到最大，此时的最大水深即为所求一般冲刷深度。P160

3）根据别氏假定建立的公式

桥墩局部冲刷：流向桥墩的水流受到墩身的阻挡，桥墩周围的水流结构发生急剧变化，水流 的绕流使流线急剧弯曲，床面附近形成漩涡，剧烈掏刷桥墩迎水端和周围的泥沙，形成局部冲刷坑

一、简要叙述：

1、河床演变是如何形成的？

答：水流输沙不平衡引起河床演变，上游来沙量大于河段水流挟沙能力，床面淤积；反之，上游来沙量小于河段水流挟沙能力，床面冲刷。水流和床面相互作用，形成河床演变。

2、以大中桥为例，说明建桥后河床演变的发展如何？ 答：建桥后，桥墩桥台占据了原有的过水面积，使过水断面减小，产生断面收缩，流速增大，水流挟 沙能力增强，对河床产生了冲刷，水流通过桥位断面后，在桥下游过水断面突然增大，流速降低，挟沙能力减弱，泥沙淤积，冲刷一段时间以后又使河床断面加大，从而流速降低，挟沙能力降低，渐渐达到了水流输沙的相对平衡。

3、桥下河床的冲刷过程如何？可分为哪几个阶段？它们形成的原因是什么？ 答：自然冲刷 ：河流在无桥梁涵洞的天然状态下的冲刷

一般冲刷：桥孔稍下游处收缩断面，使进入桥下河槽断面泥沙小于桥下断面急速水冲走的泥沙数量。

局部冲刷：桥墩桥台周围形成涡流对桥墩桥台的冲刷。

4、用示意图画出大中桥的水流图示。用示意图画出大中桥的水流图示。答：见教材 P122。

5、在确定桥下最低冲刷线时，需要计算哪些冲刷深度？

答：需要计算设计水位、一般冲刷后的最大水深、桥台局部冲刷深度、桥台所在位置的平均水深、桥台冲 刷深度。

6、冲刷有哪些类型？各是由什么原因产生的？

答：冲刷的类型有：自然冲刷、一般冲刷、局部冲刷。自然冲刷是由河流演变引起的，一般冲刷是由于断面收缩造成的，局部冲刷是由于局部的涡流引起的，三者互不干扰。

第八章 调治构造物

一、概念：

调治构造物：调治构造物是桥梁工程的重要组成部分，主要包括各种形式的导流堤、丁坝及其他桥头防洪工程，用以调节水流，引导水流均匀、顺畅地流过桥孔，防止桥下断面和上下游附近的河床、河岸发生不利变形，确保桥梁安全。

2.导流堤的作用：使桥下水流变得顺直均匀，局部冲刷也有所减少，同时增大了发生冲刷的面积并导流堤的平面线形

3.导流堤的平面线形：椭圆堤、圆曲线组合

4.丁坝常设置于桥头引道的一侧或河岸边上，其作用在于将水流挑离桥头引道或河岸，束河归槽，并使泥沙在丁坝后部淤积，形成新的水边线，以达到改变水流流向，改善流态，保护路基或河岸的目的。适用于较宽的河段，根据设计洪水位和相对坝高的关系可分为漫水丁坝和不漫水丁坝两类。

二、简要叙述：

1、调治构造物主要有哪些？和有什么作用？ 调治构造物主要有哪些？和有什么作用？

答：调治构造物主要包括各种形式的导流堤、丁坝及其他桥头防洪工程。导流堤：设置导流堤后，桥下水流变得顺直均匀，局部冲刷也有所减少，同时增大了发生冲刷的面积 导流堤 并降低了冲刷速度，使桥下河床的冲刷分布趋于均匀，避免桥下和桥头出现集中冲刷。丁坝：作用在于将水流挑离桥头引道或河岸，使坝下游的河岸或路堤免受冲刷，形成有利的水流结构 丁坝 和河床变形。不透水丁坝的长度最大不应超过河槽宽度的 15%，桩排架等组成的透水丁坝，透水性达 到 80%时，丁坝长度不得超过河槽宽度的 35%，山区河流桥头及沿河路堤的丁坝长度不超过 10m。

第九章 小桥和涵洞孔径计算

1.小桥、涵洞孔径大小应根据设计流量、河床特征及河床进出口加固类型所允许的平均流速等来确定。

2.小桥涵勘测设计任务包括外业勘测和内业设计两部分。⑴勘测前的准备工作： 地形资料、地质资料、水文资料、气象资料、其他资料。⑵位置的选择：应以服从路线走向，保证排水顺畅和路基稳定，降低工程招架为原则。⑶小桥和涵洞的测量。⑷小桥和涵洞的类型选择 3.水流通过小桥的可能图式，按下游水深的大小可分为自由式出流与淹没式出流两种。自由式出流，下游的天然水深 ht＜=l.3hk。淹没式出流，下游的天然水深 ht>l.3hk。

