第一篇：橋涵水文復習題答案

橋涵水文復習題

1.橋梁環境概念，P3人類活動對橋梁環境有哪些影響？P4-5 橋梁環境分為自然環境和社會環境。

影響：1河床采砂導致橋梁破壞及河床的抗洪能力下降；2山嶺隧道的棄渣和生活區改河對自然環境的影響；3山區的縱向橋或高架橋對山區急流河槽水流的影響 2.河流、流域概念，及其相互關系P17 河流：地面徑流長期侵蝕地面，沖成溝壑，形成溪流，最后匯集而成河流；

流域：降落到地面的水，被高地、山嶺分隔而匯集到不同的河流中，這些匯集水流的區域，稱為，某河流的流域。

相互關系：流域是河水補給的源地，流域的特征直接影響河床徑流的形成和變化過程； 3.河段如何劃分？P16各有什么特點？P16 一般的天然河流，從河源到河口可以按照河段的不同特性，劃分為上游、中游和下游三個部分。

特點：上游是河流的最上段，緊接河源，多處于深山峽谷中，坡陡流急，河谷下切強烈，流量小而水位變化大，常有急灘和瀑布，河底縱斷面多呈梯形。中游是河流的中間段，兩岸多為丘陵，河床比降較平緩，兩岸常有灘地，沖淤變化不明顯，河床較穩定。下游是河流的最下段，一般多處于平原區，河槽寬闊，流量較大，；流速和底坡都較小，淤積作用明顯，淺灘和河灣較多。4.河流基本特征包括哪些，熟悉河流斷面形狀及組成部分。P16 基本特征：河流斷面、河流長度及河流比降斷面形狀（橫斷面和縱斷面）由于水流和河床的相互作用，斷面形狀將時刻不停的發展變化著。組成部分：河灘、河槽（主槽和邊灘）。

5.流域有哪些特征？各個特征對徑流形成有什么影響？P17 特征:幾何特征，主要是流域面積和流域形狀。流域面積的大小，直接影響匯集的水量多少和徑流的形成過程。流域形狀主要影響流域內徑流匯集的時間長短，也影響徑流的形成過程。

自然特征，主要指流域的地理位置和地形。一切水文特征都與地理位置有密切聯系，流域的地形一般以流域平均高程和流域平均坡度來表示,流域平均高程對降雨和蒸發都有影響，流域平均坡度是確定徑流匯流速度和匯流時間的重要因素，坡度陡則匯流快，土壤入滲減少，使徑流量增大。另外，流域內的地質、土壤、森林植被、湖泊等，也都是流域的自然地理特征，與徑流的形成過程有密切關系。6.總結山區河流和平原河流地形，河床形態，水文特點的區別，考慮建在山區河流和平原河流上的橋梁，處理上應有哪些不同？（需要加上橋墩的問題，結合P124等來考慮；參考P217的內容）P18 地形：山區河流流經地勢高峻、地形復雜的山區；平原河流流經地勢平坦的平原地區。

河床形態：山區河流河床多為基巖、亂石或卵石組成，沖刷變形緩慢，河床比較穩定；平原河流由于水流和河床的相互作用常形成一系列泥沙沖積體，并在水流的作用下不斷變化，因而整個河床處于不斷發展變化中。

水文特點：前者坡面陡峻，巖石裸露，匯流時間短，降雨強度大，洪水暴漲暴落，水位和流量的變幅極大，但洪水持續的時間不長，且比降和流速都較大；后者具有廣闊的河灘，洪水時河灘被淹沒，中、枯水季節時則露在水面以上，靠近河槽處形成地勢較高的自然堤，在遠離河槽的灘地上形成洼地、湖泊而且河灘具有明顯的橫比降。

7.掌握徑流形成過程P20-21，熟悉影響徑流的主要因素p22-23 流域內，自然水開始到水量流過出口斷面為止的整個物理過程，成為徑流的形成過程。可分為四個階段：降雨過程、流域的蓄滲過程、剖面漫流過程和河槽集流過程。

影響因素1氣候因素（降雨和蒸發）2下墊面因素3人類活動因素 8.熟悉我國河流補給類型。P23 雨源類、雨雪源類和冰雪源類。9.水文現象的特點？P37 1周期性 2地區性 3 不重復性（偶然性）10.成因分析法P38 研究水文現象的物理成因和水文現象同其他自然現象有關因素之間的相互關系，建立計算關系式，并力求推理分析清楚，物理概念明確。對于小流域徑流常采用推理公式、經驗公式進行計算。11.考證期與重現期有何區別P42,P74？確定歷史洪水調查的考證期及的重現期。（計算）P74-75(例題)把文獻考證的最遠年限至實際調查時的年限，成為考證期；重現期T=1/P(P為年頻率)12.中值、眾值、均值P44-47 均值是系列中隨機變量的算術平均數；系列中的隨機變量為等權時，按大小遞減次序排列，位置居于正中間的那個變量，稱為中值；系列中出現次數最多的那個變量，就稱為眾值。13.統計參數與密度曲線、頻率曲線之間的關系。P48-49 均值反映密度曲線的位置變化；變差系數Cv反映密度曲線的高矮情況；偏差系數Cs反映密度曲線的偏斜程度。

均值反映頻率曲線的位置高低，值越大曲線越高；變差系數反映頻率曲線的陡坦程度，值越大曲線越陡；偏差系數反映頻率曲線的曲率大小，值大于0時，頭陡尾緩；值小于0時，頭平尾陡。14.曲線繪制中如何建立坐標體系？P54 先計算各個指定頻率的流量值，根據各個頻率值以及對應的流量值，在海森幾率格紙上繪出一條圓滑的曲線就是理論頻率曲線（Pearson Ⅲ）。15.什么抽樣誤差？P55如何減少？P56 利用樣本推算總體的參數值所引起的誤差即抽樣誤差；抽樣誤差是統計方法本身造成的，只能以延長觀測年限、增大樣本容量、增強樣本代表性等措施來逐步減少。

16.在我國橋梁水文分析中，習慣認為相關系數絕對值大于0.8就可使用相關分析進行資料數據的插補和延長。如何進行插補及延長？（計算）相關分析 17.設計洪水頻率？P42-43設計流量？P70 根據國家技術標準規定的某一設計洪水頻率，推算該頻率相應的洪水的洪峰流量，稱為設計洪水流量，簡稱設計流量。為了經濟合理的確定工程的設計流量規定的橋涵設計洪水頻率。18.適線法確定設計洪水流量的步驟？P71 1將已知的隨機變量系列，按大小遞減次序排列，計算各項變量的經驗頻率，并在幾率格紙上繪出經驗頻率點群，必要時也可以目估繪出經驗頻率曲線；2應用矩形公式計算Q和變差系數Cv，并假定Cs=m*Cv。在繪有經驗頻率點群的同一幾率格紙上繪出理論頻率曲線；3觀察理論頻率曲線和經驗頻率曲線的符合程度，反復調整統計參數，知道兩者附和最好為止，即可確定統計參數Q、Cv和Cs的采用值及采用的理論頻率曲線。

19.什么是特大值的處理？P73為什么要進行特大值處理？P74 在統計計算中，就不能把這些特大值與其他數值同等對待，而需要進行適當的處理和調整，即所謂特大值的處理。通過特大值的處理，考慮了特大洪水的影響，可以起到延長系列的作用，能增強系列代表性，減少各參數值的抽樣誤差，提高計算結果的穩定性和可靠性。因而要進行特大值的處理。20.試分析橋位河段水流圖示。P121-122 橋位河段的水流圖示，反映了建橋后水流和泥沙運動的變化，并表現了橋孔長度、橋前壅水和橋下沖刷三者之間的關系，應作為橋孔計算和分析依據。

21.何謂沖刷系數？P131沖刷系數法計算橋下過水面積的假設是什么？

沖刷后與沖刷前的過水面積之比，即p=A沖后/A沖前，稱為沖刷系數；假設條件：橋下過水面積擴大到使橋下流速等于天然河槽流速時，橋下沖刷即停止。沖刷系數法適應于細顆粒、均勻的沙質河床、平原穩定性河床。22.橋面高程如何確定？P134-138不通航和通航的橋面高程計算式？P142 橋面高程是指橋面中心線上最低點的高程，必須滿足橋下通過設計洪水、流冰、流木和通航的要求，并且應該考慮壅水、波浪、水拱、河灣凹岸水面超高以及河床淤積等各種因素引起的橋下水位升高。1不通航河段

⑴按設計洪水位計算橋面高程 Hmim=Hs+∑?h+?hj+?hD

⑵按流冰水位計算橋面高程

Hmim=HsB+?hD+?hj

2通航河段 Hmin=Htn+Hm+ ?hD

23.橋梁墩臺沖刷三部分？P148 自然（演變）沖刷、一般沖刷和局部沖刷。

24.懸移質，推移質，床沙概念P148-149 在一定的水利條件下，泥沙處于運動狀態，顆粒較細的泥沙被水流中的紊流漩渦帶起，懸浮于水中向下游運動，這種泥沙稱為懸移質；顆粒稍大的泥沙，則在床面上滾動、滑動或跳躍著間歇性向下游移動，前進的速度遠小于水流的速度，這種泥沙稱為推移質；比推移質顆粒更大的泥沙則下沉到河床面靜止不動，稱為床沙。

