qA第十一章 桥涵设计流量及水位推算.ppt
叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文qA第十一章 桥涵设计流量及水位推算 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-1 按实测流量资料推算o按实测流量资料推算n设计流量及其工程意义o频率标准 P 见表10-2，由国家颁布，表示各种等级工程的安全要求或容许的破坏率o定义即按 P 选定的洪峰流量Qpo设计流量计算条件有多年实测洪峰流量记录资料o计算方法（详见第十章）n选样方法年最大值法、年超大值法n频率分析与计算方法o求矩选线法o三点选线法o含特大值系列频率计算方法2叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-2 按洪水调查资料推算o形态调查方法n桥位附近有关河段地形纵横断面图测量n洪痕群位置调查及高程测量n历史洪峰流量Qi推算，由此可得多个Qio历史洪峰流量统计参数推算n重现期T确定方法oN1年内Qi为最大时，T(QQi)=N1=T2-T1+1oN1年内有a1 个流量大于Qi时，(10-8)(11-2)3叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-2 按洪水调查资料推算o历史洪峰流量统计参数推算oN1年内有a2 个流量按Qi又无法判断它们之间的大小时，oN1年内有几个考查期N2,N3，且N1N2N3，得Q2，Q3但不能确认其排序时，则(11-3)(11-4)4叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-2 按洪水调查资料推算o设计洪峰流量推算方法n另有长期系列资料时统计参数计算方法按含特大值系列方法确定n另有短期（n20年）实测系列时o求出短系列oQi经验累积频率oCv,Cs确定方法假定Cv,Cs，使下式成立n由 可确定Qp(11-5)5叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-2 按洪水调查资料推算n缺乏实测资料时o直接假定Cv,Cs，使下式成立n由上式得n由上三参数可确定Qp（11-16）6叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-3 按暴雨资料推算设计流量o降水资料的观测与整理n观测方法o雨量筒o自记雨量计7叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-3 按暴雨资料推算设计流量o降水三要素（整理成果的大三内容）n降水量 hn降水历时n降水强度o平均强度o瞬时强度8叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-3 按暴雨资料推算设计流量o观测成果n强度历时曲线，i=f(t)，每雨一条n强度历时曲线特征o在对数坐标纸中呈直线o在对数坐标纸中呈曲线9叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-3 按暴雨资料推算设计流量o强度度压时曲线的数学描述（经验公式）ni=f(t)，在对数坐标纸中呈直线时ni=f(t)在对数坐标纸中呈曲线时nA,n,A1,B,b暴雨参数nT重现期10叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-3 按暴雨资料推算设计流量oi-t-T 曲线的绘制n选样方法：年最大值法、超大值法ni-t-T 关系表（由多场实测资料整理的成果）o上包线上取样（年最大值法）o上下包线间取样（年超大值法）o实测成果i-t-T 关系表11叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-3 按暴雨资料推算设计流量12叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-3 按暴雨资料推算设计流量o图解法求暴雨参数n,A，Bn公式13叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-3 按暴雨资料推算设计流量n公式o有关暴雨资料实用成果（详见可能最大暴雨图集n全国 等值线图n全国 n1 等值线图（t1h）n全国 n2 等值线图（1ht24h）n全国 Cv24 等值线图n常用偏差系数经验值Cs24=3.5 Cv24 n各省可能最大暴雨资料图集参阅有关土木工程水文学（叶镇国编著）参阅有关土木工程水文学（叶镇国编著）14叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-3 按暴雨资料推算设计流量o小流域暴雨洪峰流量计算方法n基本特点o面积小，F100km2；o汇流历时短；o降水强度和损失强度全流域平均；o洪峰流量的主要因素是降雨强度和流域面积，设计洪水以“峰”控制（调节能力有限；缺乏实测流量资料）；o洪峰流量与降水强度同频率看待；o暴雨公式采用 ，暴雨衰减指数分段整理（详见图集）ot1h，n=n1、1ht24h，n=n215叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-3 按暴雨资料推算设计流量o暴雨洪峰流量公式基本形式论证方法n量纲分析法n等流时线原理n按量纲分析法推论o o洪峰流量公式oK单位换算系数(11-7b)16叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-3 按暴雨资料推算设计流量n按等流时线原理论证o有关概念n小流域流域面积小于100km2。n等流时线地面上雨水至流域出口断面汇流时间相等的点的连线。n共时径流面积fi等流时线与流域分水岭合围的面积。n流域最大汇流历时流域最远点雨水流至出口断面的时间。n净雨历时tc产生净雨量的时段。n汇流历时流域最远点雨水流至出口断面的时间17叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-3 按暴雨资料推算设计流量n按等流时线原理论证o流域汇流图18叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-3 按暴雨资料推算设计流量n按等流时线原理论证oQm形式n暴雨洪峰流量实用公式推理公式19叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-3 按暴雨资料推算设计流量n有关参数计算n设计24小时雨力 A24.po o o o o o (11-19)20叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-3 按暴雨资料推算设计流量n平均入渗率o o o 21叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-3 按暴雨资料推算设计流量o水流域暴雨洪峰流量计算方法n推理公式有关参数计算公式o 计算公式（推导）22叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-3 按暴雨资料推算设计流量n按推理公式计算 Qm 方法o各类时间最大平均强度23叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-3 按暴雨资料推算设计流量n各类时段最大降雨量24叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-3 按暴雨资料推算设计流量n 计算公式（推导）o tc 时（如图11-4a）o tc 时（如图11-4b）o有 tc 时,no有 tc 时,n25叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-3 按暴雨资料推算设计流量n的计算公式o将公式（11-9）代入得m见表见表11-326叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-3 按暴雨资料推算设计流量n 解算公式27叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-3 按暴雨资料推算设计流量nQm解算方法o数解法见图11-7框图28叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-3 按暴雨资料推算设计流量n图解法由图11-6可得 nQm按公式（11-9）计算o有关参数有：F,L,J,A,n1,n2,m取n=n1(1h),计算 ，由图得，若1h时，再取n=n2(1h),由图11-6 得，（图（图11-6）29叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-3 按暴雨资料推算设计流量o 30叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-3 按暴雨资料推算设计流量o 31叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-3 按暴雨资料推算设计流量o 32叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-3 按暴雨资料推算设计流量o 33叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-3 按暴雨资料推算设计流量o 34叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-3 按暴雨资料推算设计流量o暴雨洪峰流量其他公式n交通部科研所公式n简化公式h,z,，见附录7-14n经验公式 c,n 见表11-435叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-3 按暴雨资料推算设计流量o 36叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-4 桥位断面设计流量和设计水位推算o水文站形态断面距桥位断面很近，流域面积相差小于5%时，直接采用计算结果，Qp 不必换算。o水文站或形态断面的流量相差小于10%时，可直接采用计算的设计流量Qp。o水文站或形态断面与桥位断面的流域面积相差大于5%，流量超过10%时，按下式换算37叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文11-4 桥位断面设计流量和设计水位推算o n下标1测站或形态断面数值n下标2桥位断面数值nQp 测站或形态断面抵算的设计流量n nn值nF30km2或流域面积相差小于20%时38