4.大中桥允许桥下河床发生一定的冲刷，一般采用天然河槽平均流速作为设计流速。小桥涵一般不允许河底发生冲刷，可以根据河床加固铺砌的类型，选择适当的容许流速作为设计流速。

5.桥头路基最低标高＝河床最低点标高+H+△

桥面最低点标高＝河床最低点标 高+H+J+D 6.涵洞和小桥相比，特点是孔径小、孔道长，河底往往具有较大的纵坡，涵前水深可以高于涵洞高度

7.水流通过涵洞的水力图式根据涵洞出水口是否被下游水面淹没，可分为自由式出流与淹没式出流两类。按涵洞进水口建筑形式不同与涵前水头高低，水流通过涵洞可分为无压力式、半压力式、压力式三种水力计算图式。

8.水流流经全涵洞均保持自由水面，称为无压力式水流状态。收缩断面以后在整个涵洞内都具有自由水面，称为半压力式水流状态。整个涵洞的断面都充满水流，称为压力式水流状态。

9.涵洞处的路基最低高程应高出涵前水深以上至少50cm。为避免涵洞进口路基浸水和进出口流速计冲刷过大，一般不采用压力式涵洞。

10.涵洞由洞身、洞口、基础三个部分组成。

11.根据涵洞洞身的构造形式不同，涵洞可分为圆管涵、拱涵、盖板涵和箱涵等。

12.涵洞洞口建筑形式必须根据涵洞类型、河床及洞口附近的地形和地质条件、水流特征等合理选择。常见的建筑形式：八字翼墙式、锥形护坡式、一字墙护坡、跌水井式及流线型洞口、斜交涵洞洞口等

13.涵洞进出口沟床的处理：进水洞口沟床加固处理、沟床加固防护

第五篇：桥涵水文设计

第一章 桥涵设计的一般规定 1.1 桥涵设计的基本要求

公路桥梁应根据所在公路的使用任务、功能和将来发展的需要，按照安全、适用、经济和美观的原则进行设计。

高速公路、一级公路上的各类桥涵和二级、三级、四级公路上的小桥与涵洞的线形及其与公路的衔接一般应符合路线布设的规定。二、三级、四级公路上的特大桥、大、中桥桥位，原则上应服从路线走向，桥、路综合考虑，昼选用在河道顺直、水流稳定、地质良好的河段上。当桥上线形为曲线时，其各项技术指标应符合路线布设的规定。桥上纵坡不宜大于4%，桥头引道纵坡不宜大于5%；位于市镇混合交通繁忙处，桥上纵坡和桥头引道纵坡均不得大于3%。桥头两端引道线形应与桥上线形相配合。

公路桥涵应根据因地制宜、就地取材、便于施工和养护的原则，合理选用适当的桥（涵）型。

公路桥涵应考虑农田排灌的需要。靠近村镇、城市、铁路及水利设施的桥梁，应适当考虑综合作用。

公路桥涵必须能安全宣泄设计洪水量，必要时应修建导流构造物或防护构造物。1.2 桥涵跨径

1.2.1特大桥、大、中、小桥及涵洞的划分

特大桥、大、中、小桥及涵洞按单孔跨径或多孔跨径总长划分，一般规定如表1.2。

1.2.2标准跨径

标准设计或新建桥涵，当跨径在60m以下时，应尽量采用标准跨径。表1.2 桥梁涵洞按跨径分类

桥涵分类

多孔跨径总长L（m）

单孔跨径Lk（m）特大桥

L≥1000

Lk≥150 大桥

100≤L＜1000

40≤Lk＜150 中桥

30＜L＜100

20≤Lk＜40 小桥

8≤L≤30

5≤Lk＜20 涵洞

L＜8 Lk＜5 注：①单孔跨径系指标准跨径而言。

②多孔跨径总长仅作为划分特大桥、大、中、小桥及涵洞的一个指标；梁式桥、板式桥涵为多孔标准跨径的总长；拱式桥涵为两岸桥台内超拱线间的距离；其它型式桥梁为桥面系车道长度。

③圆管涵及箱涵不论管径或跨径大小、孔数多少，均称为涵洞。

桥涵标准跨径规定为：

0.75m、1.0m、1.25m、1.5m、2.0m、2.5m、3.0m、4.0m、5.0m、6.0m、8.0m、10m、13m、16m、20m、25m、30m、35m、40m、45m、50m、60m。