25對橋梁沖刷起作用的顆粒類型？P149 其主要作用的是推移質和床沙；顆粒很細的懸移質泥沙，對長江段的河床演變才起到主要作用。

25.起沖流速；P163 起動流速V0概念P150，起動流速計算公式所表達的意義P151，起動流速與粒徑之間的關系。P151 當橋墩迎水面二側的流速達到床沙起動流速時，床沙開始向下游移動，橋墩開始沖刷，此時上游的行進流速稱為橋墩的起沖速度；起動流速就是床面泥沙顆粒在各種外力作用下，失去平衡，泥沙開始運動時的水流垂線平均流速；公式前一項反映重力對起動的抗拒，第二項反映黏結力對起動的抗拒；此外還有將床面流速或1m深處流速化為垂線平均流速的系數。但水深為1m時繪制的V0和粒徑d的關系曲線，二條曲線的基本形狀相同在d=0.15mm附近，起動流速有個最小值。該值右側，起動流速以克服重力為主，起動流速隨粒徑的增大而增大；該值左側，起動流速以克服粘結力為主，起動流速隨粒徑增大而減小。

26.什么是副流，其分類，作用？與主流有何區別？P153-156 由于過水斷面形狀的改變或河灣的影響，伴隨著主流，在水流內部形成一種尺度較大的旋轉流動，這種從屬主流而存在的旋轉流動即為副流；分類：立軸副流（回流）、平軸副流（滾流）、順軸副流（螺旋流）；副流的存在是河床沖淤變形的直接原因。27.影響河床演變的主要自然因素？P156 1上游來水條件，即流量的大小和變化；2上游來沙條件，即上游來沙量及其粒徑組成；3河床地質、土質條件、河床比降為河床演變提供了邊界條件。28.輸沙平衡原理，動床沖刷，清水沖刷P158 河槽中床面泥沙處于運動之中，橋墩局部沖刷停止的條件為單位時間內上游沖入落入沖刷坑內的泥沙量與漩渦卷走的泥沙量相等，即輸沙平衡；習慣上，河槽中墩臺的沖刷為動床沖刷，河灘中墩臺的沖刷為清水沖刷。

29.沖止流速原理P159 橋下一般沖刷停止時的垂線平均流速稱為沖止流速，橋下斷面內任意在一般沖刷過程中垂線平均流速降低到該垂線的沖止流速時，沖刷即停止，此時達到最大一般沖刷垂線水深。30.掌握局部沖刷機理，P163沖刷深度與行進流速之間的關系。P164 沖刷深度和行進流速的關系呈現下端（清水沖刷）較陡，上端（動床沖刷）較緩的一條連續的下凹曲線，在清水沖刷和動床沖刷的分界點并無明顯變化。31.掌握橋臺繞流的水流結構。P172-174 橋臺附近的水流由主流區（A）、下游回流區（B）和上游滯流區（C）組成。32.橋墩最低沖刷線

橋梁設計時，計算的橋墩、橋臺全部沖刷完成后的床面位置，有最低沖刷線高程來表示。33.調治構造物包括哪些設施？有什么作用？P182 主要包括各種形式的導流堤、丁壩及其他橋頭防護工程；調治構造物用以調節水流，引導水流均勻、順暢的流過橋孔，防止橋下端面和上下游附近的河床、河岸發生不利變形，確保橋梁安全。34.小橋按照下游天然水深的分類？P192 自由式出流和淹沒式出流

35.大中橋與小橋孔徑計算不同點?P193 大中橋允許河流發生一定的沖刷，一般采用天然河槽平均流速作為設計流速；小橋涵一般不允許河底發生沖刷，可以根據河床加固鋪砌的類型，選擇適當的容許流速作為設計流速。36.掌握涵洞分類，特點及應用P204 根據涵洞洞身的構造形式不同，涵洞可分為圓管涵（受力情況良好，圬工數量少，造價低）、拱涵（超載潛力大，砌筑技術易掌握，養護費用低，便于就地取材）、蓋板涵（適于低路基地段使用）和箱涵（適用于軟土地基，高速公路的通道多采用）、倒虹吸管（在路基填土不高、路線二側水深高于路基高度或在淺路塹處使用）等。

37.熟悉涵洞洞口形式選擇，常見的八字翼墻、一字翼墻等。P204-205 常用的：八字翼墻式、錐形護坡式、一字墻護坡、跌水井式及流線型洞口等 38.橋位勘測包括內容？P214-216 橋位勘測階段，進行橋位資料的搜集，通過現場勘測、測量、鉆探等手段獲得實地地形、地貌、水文、地質等自然環境資料，并現場選定橋位方案。39.熟悉橋位方案選擇P216-219 40.定床模型，動床模型適用P222

橋梁墩臺、導流堤及丁壩等建筑物沖刷的研究，建橋后河床、海床變形的研究等都要用動床模型試驗；

凡是以研究水流為主，河床、海床變形不大且對研究的問題無顯著影響是一般用定床模型。41.模型和原型之間服從哪些相似？P223 幾何相似、運動相似和動力相似

第二章 河川徑流

一、概念：

橋涵水文學：水文學的分支之一，主要研究與道路橋梁有關的水文現象的科學。

地面徑流：降落到到地面上的水，除掉損失一部分外，在重力作用下沿一定方向和路徑流動，這種水流稱為地面徑流

河谷：河水流經的谷地。

河床：河谷底部有水流的部分。河川徑流：受重力作用沿河床流動的水流

河流：地面徑流長期侵蝕地面，沖成溝壑，形成溪流，最后匯集而成河流。

河(水)系：脈絡相通的大小河流所構成的系統，稱為河系。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

標準基面：我國統一采用青島附近黃海海平面作為標準基面。

一般的天然河流，從河源到河口可以按照河段的不同特性，劃分為上游、中游和下游三個部分。

上游是河流的最上端緊接河源，多處于深山峽谷中，坡度流急，河谷下切強烈,流量小而水位變化大，常有急灘或瀑布，河底縱斷面多呈階梯形。

中游是河流的中間段，兩岸多為丘陵，河床比降較平緩，兩岸常有灘地，沖淤變化不明顯，河床較穩定。

下游是河流的最下端，一般多處于平原區，下游河槽寬闊，流量較大，流速和底坡都較小，淤積作用明顯，淺灘和河灣較多。

河流的基本特征

一般用河流斷面、河流長度及河流比降來表示.一）河流斷面 有橫斷面和縱斷面。垂直于水流方向的斷面稱為河流橫斷面。橫斷面內，自由水面高出某一水準基面的高程，稱為水位。河流的縱斷面是指河流最大水深點的連線（深泓線）的斷面。河流縱斷面能表示河床的沿程變化。

二）河流比降：任意河段兩端的高程差與其長度之比稱為該河段的縱比降。三）河流長度 從河源到河口的距離。

流域：降落到地面上的水，被高地、山嶺分隔而匯集到不同的河流中，這些匯集水流的區域，稱為某河流的流域。

1)分水嶺：劃分相鄰水系的山嶺或河間高地。2)分水線：分水嶺最高點的連線（山脊線）。流域的特征

① 幾何特征：主要是流域面積和流域形狀。② 自然地理特征：主要指流域的地理位置和地形 根據流域的地形特征分為山區河流和平原河流。

山區河流：流域內坡面陡峻，巖石裸露，匯流時間段，降雨強度大，以致洪水暴漲暴落，河流比降大，流速大，水流流態紊亂，存在回流、漩渦、跌水、水躍。

平原河流：形成時主要表現為水流的堆積作用，形成深厚的沖積層。有廣闊的河灘，洪水時河灘被淹沒，中枯水時則裸露處水面。平原河流按平面形狀和演變過程，分為四種類型的河段：順直微彎型、彎曲 型、分叉型、散亂型。流域內自降水開始到雨水流過出口斷面的整個物理過程稱為徑流形成過程。一般將這一過程分為四個階段：降雨過程—流域蓄滲過程—坡面漫流過程— 河槽集流過程。影響徑流的主要因素： 氣候因素和下墊面因素。

氣候因素：降雨 蒸發。

下墊面因素：流域的地形、土壤、地質、植被、湖泊等。

水量補給的基本來源：雨源類、雨雪源類（華北東北西北）、冰雪源類（西北 新疆 青海）。水文測驗：步驟

1、水位觀測

2、流速測驗

3、流量計算

水文資料的來源主要有三方面：1）水文站觀測資料2）洪水調查資料3）文獻考證資料

二、簡要敘述：

1、山區河流與平原河流的主要區別？ 山區河流與平原河流的主要區別？

答：山區河流匯流時間短，水位和流量變幅極大，比降大，河谷斷面為發育不完全的“V”字形或“U”字 形。平原河流匯流時間長，水位變化小，比降小，河流形成主要表現為水流的堆積作用，形成沖擊層，河谷多為發育完全的形態。