注：标准跨径：梁式桥、板式桥涵以两桥（涵）墩中线间距离或桥（涵）墩中线与台背前缘间距为准；拱式桥涵、箱涵、圆管涵以净跨径为准。

1.2.3桥梁全长（总长度）

桥梁全长规定为：有桥台的桥梁为两岸桥台侧墙或八字墙尾端间的距离；无桥台的桥梁为桥面系行车道长度。

1.3 桥涵设计洪水频率

永久性桥涵设计洪水频率，一般规定如表1.3。表1.3 桥涵设计洪水频率 构造物名称

公路等级

高速公路

一

二

三

四

特大桥

1/300 1/300 1/100 1/100 1/100 大、中桥

1/100 1/100 1/100 1/50 1/50 小桥

1/100 1/100 1/50 1/25 1/25 涵洞及小型排水构造物

1/100 1/100 1/50 1/25

按具体情况确定 路基

1/100 1/100 1/50 1/25

按具体情况确定

二级公路的特大桥及三桥、四级、公路的大桥，在水势猛急、河床易于冲刷情况下，必要时可提高一级洪水频率验算基础冲刷深度。

三级、四级公路在交通容许有限度的中断时，可修建漫水桥和过水路面。漫水桥和过水路面的设计洪水频率，应根据容许阻断变通的时间久暂和对上下游的农田、城镇、村庄影响以及泥砂淤塞桥孔、上游河床的淤高等因素确定。1.4

桥面净空

桥面净空应符合本标准第2.0.4条关于公路建筑限界的规定。特大桥及大桥的侧向宽度可适当减小。中、小桥和涵洞宜与路基同宽。

三级公路山岭重丘区及四级公路上桥梁的行车道宽度一般采用7m，仅在路基宽度为4.5m的路段上采用4.5m。当改建四级公路时，在满足行车条件下，对桥面行车道宽度为6m的原有特大桥及大中桥或暂不加宽。

高速公路、一级公路一般宜设计为上、下行的两座独立桥梁。

人行道的宽度一般为0.75m或1.0m；大于1.0m时，按0.5m的倍数增加。一级、二级、三级、四级公路上不设人行道的桥梁应设置栏杆和安全带。小桥和涵洞可仅设缘石或栏杆。1.5 桥下净空

桥下净空应根据计算水位或最高流冰水位加安全高确定，当在河流中有形成流冰阻塞的危险或有漂浮物通过时，桥净空应按当地具体情况确定。对于有淤积的河床，应适当增加桥下净空的高度。

在通航的河流上，桥下净空应符合通航标准。1.6

渡口码头

渡口位置应尽量选择在河床稳定、水力水文状态适宜、无淤积或少淤积的河段。

码头引道纵坡：直线码头一般为9%～10%；锯齿式码头一般为4%～6%。引道宽度：二级、三级公路不应小于9m；四级公路不应小于7m 第二章 设计洪水流量的推算

一、通过形态调查，确定三系数，推算规定频率流量 1．平均年洪峰流量 和历史洪峰流量

1）水文断面附近，实测和调查，获得10年（个）以上年洪峰流量，可直接计算 ：

2）调查到平均洪水位，建立水文断面，利用均匀流公式，可计算出与 对应的平均年洪峰流量。3）水文断面附近，调查到历史洪水位并确定其洪水频率时；用均匀流公式计算出与历史洪水位相对应的历史洪峰流量。

2．变差系数 和偏差系数

地区——、当有、、——

当有、、—— = /

二、连续系列洪水流量的推算 试错适线法

1）绘制经验频率曲线 2）初选三参数

利用公式计算、；一般在 范围内假定

3）适线选定三参数 4）根据确定的三参数，推算规定频率流量

三、按不连续系列推算规定频率流量 1．经验频率计算 1）第一种方法

适用：实测系列较长，代表性较好 历史洪水可靠性较差时 ——历史洪水

实测系列

实测数 ——水文站年洪峰流量所有实测资料的统计数

实测期 ——水文站年洪峰流量从最远实测年份到统计时的总年数。调查期——调查洪水流量从最远资料年份到统计时的总计年数。考证期——考证洪水流量从最远资料年份到统计时的总计年数。2）第二种方法

适用：实测系列差

调查可靠——洪水+实测共同系列

特大洪水：比一般年洪峰流量大得多的特大洪峰流量

2．矩法（克里茨基一闵开里公式）确定统计参数

3．规定频率流量的推算

例题：某一级公路拟建一座大桥。桥位上游附近的一个水文站，能搜集到14年断续的流量观测资料，经插补和延长，获得1963年至1982年连续20年的年最大流量资料；又通过洪水调查和文献考证，得到1784年、1880年、1948年和1955年连续系列前四次特大洪水；1975年在实测期内也出现过一次特大洪水。以上洪水资料列于下表中。