2、描述河川徑流的主要過程。影響徑流的主要因素？ 答：主要過程分為四個步驟：

（1）降雨過程：降雨是形成地面徑流的主要因素，降雨的變化過程直接決定徑流過程的趨勢，降雨 過程是徑流形成過程的重要環節。

（2）流域滲蓄過程：植物截留、入滲和填洼的整個過程稱為流域滲蓄過程，對降雨徑流而言，稱為損失。

（3）坡面漫流過程：波域滲蓄過程完成以后，剩余雨水沿著坡面流動，稱為坡面漫流，最終會形成 全流域的坡面漫流。

（4）河槽集流過程：坡面漫流的雨水匯入河槽后，順著河道由小溝到支流，由支流到干流，最后到 達流域出口斷面，這個過程稱為河槽集流。以上四個步驟是同時交錯進行的。

主要因素（了解）：①氣候因素：降雨，蒸發 ②下墊面因素 ③人類活動因素。

3、選擇河道斷面時應該注意哪些問題？ 選擇河道斷面時應該注意哪些問題？

答：形態斷面應選在近似于均勻流的河段上，一般要求河道順直、河流通暢、河床穩定、河灘較小、河灘 與河槽的洪水流向一致，無河灣、河汊、沙洲等現象。

4、請繪出一個典型的河流斷面。請繪出一個典型的河流斷面。答：P16 圖 2-1-2

第三章 水文統計的基本原理

一、概念：

水文現象的特性：周期性、地區性、不重復性(隨機性)。

水文現象的分析方法：1）成因分析法 2）地區歸納法 3）數理統計法。

頻率與幾率不同： 幾率是隨機事件在客觀上出現的可能程度，理論值。頻率是利用有限的試驗結果推算得到的。試驗次數無限多時，頻率趨向于幾率。經驗頻率曲線：根據水文統計樣本的實測水文資料系列，計算各項隨機變量的經驗頻率，點繪經驗頻率與其對應的隨機變量大小的曲線。

水文統計中常用的統計參數有三個：均值 X、變差系數 Cv、偏差系數 Cs。

二、簡述

1、河流水文現象有哪些特性？相應的應該用什么研究方法？ 河流水文現象有哪些特性？相應的應該用什么研究方法？

答：河流水文現象的特性有：周期性、地區性、不重復性（隨機性）。水文現象的研究方法有：成因分析法：通過水文現象的物理成因以及同其他自然現象有關的因素之間的關系，分析水文現象的規律。地區歸納法：結合地區特點，利用實測水文資料進行綜合歸納分析，尋找水文現象、水文要素區域性分布規律，建立地區性水文因素計算公式、圖表或等值線圖，供生產使用。數理統計法（水文統計法）：對實測水文資料進行數理統計分析，尋求其統計規律。

2、什么是經驗頻率曲線？如何繪制？

答：根據水文統計樣本的實測水文資料系列，計算各項隨機變量的經驗頻率，點繪經驗頻率與其對應的隨 機變量大小的曲線，稱為該樣本的經驗頻率曲線。以經驗頻率為橫坐標，水文觀測值 x 為縱坐標，根據系列內的各個變量及其對應的經驗頻率，在坐標紙上繪出經驗頻率點，再依點群的趨勢，目估描繪成一條光滑曲線，這條曲線就稱為經驗頻率曲線

維泊爾公式： P=

4、相關分析法的注意事項、使用條件是什么？ 相關分析法的注意事項、使用條件是什么？ 答：根據某些主要影響因素，找出其變量之間的近似關系或平均關系，然后，進行分析計算，在數理統計 中，把這種變量之間近似的或平均的關系，就成為相關，把研究這種關系的方法稱為相關分析。使用條件及注意事項：（1）前提，二者在成因上要有聯系。（2）樣本容量盡量大。（3）相關系數要有一定的范圍取值。

1、利用流量觀測資料推算設計流量

第四章 設計洪水流量

三種方法：

2、應用地區經驗公式推算

3、推理公式和經驗公式

一、概念：

設計洪水流量：采用規定的某一洪水設計頻率，推算設計洪水頻率相應洪水的洪峰流量。設計水位：

橋位計算斷面上通過設計流量時相應的水位(m)設計流速：

設計流量通過時橋位斷面的河槽平均流速(m/s)

二、簡要敘述：

1、請敘述利用流量觀測資料推算設計流量的主要步驟。答：

1、三性審查（可靠性、一致性、代表性）

2、資料的插補與延長

3、特大洪水的調查與考證

4、特大值處理

5、做經驗頻率曲線

6、做理論頻率曲線

7、適線

8、求設計洪水

9、成果的合理性分析（地區性規律分析、與其他方法的計算結果相互檢驗）

2、什么是適線法？試述其一般步驟。

答：適線法：以經驗點距為基礎，在一定適線準則下，求解與經驗點據擬合最佳的頻率曲線參數。一般步驟：將已知的隨機變量系列，按大小遞減次序排列，計算各項變量的經驗頻率，并在幾率格紙上繪出經驗頻率點，必要時也可以目估繪出經驗頻 率曲線。應用距法公式計算均值 Q 和變差系數 C V ,并假設 C S = m ? C V，在我國一般取 m=2~4，在同一張機率格紙上，會出理論頻率曲線。觀察理論頻率曲線和經驗頻率曲線的符合程度，反復調整統計參數，直到兩者符合得最好為止，即可確定統計參數 Q、C V 和 C S 的取值及采用的理論頻率曲線。

3、什么是特大值處理？為什么要進行特大值處理？

答：特大值是指比多年平均值三倍以上的值。在統計計算中，不能把這些特大值與其他數值同等對待，而需要進行適當地處理或調整，即所謂的特大值處理。理由：通過特大值的處理，考慮了特大洪水的影響，可以起到延長系列的作用，能增強系列的代表性，減少各參數值的抽樣誤差，提高計算結果的穩定性和可靠性。

第六章 大中橋孔徑計算

一、概念：

大中橋的孔徑計算，主要是根據橋位斷面的設計流量和設計水位，推算橋孔的 最小長度和橋面中心最低標高，為確定橋孔設計方案，提供設計依據。

橋位河段水流圖示：用圖示定性表示建橋前后橋位河段水流和泥沙的變化，用來幫助指導計算橋梁孔徑和橋面標高。別列柳伯斯基假設：該假設認為橋下流速達到天然河槽平均流速時，橋下沖刷即停止，而且同一垂線處，沖刷后的水深與沖刷前的水深成正比，適用于穩定性河段的河槽。

橋孔凈長：設計水位以上兩橋臺之間的水面寬度稱為橋孔長度，以 L 表示。扣除全部橋墩寬度后稱為橋孔凈長。

我國橋孔長度的計算方法有沖刷系數法和經驗公式法。

二、簡要敘述：

1、大中橋孔徑計算的兩種方法是什么？

答：沖刷系數法：基于別氏假設，分析建橋前后沖刷變化，引用橋位斷面的設計流量和設計水位，依據 水流連續性原理，引入沖刷系數法，推到出計算孔徑公式。

橋孔凈長度經驗公式法：工作人員根據地區性特點，根據工作經驗，以一定的理論依據，應用數理統計法，得到簡化公式。

2、簡述沖刷系數法的基本思路。

答：利用橋位斷面的設計流量 Qs 和設計水位 Hs，根據水力學的連續性原理，求出橋下順利宣泄設計洪水 時所需要的最小過水面積，用以確定橋空的最小長度。沖刷后的橋下過水面積，是沖刷前的 P 倍，P 即沖刷系數。公式推導見 P131——132。

3、大中橋面標高由哪幾部分組成？都如何確定？ 大中橋面標高由哪幾部分組成？都如何確定？

4、橋孔的布置原則 ：

1、選穩定河段

2、建橋前后盡量保持與天然河流流量的分配不變

3、與其他水工建筑物的相互影響因素 4、與其他水利設施的相互配合 5、標準跨位

6、地理條件好的河段 7、進行徑流技術分析

5、確定大中橋面最低標高時，應考慮哪些因素（區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 橋墩和橋臺的沖刷

1、橋墩和橋臺沖刷一般包括三部分:河床自然（演變）沖刷、橋下河床全斷面內發生的一般沖刷、橋墩周圍水流結構發生急劇變化而引起的河床局部沖刷。

2、泥沙分類：按河槽內運動形式和性質不同，分為懸移質和推移質兩類。

3.懸移質：在一定的水流條件下，泥沙處于運動狀態、顆粒較細的泥沙被水流中的漩渦帶起，懸浮于水中向下游運動，這種泥沙稱為懸移質。

4.推移質：顆粒稍大的泥沙.則在河床表面上滾動、滑動或跳躍著向下游移動，前進的速度遠遠小于水流的流速，這種泥沙稱為推移質。

5.床沙：比推移質穎粒更大的泥沙，則下沉到河床上靜止不動，稱為床沙。

6.懸移質，推移質和床沙之間顆粒大小的分界是相對的，隨水流的流速大小而變化，并且三者之間還有在著相互交換的現象。

7.泥沙主要特性

（1）幾何特性：一般用直徑（粒徑）、粒徑級配曲線、平均粒徑、中值粒徑來表示

（2）重力特性：泥沙重力特性采用顆粒實體的單位體積的重力表示，稱為容重（或干容重表示）

（3）水力特性：由泥沙。顆粒在靜止的清水中均勻下沉的速度來表示，稱為沉速，符號用ω表示，單位為 cm/s。

8.泥沙的起動：河床上的泥沙在水流作用下.由靜止狀態轉變為運動狀態，這種現象稱為泥沙的起動。泥沙起動是泥沙運動和河床演變開始的臨界狀態。

9.起動流速：就是床面泥沙顆粒在各種外力作用下，失去平衡，泥沙開始運動時的水流垂線平均流速。

10.沙波運動是推移質運動的主要形式，而推移質輸沙率大小反映推移質運動的劇烈程度。11.推移質輸沙率：是單位時間內，在過水斷面中單位河槽寬度上通過的推移質質量。

12.含沙量：單位體積的水流所含懸移質的數量，稱為含沙量單位為 kg/m3

13.水流的挾抄能力：在一定的水力條件和邊界條件下，單位體積的水流，能夠挾帶的最大數量（質量），包括懸移質和推移質的全部泥沙數量，稱為水流的挾沙能力。

14、河床演變： 在天然狀況下或人類活動的干擾后，河床形態逐漸的變化，稱為河床演變。15.主流：河道中的水流，由于槽壁的限制而決定了總的流動趨勢，按總的流動趨勢運動的水流稱為主流。