分析可知，以上资料属于共有5个特大值的不连续系列，即a=5；实测期为20年，即n=20；实测期内有一个特大值（1975年）即l=1；特大洪水最早出现年份是1784年，而实测期最后年份是1982年，则考证期N=（1982-1784）=199年。解：

Qj=18070 ； Qi= 33330 = 1801

= 0.34

根据计算表中数据在海森几率格纸上绘出经验频率曲线如下图所示。适线过程见书中P56（原理在P33页）

（注：关于适线时，偏离较大的点不适合作为比较对象，而应采用经验频率曲线上的点来计算）得到三个参数：

1801m3/s，=0.36，=0.90

不连续系列计算示例

序号

洪水资料

按流量大小排列

经验频率 p（%）（采用值）

ki(ki-1)^2

按年份顺序排列

年份

流量

（m3/s)

年份

流量（m3/s)1784 3900 1784 3900 0.5

2.165464 1.358305 1880 3800 1880 3800 1.0

2.109939 1.231964 1948 3350 1955 3550 1.5

1.971127 0.943088 4 1955 3550 1975 3470 2.0

1.926707 0.858787 1963 2570 1948 3350 2.5

1.860078 0.739734 1964 3025 1964 3025

9.5 7.4

1.679622

0.461887 7 1965 1750 1970 2805

14.3 12.3

1.557468

0.310771 8 1966 1600 1963 2570

19.0 17.1

1.426985

0.182316 9 1967 1490 1968 2270

23.8 22.0

1.260411

0.067814 10 1968 2270 1974 1960

28.6 26.9

1.088284

0.007794 11

1280 1979 1840

33.3 31.8

1.021655

0.000469 12 1970 2805 1965 1750

38.1 36.6

0.971682

0.000802 13 1971 1680 1972 1710

42.9 41.5

0.949473

0.002553 14 1972 1710 1971 1680

47.6 46.4

0.932815

0.004514 15 1973 1580 1966 1600

52.4 51.3

0.888395

0.012456 16 1974 1960 1973 1580

57.1 56.1

0.87729

0.015058 17 1975 3470 1978 1550

61.9 61.0

0.860633

0.019423 18 1976 1100 1981 1510

66.7 65.9

0.838423

0.026107 19 1977 1310 1967 1490

71.4 70.8

0.827318

0.029819 20 1978 1550 1982 1460

76.2 75.6

0.810661

0.035849 21 1979 1840 1977 1310

81.0 80.5

0.727374

0.074325 22 1980 840

1280

85.7 85.4

0.710716

0.083685 23 1981 1510 1976 1100

90.5 90.3

0.610772

0.151499 24 1982 1460 1980 840

95.2 95.1

0.466408

0.284721

51400

5.131878 1.771861

第三章、桥孔的布置

一、桥孔的布置原则

1、原则：安全、适用、经济、美观、生态环境 1．1桥孔设计必须保证设计洪水以内的各级洪水和泥沙安全通过，并满足通航、流冰、流木及其他漂浮物通过的要求。

1.2 桥孔布设应适应各类河段的特性及演变特点，避免河床产生不利变形，并且做到经济合理。各类河段的特性及河床特点见表5-1-1。

1.3 建桥后引起的桥前壅水高度、流势变化和河床变形，应在安全许可的范围之内。

1.4 桥孔设计应考虑桥位上下游已建或拟建的水利工程、航道码头和管线等引起的河床演变对桥孔的影响。

1.5 桥位河段的天然河道不宜开挖或改移。开挖、改移河道应具有可靠的技术经济论证。