16.副流：由于過水斷面形狀的改變或河灣的影響，伴隨著主流，在水流內部形成一種規摸較大的旋轉運動，這種旋轉運動的水流從屬于主流而存在，稱為副流。

1、立軸副流（回流）

2、平軸副流（滾流）

3、順軸副流（螺旋流）

18.引起河床演變的最根本的原因是輸沙的不平衡

19.影響河床演變的因素很多，主要有下列三個方面： 1 上游來沙條件，及流域的產沙數量及其組成，2 上游來水條件（流量的大小變化）河床的地質、土質 和比降為何床沿邊提供了邊界條件。沖積河床：

河相關系：處于動力平衡狀態的河流河床形態特征與流域來水來沙條件和河床組成之間的定量關系。

一般沖刷計算三個原理：1）按輸沙平衡原理建立的公式原理：若上游天然河槽斷面輸移來的泥沙量(來沙 量)較少，不足以補償橋下河流斷面被水流沖走的泥沙量(排沙量)，則橋下河流斷面的來沙呈小于水流挾沙能力，橋下斷面發生沖刷

2）按沖止流速建立的公式原理： 橋下一般沖刷停止時的垂線平均流速，稱為不沖刷流速，工程界常稱之為沖止流速。按此概念假定當橋下河槽斷面內任一垂線 的平均流速達到沖止流速時，此垂線處沖刷停止，至此，一般沖刷深度達到最大，此時的最大水深即為所求一般沖刷深度。P160

3）根據別氏假定建立的公式

橋墩局部沖刷：流向橋墩的水流受到墩身的阻擋，橋墩周圍的水流結構發生急劇變化，水流 的繞流使流線急劇彎曲，床面附近形成漩渦，劇烈掏刷橋墩迎水端和周圍的泥沙，形成局部沖刷坑

一、簡要敘述：

1、河床演變是如何形成的？

答：水流輸沙不平衡引起河床演變，上游來沙量大于河段水流挾沙能力，床面淤積；反之，上游來沙量小于河段水流挾沙能力，床面沖刷。水流和床面相互作用，形成河床演變。

2、以大中橋為例，說明建橋后河床演變的發展如何？

答：建橋后，橋墩橋臺占據了原有的過水面積，使過水斷面減小，產生斷面收縮，流速增大，水流挾 沙能力增強，對河床產生了沖刷，水流通過橋位斷面后，在橋下游過水斷面突然增大，流速降低，挾沙能力減弱，泥沙淤積，沖刷一段時間以后又使河床斷面加大，從而流速降低，挾沙能力降低，漸漸達到了水流輸沙的相對平衡。

3、橋下河床的沖刷過程如何？可分為哪幾個階段？它們形成的原因是什么？ 答：自然沖刷 ：河流在無橋梁涵洞的天然狀態下的沖刷

一般沖刷：橋孔稍下游處收縮斷面，使進入橋下河槽斷面泥沙小于橋下斷面急速水沖走的泥沙數量。

局部沖刷：橋墩橋臺周圍形成渦流對橋墩橋臺的沖刷。

4、用示意圖畫出大中橋的水流圖示。用示意圖畫出大中橋的水流圖示。答：見教材 P122。

5、在確定橋下最低沖刷線時，需要計算哪些沖刷深度？

答：需要計算設計水位、一般沖刷后的最大水深、橋臺局部沖刷深度、橋臺所在位置的平均水深、橋臺沖 刷深度。

6、沖刷有哪些類型？各是由什么原因產生的？

答：沖刷的類型有：自然沖刷、一般沖刷、局部沖刷。自然沖刷是由河流演變引起的，一般沖刷是由于斷面收縮造成的，局部沖刷是由于局部的渦流引起的，三者互不干擾。

第八章 調治構造物

一、概念：

調治構造物：調治構造物是橋梁工程的重要組成部分，主要包括各種形式的導流堤、丁壩及其他橋頭防洪工程，用以調節水流，引導水流均勻、順暢地流過橋孔，防止橋下斷面和上下游附近的河床、河岸發生不利變形，確保橋梁安全。2.導流堤的作用：使橋下水流變得順直均勻，局部沖刷也有所減少，同時增大了發生沖刷的面積并導流堤的平面線形

3.導流堤的平面線形：橢圓堤、圓曲線組合

4.丁壩常設置于橋頭引道的一側或河岸邊上，其作用在于將水流挑離橋頭引道或河岸，束河歸槽，并使泥沙在丁壩后部淤積，形成新的水邊線，以達到改變水流流向，改善流態，保護路基或河岸的目的。適用于較寬的河段，根據設計洪水位和相對壩高的關系可分為漫水丁壩和不漫水丁壩兩類。

二、簡要敘述：

1、調治構造物主要有哪些？和有什么作用？ 調治構造物主要有哪些？和有什么作用？

答：調治構造物主要包括各種形式的導流堤、丁壩及其他橋頭防洪工程。導流堤：設置導流堤后，橋下水流變得順直均勻，局部沖刷也有所減少，同時增大了發生沖刷的面積 導流堤 并降低了沖刷速度，使橋下河床的沖刷分布趨于均勻，避免橋下和橋頭出現集中沖刷。丁壩：作用在于將水流挑離橋頭引道或河岸，使壩下游的河岸或路堤免受沖刷，形成有利的水流結構 丁壩 和河床變形。不透水丁壩的長度最大不應超過河槽寬度的 15%，樁排架等組成的透水丁壩，透水性達 到 80%時，丁壩長度不得超過河槽寬度的 35%，山區河流橋頭及沿河路堤的丁壩長度不超過 10m。

第九章 小橋和涵洞孔徑計算

1.小橋、涵洞孔徑大小應根據設計流量、河床特征及河床進出口加固類型所允許的平均流速等來確定。

2.小橋涵勘測設計任務包括外業勘測和內業設計兩部分。⑴勘測前的準備工作： 地形資料、地質資料、水文資料、氣象資料、其他資料。⑵位置的選擇：應以服從路線走向，保證排水順暢和路基穩定，降低工程招架為原則。⑶小橋和涵洞的測量。⑷小橋和涵洞的類型選擇 3.水流通過小橋的可能圖式，按下游水深的大小可分為自由式出流與淹沒式出流兩種。

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

4.大中橋允許橋下河床發生一定的沖刷，一般采用天然河槽平均流速作為設計流速。小橋涵一般不允許河底發生沖刷，可以根據河床加固鋪砌的類型，選擇適當的容許流速作為設計流速。

5.橋頭路基最低標高＝河床最低點標高+H+△

橋面最低點標高＝河床最低點標 高+H+J+D 6.涵洞和小橋相比，特點是孔徑小、孔道長，河底往往具有較大的縱坡，涵前水深可以高于涵洞高度

7.水流通過涵洞的水力圖式根據涵洞出水口是否被下游水面淹沒，可分為自由式出流與淹沒式出流兩類。按涵洞進水口建筑形式不同與涵前水頭高低，水流通過涵洞可分為無壓力式、半壓力式、壓力式三種水力計算圖式。

8.水流流經全涵洞均保持自由水面，稱為無壓力式水流狀態。收縮斷面以后在整個涵洞內都具有自由水面，稱為半壓力式水流狀態。整個涵洞的斷面都充滿水流，稱為壓力式水流狀態。

9.涵洞處的路基最低高程應高出涵前水深以上至少50cm。為避免涵洞進口路基浸水和進出口流速計沖刷過大，一般不采用壓力式涵洞。

10.涵洞由洞身、洞口、基礎三個部分組成。

11.根據涵洞洞身的構造形式不同，涵洞可分為圓管涵、拱涵、蓋板涵和箱涵等。

12.涵洞洞口建筑形式必須根據涵洞類型、河床及洞口附近的地形和地質條件、水流特征等合理選擇。常見的建筑形式：八字翼墻式、錐形護坡式、一字墻護坡、跌水井式及流線型洞口、斜交涵洞洞口等

13.涵洞進出口溝床的處理：進水洞口溝床加固處理、溝床加固防護

1.影響水文循環因素：氣候因素，下墊面因素，人類活動因素

2.河川水文現象的特點：a.水文現象在時間變化上存在著準周期性和隨機性b.水文現象在空間分布上存在著地帶性和特殊性c.水文現象在時間變化和空間分布上存在著關聯性和相似性。

3.橋涵水文的研究方法：a.水文信息、數學方法與水文物理相結合的方法b.水文數理統計法c.水文成因分析法d.從定性到定量綜合集成的方法

4.河流的分段：a.河源b.上游c.中游d.下游e.河口/外流河.內流河.內陸河 5.中泓線.溪線：河流中沿水流方向各斷面最大水深點的連線。

6.分水嶺：劃分相鄰水系（或河流）的山嶺或河間高地稱為分水嶺。分水嶺最高點的連線稱為分水線。7.流域長度即流域的軸長，通常用L表示，流域長度經常用河流的干流長度代替 8.河流涇流的影響因素：氣候因素.流域的下墊面因素.人類活動因素

9.侵蝕模數：每平方公里流域地面上，每年侵蝕下來并匯入河流的泥沙噸數。10.水文資料的測驗方法：水位觀測.斷面流量..流速測量.流量測量

11.水文經驗累積頻率曲線的繪制步驟：a.將實測水文樣本系列按大小遞減順序重新排列（不論其記錄年序）。為了簡便，該系列仍記為x1>x2>x3....>xn b.計各實測值xi的頻數fi及累計頻數= fi c.按數學期望公式計算各實測值的累積頻率Pm=P(X>=xm)=.當各實測值xi的頻數fi均為1時，Pm=m/(n+1)d.將經驗頻率點據集｛（Pm,xm)|m=1.2.3.....n｝點繪制于平面坐標系中，通過這些點群的分布中心繪制一條光滑的曲線，即得該實測水文樣本系列的經驗積累頻率曲線。E.若實測系列的樣本容量n>100,也可根據工程設計要求選取的設計頻率p作為橫坐標值，在上述經驗累積頻率曲線上查得對應的縱坐標值，作為所求的設計值xp

12.水文頻率計算適線法計算步驟：a.收集水文資料系列x1.x2.x3....xn,并進行可靠性、一致性、代表性和獨立性審查。若資料系列較短，應該通過相關分析方法進行插補延長。B.按照從大到小的順序對系列排序，按照公式pm=m/(n+i)(m=1.2.3..n)計算對應于xm的經驗頻率，以經驗頻率pm為橫坐標值，排序后的變量值xm為縱坐標值，在頻率格紙上繪制經驗頻率點據。C.一般選用皮爾遜III型頻率曲線作為理論水文頻率曲線。假定一組參數x,Cv和Cs,查表或用式 xpi=x+xCv(Cs,Pi)根據點據（Pi,xpi)可得到理論水文頻率曲線，將此曲線繪制在有經驗頻率點據的圖上，看與經驗頻率點據（pm,xm)的配合情況，若不理想，則修改參數x,Cv,Cs(主要是調整Cs,有時也可調整Cv和x再次計算理論水文頻率曲線、并與經驗頻率點據比較。D.最后根據理論水文頻率曲線與經驗頻率點據的配合情況，從中選擇一條與經驗頻率點據配合較好的曲線作為采用曲線，該曲線的參數x，Cv,Cs作為總體參數的估計值。E.求指定設計頻率P的水文變量設計值xp=x+xCv(Cs,P)以及xp的抽樣誤差

F.以xp+_k 作為設計結果值，并對此結果進行合理性分析。其中k為安全系數。13.設計洪水三要素:洪峰流量、不同時段設計洪水總量及設計洪水過程線。

14.推求設計洪水的方法：a.根據流量觀測資料推求設計洪水 b.由洪水調查資料推求設計洪水 c.由暴雨資料推求設計洪水

15.計算特大洪水與一般洪水經驗頻率的方法：獨立樣本法和統一樣本法

16.成果合理性分析：a.從洪峰及其統計參數隨時間變化關系上分析 b.從洪峰及其統計參數的地區分布規律分析 c.設計洪峰流量與國內外或地區最大洪水記錄對比分析 d.與暴雨計算成果比較

17.設計洪峰流量的推求：a.直接選配頻率曲線法 b.洪峰流量的地區綜合頻率曲線法 c.歷史洪水加成法

18.暴雨資料推求設計洪水分為4步：a.暴雨資料選樣：資料需要滿足可靠性、一致性、代表性審查。B.t推求設計暴雨：根據選樣利用頻率分析法求不同歷時指定頻率的設計余量及 暴雨過程 c.推求設計凈雨：設計暴雨扣除損失就是設計凈雨，即所謂的產流計算過程。d.推求設計洪水：應用單位線等對設計凈雨進行匯流的計算，即得流域出口斷面的設計洪水。

19.橋孔長度：相應于設計洪水位時兩橋臺前緣之間的水面寬度，常以L表示

橋孔凈長：橋孔長度扣除全部橋墩寬度后的長度（沖刷系數法和經驗公式法）20.橋梁墩臺沖刷計算：分解為自然演變沖刷，橋下一般沖刷、墩臺局部沖刷。

21.河床的自然演變沖刷：a.河流發育成長過程中河床縱斷面的變形。B.河流橫向移動引起的變形 c.河段深泓線擺動引起的沖刷變形 d.在一個水文周期內，河槽隨水位、流量變化而發生的周期性的變形。22.橋下河槽的一般沖刷：建橋后壓縮水流在橋下河床斷面內發生的沖刷

23.一般沖刷深度：橋下河床在一般沖刷完成后從設計水位算起的某一垂線深度。橋梁修建前后，橋位河段和水流圖式會發生什么變化?.建橋前：由于橋位一般選在順直河段，可以看成是均勻流(各個斷面的比降、流速均相等)，任意一個斷面的輸沙存在一個動態平衡狀態。；.建橋后(1)橋位上游：在①-②之間形成了一個雍水區，水面逐漸升高△z，水面呈a1型曲線，隨著水深的增加，水面坡度i和流速v逐漸減小，水流挾沙能力減弱，不能繼續全部輸移上游到來的泥沙，因而在①-②之間逐漸沉積下來。當有導流堤時，雍水區長度較大2)橋位上端—溢流區：②-③之間，過水斷面逐漸減小(水面逐漸被壓縮呈漏斗狀)，水面坡度i及流速也相應增大，挾沙能力也逐漸增大，水中的來沙逐漸小于去沙，從而產生沖刷。溢流區長度為L~LB，LB為導流堤在橋位上游的長度。(3)橋位下端—壓縮區 ③-③’之間，水深繼續降低，由于有橋墩的阻水，水流速度繼續增大，繼續造成沖刷。(4)橋位下游—擴散區：水流逐漸擴散至天然河寬，流速逐漸變小直至恢復天然河道流速，水流的攜沙能力由大變小，在河床上從沖刷變小到出現淤積，又從淤積逐漸減小到恢復天然河道河流狀態。

試述橋孔布置的主要原則與要求：1.橋孔設計應在保證橋梁安全運營的情況下，順暢宣泄包括設計洪水在內的各級洪水的水流和泥沙，避免河床產生不利變形，保證墩臺具有足夠的穩定性，并做到經濟合理。2.橋孔設計應滿足通航、流冰、流木及其他漂流物順暢通過橋下的要求。3.橋孔設計不宜過分壓縮河道、改變水流的天然狀態。建橋后引起的流勢變化、河床變形和橋前雍水高度，應在兩岸農田、村鎮和堤防安全的允許范圍之內。4.橋孔設計應考慮橋址上下游已建成或擬建的水利工程、航道、碼頭和管線等引起的河床演變對橋孔的影響。5..橋孔布設應于天然河流斷面流量分配相適應。6.在通航和筏運的河段上，應充分考慮河床演變所引起的航道變化，將通航孔布設在穩定的航道上，必要時可預留通航孔。7.在主流深泓線上不宜布設橋墩，在斷層、溶洞等不良地段也不宜布設墩臺。8.橋孔設計時，對跨徑在50m以下的橋孔，應盡量采用標準跨徑。9.考慮施工條件和經濟效益及生態環境效益，作全面的技術經濟比較，選擇合理的橋孔設計方案。24.25.26.27.1.利用流量觀測資料推算設計流量時，需要做哪些工作？

28.答：1）取樣—年最大法；2）資料審查—可靠性、一致性、代表性審查；3）資料的插補和延長；4）特大值的調查與處理；5）點繪經驗頻率曲線；6）選用合適的理論頻率曲線—通常是P三型曲線；7）進行參數估計：分有無特大值兩種情況。1.利用流量觀測資料推算設計流量時，需要做哪些工作？8）根據估計的參數初值，做理論頻率曲線；9）適線；

10）根據適線后的參數，推算設計洪峰流量；11）對成果進行合理性分析。2.為什么要進行特大值處理？

答：1）通常情況下樣本容量小，而要推算的設計流量的頻率則是小概率事件，抽樣誤差大2）增加特大值后，可加強樣本的代表性；3）加入特大值后，必須在參數估計時有所考慮4）經過上述步驟后，推算結果的可靠性會增加。

3.有缺乏流量觀測資料時，為什么經常用到經驗公式或推理公式？

答：1）缺測流量資料是中小流域的設計洪水推算中常遇問題；2）經驗公式或推理公式利用了水文現象的地區性規律；3）兩公式雖不是理論公式，但也以理論為基礎； 4.為什么要用暴雨資料推算設計洪水？主要步驟有哪些？

答：1）與流量觀測資料比，暴雨資料更容易獲得；2）首先要推算設計暴雨—與設計洪水的頻率相同；3）設計暴雨的推算過程—與流量資料充足時推算設計洪水的過程相同；4）已知設計暴雨，經產、匯流計算，得設計洪水過程。