1.6 跨越河口、海湾及海岛之间的桥梁，必须保证在潮汐、海浪、风暴潮、海流及海堤泥沙运动等各种海洋水文条件影响下，正常使用和满足通航的要求。

2、位置、走向： 高速、一级的各类桥涵

和二、三、四级的小桥、涵洞——服从路线

在二、三、四级的特大、大、中桥——原则上服从路线

桥路综合考虑：河顺、水稳、地质好

3、桥纵坡：

桥上≤4%

（≤3%，市镇，混合交通繁忙）桥头引道≤5%（≤3%，市镇，混合交通繁忙）

4、泄洪、输沙、凌汛、通航 政治、经济、军事、法律 地方利益、环保、文物等

二、桥孔最小净长Lj的计算 桥孔长度Lq、桥孔净长Lj 要求：排洪、输沙

考虑：安全、经济、壅水、冲刷 方法：峡谷性河段——地形定 其他河段 ——公式算 公式：

1、河槽宽度公式

1.1 峡谷河段、可按河床地形布孔，不易压缩河槽，可不作桥孔最小净长度计算。1.2开阔、顺直微弯、分汊、弯曲河段及滩、槽可分的不稳定河段的最小净长：

式中：Lj——最小桥孔净长（m）； Qp——设计流量（m3/s）；

Qc——设计水位下，天然河槽流量（m3/s）； Bc——天然河槽宽度（m）； K、n——系数、指数，下表； 河段类型

K n3 开阔、顺直微弯

0.84 0.90 分汊、弯曲河段

0.95 0.87 滩、槽可分的不稳定河段

0.69 1.59

2、宽滩河段

式中： ——河槽平均单宽流量

——水流压缩系数，；

——河滩流量（m3/s）。

3、滩、槽难分的不稳定河段

式中：B0——基本河槽宽度（m），； ——多年洪水平均流量（m3/s）； ——河床泥沙平均粒径（m）； Cp——设计洪水频率桥长换算系数

三、定桥孔长度

考虑： 满足上述要求外，还应结合桥位地形，桥前壅水、冲刷深度、河床地质等情况，作出不同桥长的技术经济比较，综合论证后确定。

不同河段上桥孔布设（表5-1-2a、b，高冬光）

图1

图2

四、桥孔布设

4.1 桥孔布设应与天然河流断面流量分配相适应。在稳定性河段上，左右河滩桥孔长度之比应近似与左右河滩流量之比相当；在次稳定河段和不稳定河段上，桥孔布设必须考虑河床变形和流量分布变化趋势的影响。桥孔不宜压缩河槽，可适当压缩河滩。

4.2 在内河通航河段上，通航孔布设应符合《内河通航标准》（GBJ139）规定，并应充分考虑河床演变和不同水位所引起的航道变化。通航海轮的桥梁桥孔布设应符合《通航海轮桥梁通航标准》（JTJ311的规定）。4.3 主流深泓线上或主航道上不宜布设桥墩；在断层、陷穴、溶洞、滑坡等不良地质地段也不宜布设墩台。4.4 在有流冰、流木的河段上，桥孔应适当放大。4.5山区河流的桥孔布设宜符合下列要求：

（1）峡谷河段宜单孔跨越。桥面高程应根据设计洪水位，并结合两岸地形和路线等条件确定。（2）在开阔河段可适当压缩河滩。河滩路堤宜与洪水主流流向正交，否则应增设调治工程。4.6平原河流的桥孔布设应符合下列要求；

（1）在顺直微弯河段，桥孔布设应考虑河槽内边滩下移，主槽在河槽内摆动的影响。

（2）在弯曲河段，应通过河床演变调查，预测河湾发展和深泓变化，考虑河槽凹岸水流集中冲刷和凸岸淤积等对桥孔及墩台的影响。

（3）在滩槽较稳定的分汊河段上，若多年流量分配基本稳定，可考虑布设一河多桥。桥孔布设应预计各汊流流量分配比例的变化，并应设置同流量分配相对应的导流构造物。

（4）在宽滩河段，可根据桥位上下游主流趋势及深泓线摆动范围布设桥孔，并可适当压缩河滩，但应考虑水对上游的影响。若河汊稳定又不宜导入桥孔时，可考虑修建一河多桥。

（5）在游荡河段，不宜过多压缩河床，应结合大当地治理规划，辅以调治工程，在深泓线可能摆动的范围内，不宜设置桥墩。

4.7山前区河流桥孔布设应符合下列要求：

（1）在山前变迁河段，在辅以适当的调治 构造物的基础上，可较大地压缩河段。桥轴线应与河岸线或洪水总趋势正交。河滩路堤不宜设置小桥和涵洞。当采用一河多桥时，应堵截临近主河槽的支汊。（2）在冲积漫流河段，桥孔宜在上游狭窄或下游收缩河段跨越。若在河床宽阔、水流由明显分支出跨越，可采用一河多桥方案，并应在各桥间采用相应的分流和防护措施。桥下净空应考虑河床淤积影响。

具体桥孔布置见：书122页，图5-4-3和图9-3-5。

第四章 桥面中心最最低设计标高的确定 第一节 过水断面、水位与流量的关系

在已知桥位断面地面线坐标的情况下，用AutoCAD中命令：area即可得到面积（面积为绘图单位情况下的，应考虑你拟用的比例尺问题），用dist命令可以得到水面的宽度，从而也得到湿周。如图4-1所示。