橋孔長度的確定應考慮哪些因素?橋孔長度的確定，應滿足排洪和輸沙的要求，保證設計洪水及其所攜帶泥沙從橋下順利通過；應滿足橋下天然或人工漂浮物的通過，保證冰凌或竹排從橋下順利通過；還應滿足橋下水面通航的要求，保證船舶或編組的駁船船隊從橋下順利通過，因此，應綜合考慮橋孔長度、橋前壅水和橋下沖刷的相互影響。

1）點繪經驗頻率曲線。將經過審核的實測水文變量由大到小排列，然后按計算其經驗頻率，并在概率格紙上點繪經驗頻率點據。

和離勢系數 的初估值。用無偏估計式估算偏態系數抽樣誤差很大，故一般取

的（2）求統計參數的初估值。按式 計算水文變量總體均值若干倍作為 的初估值。

（3）點繪理論頻率曲線。選定理論頻率曲線的線型（我國一般采用皮爾遜Ⅲ型曲線），按照統計參數的初值，應用皮爾遜Ⅲ型曲線的離均系數表（或模比系數表）求得不同頻率的水文變量（或模比系數）值，繪制初定的理論頻率曲線。

（4）配線。根據理論頻率曲線與經驗頻率點據的配合情況，對統計參數進行調整，求得與經驗頻率點據配合最好的理論頻率曲線，用以表示水文變量的概率分布。

第二篇：橋涵水文復習總結

水力學

1.水力學:研究水體平衡和運動規律及工程應用的科學 2.靜水壓力：指液體對固體壁面的作用力

3.液體平衡微分方程：此方程的物理意義是：在靜止流體中，某點單位質量流體的質量力與靜壓強的合力相平衡。

4.只有在有勢的質量力作用下，不可壓縮均質流體才能處于平衡狀態，這就是流體平衡的條件。

5.同一種靜止相連通的流體的等壓面必是水平面（只有重力作用下）自由表面、不同流體的交界面都是等壓面。

6.靜水壓強基本方程適用范圍是:重力場中連續、均質、不可壓縮流體。7.流場中液體質點通過空間點時所有的運動要素都不隨時間而變化的流動稱為恒定流；只要有一個運動要素隨時間而變化，非恒定流。8.跡線——是指某液體質點在運動過程中，不同時刻所流經的空間點所連成的線

9.流線——是指某一瞬時，在流場中繪出的一條光滑的矢量曲線，其上所有各點的速度向量都與該曲線相切。流線不能相交，不能為折線 10.流管——由流線構成的一個封閉的管狀曲面。元流——充滿以流管為邊界的一束液流。總流——在一定邊界內具有一定大小尺寸的實際流動的水流，它是由無數多個元流組成。過流斷面——與元流或總流的流線正交的橫斷面

11.均勻流是流線為彼此平行的直線;過水斷面為平面，且過水斷面的形狀和尺寸沿程不變；同一流線上不同點的流速應相等，從而各過流斷面上的流速分布相同，斷面平均流速相等；同一過水斷面上各點的測壓管水頭為一常數

12.明渠:天然河道、人工渠道統稱為明渠。13.明渠水流:明渠中流動的液體稱為明渠水流。14.明渠渠底縱向（沿水流方向）傾斜的程度稱為底坡。

15.斷面形狀、尺寸及底坡沿程不變，同時又無彎曲的渠道，稱為棱柱形渠道。斷面形狀、尺寸或底坡沿程改變的渠道，為非棱柱形渠道。16.明渠均勻流有下列特性：(1)過水斷面的形狀和尺寸、流速分布、流量和水深，沿流程都不變；(2)總水頭線、測管水頭線和渠底線都互相平行，因而它們的坡度相等

17.明渠恒定均勻流的各種特性，可見只有同時具備下述條件:(1)明渠中水流必須是恒定的，流量沿程不變；(2)明渠必須是棱柱形渠；(3)明渠的糙率必須保持沿程不變；

(4)明渠的底坡必須是順坡，同時應有相當長的而且其上沒有建筑物的順直段。

18.水力最佳斷面是濕周最小的斷面。

19.當明渠水流從緩流狀態過渡到急流狀態時，水面急劇下降的局部水力現象，稱為水跌現象

20.當明渠水流從急流狀態過渡到緩流狀態時，水面突然躍起的特殊的局部水力現象，稱為水躍現象。

21.影響臨界水深的因素：流量、斷面形狀及尺寸.影響正常水深的因素：流量、斷面形狀及尺寸、糙率、底坡 22.當正常水深恰好與臨界水深相等時的底坡，稱為臨界底坡ik 23.如果具有自由水面的明渠緩流被障壁所阻，則壁前水位壅高，水流經壁頂溢出，這種建筑物統稱為堰。

24.水經障壁的頂邊或缺口溢流的水流現象，稱為堰流 25.堰流水力特征： 堰流上游水流受阻，水位壅高，勢能增大； 在重力作用下，流經堰的水流跌落，同時受離心慣性力的作用，水流斷面收縮； 堰流過程是勢能集聚并轉化為動能的過程； 堰流由緩流向急流連續作急變流，流線發生顯著彎曲，水流內有離心慣性力； 堰流以局部水頭損失為主，可忽略沿程水頭損失。

河川水文基礎知識 1.河流:河槽和其中水流的統稱

2.橫斷面：河槽中某處垂直于流向的斷面稱為在該處河流的橫斷面。它的下界為河底，上界為水面線，兩側為河槽邊坡 3.縱斷面：沿河流深泓線切出來的斷面 4.深泓線：河道中各橫斷面最大水深點的連線 5.流域：河流兩側匯集水流的區域

6.流域特征包括：流域面積、河網密度、流域形狀、流域高度、流域方向或干流方向

7.徑流:由降水開始到到水流流經流域出口斷面的整個物理過程，稱為徑流形成過程.徑流形成劃分為降雨、流域蓄滲、坡面漫流及河槽集流四個過程

8.降水的基本要素就是描速降水的一些基本指標，主要有降水量、降水歷時,降水強度、降水面積。9.流域蓄滲:植物截留、入滲、填洼

10.坡面漫流:多余的降雨在坡面上以片狀流、細溝流的形式沿坡面向溪溝流動的現象為坡面漫流

11.河槽集流:各種徑流成分經過坡地匯流注入河網后，沿河網向下游干流出口斷面匯集的過程

12.影響徑流形成和變化的固紊主要有：氣候因素(降水、蒸發、氣溫、風、濕度)、流域下墊面因素(地理位置,地貌特征,地形特征,地質條件,植被特征)、人類活動因素(通過改變下墊面條件)13.河川徑流量：河流出口斷面的流量；某時段內的河水總量 14.水文資料的收集 1 水文站觀測資料 洪水調查

訪問、調查洪痕 3 文獻考證

水文統計原理

1.確定橋涵使用期限內，河流中可能發生的一定概率洪水的洪峰流量及其相應的水位和流速，分別為橋涵設計流量、設計水位、設計流速 2.水文現象的特性:不重復性(隨機性);周期性;地區性.3.水文現象分析方法:成因分析法,地區歸納法,數理統計法.4.重現期：表示該變量大約平均在多少年內出現一次。單位：年 5.由實測資料繪制的頻率曲線稱為經驗頻率曲線。

具有一定數學形式的頻率曲線，通常被稱為“理論”頻率曲線。6.變量之間近似的或平均的關系稱為相關，研究這種關系的方法，稱為相關分析

7.設計流量：是指相應于設計洪水頻率的洪峰流量（m3/s）。8.設計水位：橋位計算斷面上通過設計流量相應的水位，稱為設計水位（m）。

9.設計流速：設計流量通過時橋位斷面的河槽平均流速（m/s）。10.為什么要進行特大值的處理？

通過特大值處理，可以延長系列資料，增強系列的代表性，減少各參數值的抽樣誤差，從而提高計算成果的穩定性和可靠性。

一般同時采用三種來源的資料：水文站觀測資料、參證站插補和延長資料、調查洪水和文獻考證資料。

11.實測期：把水文站觀測資料的年限稱為實測期（包括由參證站實測資料相關分析插補延長的資料）。

調查期：調查洪水的最遠年份到實測完畢的年限。（包括實測期）考證期：文獻考證到的最遠年份到實測完畢的年限。（包括調查期）

大中橋孔徑計算

1.大中橋孔的水力計算特點是按自由出流情況，并允許橋下有一定的沖刷.大中橋的橋下河床一般不加護砌而允許有一定的沖刷。

建橋河段的沖刷計算

1.大中橋水力計算的三大基本內容是橋長、橋面最低標高及墩臺基礎最小埋置深度。河床沖刷計算則為合理確定墩臺的最小埋置深度。2.天然河流在河水、泥沙及河流所經河段斷面形態的綜合影響下會產生自然演變沖刷；建橋后，由于多個橋梁構筑物壓縮河床，使橋下過水斷面積減小，會引起橋下斷面的一般沖刷；多個橋墩合立于水中。局部干擾了橋下水流及泥沙的運行規律，從而在墩臺周邊形成了水流及泥沙運動的變異，會引起橋下斷面墩臺周邊河床的局部沖刷。3.橋梁墩臺沖刷計算主要依據是橋位斷面的水流、泥砂及河床狀況。4.平原順直型河段，可取橋位上游附近的最大水深斷面作為計算斷面；