图4-1 水位与过水面积及水面宽度

注意：在课程设计中应对河槽与河滩分别计算流量，再合计。

图4-2 过水面积与水面宽度图

一、确定最低标高的计算公式（桥面中心最低标高）1．不通航 考虑：设计水位 HS / 流冰最高水位 HSB；

壅水、浪高、水拱、局部冲高、河弯超高、河床淤积——∑△h 净空——安全

△hj 建筑高度

△h0（1）按设计水位计算

（2）按流冰水位计算

（3）上二式取大为 Hmax 不通航河流桥下净空安全值△hj表5-3-6 桥梁部位

按设计水位计算要求的桥下净空安全值（m）

高出最高流冰水位以上的净空安全值（m）梁底

0.50 0.75 支承垫石顶面

0.25 0.50 拱桥

按注1要求办理

0.25 注：1 无铰拱的拱脚，允许被设计淹没、淹没高度一般不超过拱圈矢高的三分之二，拱顶至计算水位的净高不小于1m；有锚固的普通板式橡胶支座其桥台端桥下净空亦可不受0.25m或0.5m的限制。2 表列最小净空安全值与注1的净高，应同时根据河流的具体情况，酌情考虑水、浪高、河床淤高、漂浮物和流冰阻塞的影响，适当加高。

（4）有流冰、流木的河段上桥梁最小净跨见表5-3-7 2．通航

（1）满足不通航（2）同时关于通航：

式中：Htn——设计最高通航水位

一至三级航道，5%；

四、五级航道，10%、六、七级航道，20%； 经计算得Q——H

HM ——通航净空高度，见表

天然河流设计最高通航水位标准

航道等级

Ｉ～Ⅲ

Ⅳ、Ⅴ

Ⅵ、Ⅶ 洪水重现期（年）

２０

１０

５

注：①山区河流如经多年水文资料查证，出现高于设计最高通航水位历时很短，则根据具体情况，三级航道的设计最高通航水位标准可降为10年一遇，Ⅳ、Ⅴ级航道的设计最高通航水位可降为5年一遇，Ⅵ、Ⅶ级航道可按2～3年一遇标准执行。

设计最低通航水位参见《内河通航标准》（GB50139-202_）确定。水上过河建筑物通航净空尺度

航道等级

天然及渠化河流（m）

限制性航道（m）

净高 净宽

上底宽

侧高

净高

净宽

上底宽

侧高

Ⅰ

（1）

160 120 7.0

（2）

125 95 7.0

（3）

70 7.0

（4）

65 8.0

Ⅱ

（1）

105 80 6.0

（2）

70 8.0

（3）

50 40 6.0 10 65 50 6.0 Ⅲ

（1）

100 75 6.0

（2）

70 55 6.0

（3）

45 6.0 10 85 65 6.0

（4）

30 6.0

40 6.0 Ⅳ

（1）

60 50 4.0

（2）

41 4.0 8 80 60 3.5

（3）

29 5.0

37 4.0 Ⅴ

（1）

46 38 4.0

（2）

31 4.5 8 75～77 62 3.5

（3）

8.5 28～30 25 5.5、3.5 8.5 38 31 4.5、3.5 Ⅵ

（1）

22 18 3.4

（2）

4.5 22 17 3.4

（3）

18 14 4.0 6 28～30 22 3.6

（4）

Ⅶ

（1）

3.5 18 14 2.8

（2）

3.5 14 11 2.8

14 2.8

（3）

3.5 18 14 2.8 4.5 26～30 21 2.8 注：①本表航道等级栏括号（）内数字代表船队尺度的编号，可参见“全国内河航道分级与船队尺度”的内容。

②在平原河网地区建桥遇特殊困难时可按具体条件研究确定。

③桥墩（柱）侧如有显著的紊流，则通航孔桥墩（柱）间的净宽值应为本表的通航净宽加两侧紊流区的宽度。

④在航行条件较差或弯曲河段上的桥梁，其通航净宽应在表列数值基础上，根据船舶航行安全的需要适当放宽。

二、壅水计算

1、桥前最大壅水高度△Z 1）桥前最大壅水得位置与桥位间距（1）有导流堤——导流堤上游端部附近

（2）无导流堤——大约在桥位中线上游一个桥孔长度附近2）桥前最大壅水高度△Z

式中：参见书112页

2、桥下壅水高度△Z/ 《规范》： 一般

△Z/=0.5△Z 不易冲 △Z/=△Z 易冲

△Z/=0

3、壅水曲线全长 《规范》：

三、波浪高度和波浪侵袭高度

1、波浪高度hb ①现场调查定

②公式算：（调查有困难）

①、②之2/3 ——∑△h 式中： ——波浪高度（m），根据连续观测的100个波浪高度中最大的一个,即累积频P=1％时得出的；

th——双曲正切函数，；

D——计算浪程（m）；

H——沿浪程方向的平均水深（m）； ——汛期沿浪程向的风速（km）；

2、波浪侵袭高度he——引道等 1）观测，尽量

2）公式算：

——（缺乏资料时）

式中： he——波浪侵袭高度（自静水位起算）（m）；

K△——边坡糙渗系数，查表5-3-3；

KV ——与风速有关的系数，查表5-3-4；

RO——相对波浪侵袭高度系数，查表5-3-5。

四、水流局部冲击高度

急流河槽中桥墩的水流冲击高度△hd

式中：△hd——急流河槽桥墩水流冲击高度（m）； h0、v0——上游河槽，天然水深（m）、流速（m/s）。

五、河弯超高——离心力 《规范》：

h/2——∑△h+现场核对

六、水拱和河床淤高

1、水拱现象： 现场调查，无公式

2、淤高 ——净空加大

加多少——由水文站多年测值推算

注解：对于波浪、水拱和河床淤高的计算在设计中可采用0计算。

第五章 墩台冲刷计算及基础埋深

一、河槽一般冲刷 非粘性土河槽 1、64-2简化公式

64年中国土木工程学会推荐，我国实桥观测，输沙平衡

5-1 式中： ——建桥后，桥下，河槽，设计流量（m3／s），①当桥下河槽能扩宽至全桥时（桥孔压缩大，河滩土质易冲）； ②当桥下河槽不能扩宽时

； ——天然状态，河槽流量（m3／s）； ——天然状态，桥下，河滩流量（m3／s）；

——建桥后，桥长范围内河槽宽度（m），当河槽能扩宽至全桥时取用桥孔总长，即（两台前缘间的桥孔长度）；只有当桥孔压缩部分为河滩且桥下河槽又不扩宽时，（天然河槽宽度）；

——设计水位下，桥墩阻水总面积，与桥下毛过水面积 的比值； ；

宽浅时，可用墩宽比墩间距 ——桥墩水流侧向压缩系数，见表。

——河槽平均流速；

——单孔净跨径；

——桥孔有效过水宽度 桥墩水流侧向压缩系数值 表

设计流速Vs(m/s)

单孔净跨径L0（m）

≤10 13 16 20 25 30 35 40 45 ＜1 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.0 0.96 0.97 0.98 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 1.5 0.96 0.96 0.97 0.97 0.98 0.98 0.98 0.99 0.99 2.0 0.93 0.94 0.95 0.97 0.97 0.98 0.98 0.98 0.98 2.5 0.90 0.93 0.94 0.96 0.96 0.97 0.97 0.98 0.98 3.0 0.89 0.91 0.93 0.95 0.96 0.96 0.97 0.97 0.98 3.5 0.87 0.90 0.92 0.94 0.95 0.96 0.96 0.97 0.97 ≥4.0 0.85 0.88 0.91 0.93 0.94 0.95 0.96 0.96 0.97 注：1.系数 是指墩台侧面因漩涡形成滞流区而较少过水面积的折减系数。

2．单孔净跨径 时 ；对不等跨的桥孔可采用各孔 值的平均值。单孔跨径大于200m时，取1。

——桥下河槽最大水深（m）；

——单宽流量集中系数，；

、——平滩水位时，河槽宽度和河槽平均水深（m）

山前变迁、游荡、宽滩河段，当 时，取 ； 2、64—1修正公式

5-2 式中：

——桥下河槽部分桥孔过水净宽（m），（为河槽中桥墩总宽）。当桥下河槽扩宽至全桥时，——为全桥桥孔过水净宽，含漩涡区； ——桥下，冲刷前，河槽平均水深（m）； —— 般冲刷计算层的河槽泥沙平均粒径（m），当多层土计算时，与 应为同层，否则重新计算； ——与汛期含沙量有关的系数，按表6-3-2查用；