平原彎曲型河段，可取橋位上游附近河灣半徑最小的河灣頂點斷面作為計算斷面；

游蕩型和變遷型河段，應取橋位附近若干河床斷面重疊后的外包線作為計算斷面；

山區河段的河床斷面變形不大，可取橋位斷面作為計算斷面。5.自然演變沖刷:河段在不修建跨河構筑物情況下僅在自然力作用下引起的河床天然沖刷

6.一般沖刷:由于橋孔壓縮河床，橋下過水面積減小，從而引起橋下流速的增大。水流挾沙能力也隨之增大。造成整個橋下斷面的河床沖刷 7.橋下水流斷面面積增大到橋下流速等于河槽天然流速時，沖刷就停止了同一垂線處，沖刷后的水深與沖刷前的水深成正比。橋下一般沖刷停止時的垂線平均流速稱為沖止流速。

8.粘性土的抗沖刷能力決定于粘結力的大小，粘結力越大，河床土的抗沖刷能力越強。

粘性土的沖止流速與液性指數的大小成反比關系。粘性土的沖止流速與孔隙比的大小成反比關系。

9.橋下河槽斷面達到輸沙平衡，沖刷隨之停止，一般沖刷深度達最大 10.影響橋下斷面一般沖刷深度的主要因素：單寬流量集中系數K’；橋墩水流側向壓縮系數μ；洪水含沙量系數E；建橋后橋下流量 11.沖刷坑外緣與沖刷坑底的最大高差稱為最大局部沖刷深度hb。影響因素：涌向橋墩的流速、橋墩寬度、橋墩形式、墩前水深及床沙粒徑等。

12.由設計水位減去總沖刷深度，就是橋梁墩臺處河槽的最低沖刷線標高

小橋涵設計

1.小橋涵勘測設計內容；小橋涵位置的選擇；小橋涵的勘測與調查；小橋涵類型選擇與布置

2.在公路排水設計中，平原地區公路小橋涵的數量平均每公里有1～ 3道，山區每公里有3～5道

3.多孔跨徑8m≤L≤30m，單孔標準跨徑5m≤L≤20m時，稱為小橋；多孔跨徑L<8m，單孔標準跨徑Lo<5m時，稱涵洞。對于圓管及箱涵，不論管徑或跨徑大小，孔數多少，均稱為涵洞。4.小橋涵的設計原則有

1．符合安全、經濟、適用、美觀的統一；適應公路等級標準、任務及未來的發展，2．因地制宜，就地取材，便于施工養護。

3．密切配合當地農田水利，滿足農田排灌要求，避免淹田、毀田、破壞排灌系統。

4.明涵：洞頂不填土或填土小于0.5m，適用于低路堤涵洞。

暗涵：洞頂填土高度大于0.5m，適用于高路堤涵洞。

按水力性能分類

1)無壓涵洞；洞內水流具有自由表面，其入口水深低于進口高度，2)半壓涵洞：水流僅封閉洞口，洞內仍為無壓流。

3)有壓涵洞；入口水深大于洞口高度，全涵為有壓流。常見的倒虹吸管亦屬此類。

5.大中橋允許河床在建橋后發生一定沖刷，一般采用天然河槽平均流速作為設計流速。小橋涵一般不允許橋的河床或涵底發生沖刷，但通常允許有較大的壅水高度。由于小橋涵河床或涵底面積較小，可以采用人工加固河床的方法來提高水流通過河床的允許流速，以達到適當縮減孔徑的目的。

6.小橋涵孔徑計算中需考慮的問題 ：

1．橋下允許不沖刷流速

2．橋前允許雍水高度

第三篇：橋涵水文復習總結

第二章 河川徑流

一、概念：

橋涵水文學：水文學的分支之一，主要研究與道路橋梁有關的水文現象的科學。

地面徑流：降落到到地面上的水，除掉損失一部分外，在重力作用下沿一定方向和路徑流動，這種水流稱為地面徑流

河谷：河水流經的谷地。

河床：河谷底部有水流的部分。河川徑流：受重力作用沿河床流動的水流

河流：地面徑流長期侵蝕地面，沖成溝壑，形成溪流，最后匯集而成河流。

河(水)系：脈絡相通的大小河流所構成的系統，稱為河系。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

標準基面：我國統一采用青島附近黃海海平面作為標準基面。

一般的天然河流，從河源到河口可以按照河段的不同特性，劃分為上游、中游和下游三個部分。

上游是河流的最上端緊接河源，多處于深山峽谷中，坡度流急，河谷下切強烈,流量小而水位變化大，常有急灘或瀑布，河底縱斷面多呈階梯形。

中游是河流的中間段，兩岸多為丘陵，河床比降較平緩，兩岸常有灘地，沖淤變化不明顯，河床較穩定。

下游是河流的最下端，一般多處于平原區，下游河槽寬闊，流量較大，流速和底坡都較小，淤積作用明顯，淺灘和河灣較多。

河流的基本特征

一般用河流斷面、河流長度及河流比降來表示.一）河流斷面 有橫斷面和縱斷面。垂直于水流方向的斷面稱為河流橫斷面。橫斷面內，自由水面高出某一水準基面的高程，稱為水位。河流的縱斷面是指河流最大水深點的連線（深泓線）的斷面。河流縱斷面能表示河床的沿程變化。

二）河流比降：任意河段兩端的高程差與其長度之比稱為該河段的縱比降。三）河流長度 從河源到河口的距離。流域：降落到地面上的水，被高地、山嶺分隔而匯集到不同的河流中，這些匯集水流的區域，稱為某河流的流域。

1)分水嶺：劃分相鄰水系的山嶺或河間高地。2)分水線：分水嶺最高點的連線（山脊線）。流域的特征

① 幾何特征：主要是流域面積和流域形狀。② 自然地理特征：主要指流域的地理位置和地形 根據流域的地形特征分為山區河流和平原河流。

山區河流：流域內坡面陡峻，巖石裸露，匯流時間段，降雨強度大，以致洪水暴漲暴落，河流比降大，流速大，水流流態紊亂，存在回流、漩渦、跌水、水躍。

平原河流：形成時主要表現為水流的堆積作用，形成深厚的沖積層。有廣闊的河灘，洪水時河灘被淹沒，中枯水時則裸露處水面。平原河流按平面形狀和演變過程，分為四種類型的河段：順直微彎型、彎曲 型、分叉型、散亂型。

流域內自降水開始到雨水流過出口斷面的整個物理過程稱為徑流形成過程。

一般將這一過程分為四個階段：降雨過程—流域蓄滲過程—坡面漫流過程— 河槽集流過程。影響徑流的主要因素： 氣候因素和下墊面因素。

氣候因素：降雨 蒸發。

下墊面因素：流域的地形、土壤、地質、植被、湖泊等。

水量補給的基本來源：雨源類、雨雪源類（華北東北西北）、冰雪源類（西北 新疆 青海）。水文測驗：步驟

1、水位觀測

2、流速測驗

3、流量計算

水文資料的來源主要有三方面：1）水文站觀測資料2）洪水調查資料3）文獻考證資料

二、簡要敘述：

1、山區河流與平原河流的主要區別？ 山區河流與平原河流的主要區別？

答：山區河流匯流時間短，水位和流量變幅極大，比降大，河谷斷面為發育不完全的“V”字形或“U”字 形。平原河流匯流時間長，水位變化小，比降小，河流形成主要表現為水流的堆積作用，形成沖擊層，河谷多為發育完全的形態。

2、描述河川徑流的主要過程。影響徑流的主要因素？ 答：主要過程分為四個步驟：

（1）降雨過程：降雨是形成地面徑流的主要因素，降雨的變化過程直接決定徑流過程的趨勢，降雨 過程是徑流形成過程的重要環節。

（2）流域滲蓄過程：植物截留、入滲和填洼的整個過程稱為流域滲蓄過程，對降雨徑流而言，稱為損失。

（3）坡面漫流過程：波域滲蓄過程完成以后，剩余雨水沿著坡面流動，稱為坡面漫流，最終會形成 全流域的坡面漫流。

（4）河槽集流過程：坡面漫流的雨水匯入河槽后，順著河道由小溝到支流，由支流到干流，最后到 達流域出口斷面，這個過程稱為河槽集流。以上四個步驟是同時交錯進行的。

主要因素（了解）：①氣候因素：降雨，蒸發 ②下墊面因素 ③人類活動因素。

3、選擇河道斷面時應該注意哪些問題？ 選擇河道斷面時應該注意哪些問題？

答：形態斷面應選在近似于均勻流的河段上，一般要求河道順直、河流通暢、河床穩定、河灘較小、河灘 與河槽的洪水流向一致，無河灣、河汊、沙洲等現象。

4、請繪出一個典型的河流斷面。請繪出一個典型的河流斷面。答：P16 圖 2-1-2

第三章 水文統計的基本原理

一、概念：

水文現象的特性：周期性、地區性、不重復性(隨機性)。

水文現象的分析方法：1）成因分析法 2）地區歸納法 3）數理統計法。

頻率與幾率不同： 幾率是隨機事件在客觀上出現的可能程度，理論值。頻率是利用有限的試驗結果推算得到的。試驗次數無限多時，頻率趨向于幾率。

經驗頻率曲線：根據水文統計樣本的實測水文資料系列，計算各項隨機變量的經驗頻率，點繪經驗頻率與其對應的隨機變量大小的曲線。

水文統計中常用的統計參數有三個：均值 X、變差系數 Cv、偏差系數 Cs。

二、簡述

1、河流水文現象有哪些特性？相應的應該用什么研究方法？ 河流水文現象有哪些特性？相應的應該用什么研究方法？

答：河流水文現象的特性有：周期性、地區性、不重復性（隨機性）。水文現象的研究方法有：成因分析法：通過水文現象的物理成因以及同其他自然現象有關的因素之間的關系，分析水文現象的規律。地區歸納法：結合地區特點，利用實測水文資料進行綜合歸納分析，尋找水文現象、水文要素區域性分布規律，建立地區性水文因素計算公式、圖表或等值線圖，供生產使用。數理統計法（水文統計法）：對實測水文資料進行數理統計分析，尋求其統計規律。