3、粘性土河槽一般冲刷公式

5-3 式中： ——冲刷坑范围内粘性土液性指数适用范围为0.16~0.19。单宽流量集中系数取1.0~1.2；

二、河滩一般冲刷

1、非粘性土河滩一般冲刷公式

5-4 式中： ——桥下河滩部分通过的设计流量（m3/s），——桥下河滩最大水深（m）； ——桥下河滩平均水深（m）； ——河滩部分桥孔净长（m）；

——河滩水深1m时，非粘性土不冲刷流速（m／S），见书中表6-3-3。

2、粘性上河滩一般冲刷公式

5-5

三、桥墩局部冲刷

1、非粘性上河床的桥墩局部冲刷 65-2式

当V≤V0时；

5-6 当V>V0时；

5-7 式中： ——桥墩局部冲刷深度（m）； ——墩形系数，查表6-4-1； ——河床颗粒影响系数，——桥墩计算宽度（m）；

——一般冲刷后的最大水深（m）； ——河床计算层泥沙的平均粒径（mm）

——一般冲刷后墩前行进流速（m/s），按后文规定计算。——见表

——河床泥沙起动流速（m/s），——河床泥沙平均粒径，（m）——墩前泥沙始冲流速（m/s），——指数,清水冲刷(≤)时, ；

动床冲刷()时, 65-1修正式

（1）当

5-8（2）当

5-9 式中： ——河床泥沙起动流速(m/s)： ——河床颗粒的影响系数, ——墩前泥沙始冲流速(m/s)，——指数，——河床计算层泥沙的平均粒径(mm);

2、粘性土河床的桥墩局部冲刷（1）当 时，5-10（2）当 时，5-11 式中: ——冲刷坑范围内粘性土液性指数,在本公式适用：

3、一般冲刷后墩前行进流速计算公式；

(1)采用5-1（64-2简化式）计算一般冲刷深度时：（非粘性土河槽）

5-12 ——河槽平均流速（m/s）； ——河槽平均水深（m）。

（2）当采用5-2式（64-1修正式）计算一般冲刷深度时。（非粘性土河槽）

5-13

（3）当采用5-4式计算一般冲刷深度时；（非粘性土河滩）

5-14

（4）当采用5-3式计算一般冲刷深度时；（粘性土河槽）

5-15（5）当采用5-5式计算一般冲刷深度时；（粘性土河滩）

5-16

四、桥台冲刷计算

1、沙性土河床公式

交通部“八五”攻关课题公式（95-1）

5-17 式中： ——桥台冲刷的极限深度，自床面平均高程算起，包括一般冲刷和局部冲刷； ——河道天然状态下的弗汝德数，； ——天然河道平均流速，； ——天然河道平均水深，；

——桥台、路堤阻水面积。以垂直流向的投影计；

宽浅河道，；

——路堤、（桥台）阻水长度，；

——桥台形状系数，前墙带边坡（埋入式桥台），上下游设锥坡或八字墙 0.95

竖直前墙，带锥坡和八字墙 0.90； ——挑角系数。是上游流向与桥轴的夹角（º）

正交，斜交，左右岸分开算； 交通部“八五”攻关课题公式（95-2）

式中： ——天然河槽平均流速，； ——河床泥沙起动流速，；

——水深，；

——床沙平均粒径，； 时，略去第二项，得：

时，略去第一项，得： ； ——桥台床面起冲流速，； ——指数

时，时，2、粘性土河床公式

其中： ——天然条件下河床平均单宽流量, ——桥台路堤阻水比，；

3、河流弯道凹岸得桥台冲刷深度 桥台位置

进口

下游直度（凹岸一侧）冲刷深度

0.73 0.82 0.95 1.18 1.21 1.21 1.54 1.54--

表内值，自平均床面高程算起。

五、墩台基底置深度

1、冲刷值的组合 1）河槽中的各桥墩

非粘性土

（64-2）简化式+（65-2）式组合（64-2）简化式+（65-1）修正式组合（64-1）修正式+（65-2）式组合（64-1）简化式+（65-1）修正式组合 取其中的大者；

粘性土

（5-3）+（5-10）或（5-3）+（5-11）2）河滩中的各桥墩

非粘性土

（5-4）+（65-2）式或（5-4）+（65-1）修正式 粘性土

（5-5）+（5-10）或（5-5）+(5-11)3）桥台

使用公式5-17即（95-1）或（95-2）

2、绘制最大冲刷线

全冲后，最大冲刷水深 包括：

式中： ——最大冲刷水深（m）；

——自然演变冲刷深度（m）；

各墩台处，最大冲刷时的标高：

3、以水文条件确定墩台基础的最小埋深及基底标高（非岩）

基底埋深安全值表，见表6-6-1。埋深 =最大冲刷线标高--基底标高

位于河槽的桥台，当其最大冲刷深度小于桥墩总冲刷深度时，桥台基底的埋深应与桥墩基底高程相同；单桥台位于河滩时，对河槽摆动的不稳定河流，桥台基底高程应与桥墩相同；在稳定河流上，桥台基底高程可按桥台冲刷计算结果确定。

桥台锥体护坡基脚埋置深度应考虑冲刷的影响，当位于稳定、次稳定河段的河滩上，基脚底面应在一般冲刷线以下至少0.5m；当桥台位于不稳定河流的河滩上，基脚底面应在一般冲刷线以下至少1m。