2、什么是經驗頻率曲線？如何繪制？

答：根據水文統計樣本的實測水文資料系列，計算各項隨機變量的經驗頻率，點繪經驗頻率與其對應的隨 機變量大小的曲線，稱為該樣本的經驗頻率曲線。以經驗頻率為橫坐標，水文觀測值 x 為縱坐標，根據系列內的各個變量及其對應的經驗頻率，在坐標紙上繪出經驗頻率點，再依點群的趨勢，目估描繪成一條光滑曲線，這條曲線就稱為經驗頻率曲線 維泊爾公式： P=

4、相關分析法的注意事項、使用條件是什么？ 相關分析法的注意事項、使用條件是什么？ 答：根據某些主要影響因素，找出其變量之間的近似關系或平均關系，然后，進行分析計算，在數理統計 中，把這種變量之間近似的或平均的關系，就成為相關，把研究這種關系的方法稱為相關分析。使用條件及注意事項：（1）前提，二者在成因上要有聯系。（2）樣本容量盡量大。（3）相關系數要有一定的范圍取值。

1、利用流量觀測資料推算設計流量

第四章 設計洪水流量

三種方法：

2、應用地區經驗公式推算

3、推理公式和經驗公式

一、概念：

設計洪水流量：采用規定的某一洪水設計頻率，推算設計洪水頻率相應洪水的洪峰流量。設計水位：

橋位計算斷面上通過設計流量時相應的水位(m)設計流速：

設計流量通過時橋位斷面的河槽平均流速(m/s)

二、簡要敘述：

1、請敘述利用流量觀測資料推算設計流量的主要步驟。

答：

1、三性審查（可靠性、一致性、代表性）

2、資料的插補與延長

3、特大洪水的調查與考證

4、特大值處理

5、做經驗頻率曲線

6、做理論頻率曲線

7、適線

8、求設計洪水

9、成果的合理性分析（地區性規律分析、與其他方法的計算結果相互檢驗）

2、什么是適線法？試述其一般步驟。

答：適線法：以經驗點距為基礎，在一定適線準則下，求解與經驗點據擬合最佳的頻率曲線參數。一般步驟：將已知的隨機變量系列，按大小遞減次序排列，計算各項變量的經驗頻率，并在幾率格紙上繪出經驗頻率點，必要時也可以目估繪出經驗頻 率曲線。應用距法公式計算均值 Q 和變差系數 C V ,并假設 C S = m ? C V，在我國一般取 m=2~4，在同一張機率格紙上，會出理論頻率曲線。觀察理論頻率曲線和經驗頻率曲線的符合程度，反復調整統計參數，直到兩者符合得最好為止，即可確定統計參數 Q、C V 和 C S 的取值及采用的理論頻率曲線。

3、什么是特大值處理？為什么要進行特大值處理？

答：特大值是指比多年平均值三倍以上的值。在統計計算中，不能把這些特大值與其他數值同等對待，而需要進行適當地處理或調整，即所謂的特大值處理。理由：通過特大值的處理，考慮了特大洪水的影響，可以起到延長系列的作用，能增強系列的代表性，減少各參數值的抽樣誤差，提高計算結果的穩定性和可靠性。

第六章 大中橋孔徑計算

一、概念：

大中橋的孔徑計算，主要是根據橋位斷面的設計流量和設計水位，推算橋孔的 最小長度和橋面中心最低標高，為確定橋孔設計方案，提供設計依據。橋位河段水流圖示：用圖示定性表示建橋前后橋位河段水流和泥沙的變化，用來幫助指導計算橋梁孔徑和橋面標高。

別列柳伯斯基假設：該假設認為橋下流速達到天然河槽平均流速時，橋下沖刷即停止，而且同一垂線處，沖刷后的水深與沖刷前的水深成正比，適用于穩定性河段的河槽。

橋孔凈長：設計水位以上兩橋臺之間的水面寬度稱為橋孔長度，以 L 表示。扣除全部橋墩寬度后稱為橋孔凈長。

我國橋孔長度的計算方法有沖刷系數法和經驗公式法。

二、簡要敘述：

1、大中橋孔徑計算的兩種方法是什么？

答：沖刷系數法：基于別氏假設，分析建橋前后沖刷變化，引用橋位斷面的設計流量和設計水位，依據 水流連續性原理，引入沖刷系數法，推到出計算孔徑公式。

橋孔凈長度經驗公式法：工作人員根據地區性特點，根據工作經驗，以一定的理論依據，應用數理統計法，得到簡化公式。

2、簡述沖刷系數法的基本思路。

答：利用橋位斷面的設計流量 Qs 和設計水位 Hs，根據水力學的連續性原理，求出橋下順利宣泄設計洪水 時所需要的最小過水面積，用以確定橋空的最小長度。沖刷后的橋下過水面積，是沖刷前的 P 倍，P 即沖刷系數。公式推導見 P131——132。

3、大中橋面標高由哪幾部分組成？都如何確定？ 大中橋面標高由哪幾部分組成？都如何確定？

4、橋孔的布置原則 ：

1、選穩定河段

2、建橋前后盡量保持與天然河流流量的分配不變

3、與其他水工建筑物的相互影響因素 4、與其他水利設施的相互配合 5、標準跨位

6、地理條件好的河段 7、進行徑流技術分析

5、確定大中橋面最低標高時，應考慮哪些因素（區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 橋墩和橋臺的沖刷

1、橋墩和橋臺沖刷一般包括三部分:河床自然（演變）沖刷、橋下河床全斷面內發生的一般沖刷、橋墩周圍水流結構發生急劇變化而引起的河床局部沖刷。

2、泥沙分類：按河槽內運動形式和性質不同，分為懸移質和推移質兩類。3.懸移質：在一定的水流條件下，泥沙處于運動狀態、顆粒較細的泥沙被水流中的漩渦帶起，懸浮于水中向下游運動，這種泥沙稱為懸移質。

4.推移質：顆粒稍大的泥沙.則在河床表面上滾動、滑動或跳躍著向下游移動，前進的速度遠遠小于水流的流速，這種泥沙稱為推移質。

5.床沙：比推移質穎粒更大的泥沙，則下沉到河床上靜止不動，稱為床沙。

6.懸移質，推移質和床沙之間顆粒大小的分界是相對的，隨水流的流速大小而變化，并且三者之間還有在著相互交換的現象。7.泥沙主要特性

（1）幾何特性：一般用直徑（粒徑）、粒徑級配曲線、平均粒徑、中值粒徑來表示

（2）重力特性：泥沙重力特性采用顆粒實體的單位體積的重力表示，稱為容重（或干容重表示）

（3）水力特性：由泥沙。顆粒在靜止的清水中均勻下沉的速度來表示，稱為沉速，符號用ω表示，單位為 cm/s。

8.泥沙的起動：河床上的泥沙在水流作用下.由靜止狀態轉變為運動狀態，這種現象稱為泥沙的起動。泥沙起動是泥沙運動和河床演變開始的臨界狀態。

9.起動流速：就是床面泥沙顆粒在各種外力作用下，失去平衡，泥沙開始運動時的水流垂線平均流速。

10.沙波運動是推移質運動的主要形式，而推移質輸沙率大小反映推移質運動的劇烈程度。11.推移質輸沙率：是單位時間內，在過水斷面中單位河槽寬度上通過的推移質質量。

12.含沙量：單位體積的水流所含懸移質的數量，稱為含沙量單位為 kg/m3

13.水流的挾抄能力：在一定的水力條件和邊界條件下，單位體積的水流，能夠挾帶的最大數量（質量），包括懸移質和推移質的全部泥沙數量，稱為水流的挾沙能力。

14、河床演變： 在天然狀況下或人類活動的干擾后，河床形態逐漸的變化，稱為河床演變。15.主流：河道中的水流，由于槽壁的限制而決定了總的流動趨勢，按總的流動趨勢運動的水流稱為主流。

16.副流：由于過水斷面形狀的改變或河灣的影響，伴隨著主流，在水流內部形成一種規摸較大的旋轉運動，這種旋轉運動的水流從屬于主流而存在，稱為副流。

1、立軸副流（回流）

2、平軸副流（滾流）

3、順軸副流（螺旋流）

18.引起河床演變的最根本的原因是輸沙的不平衡

19.影響河床演變的因素很多，主要有下列三個方面： 1 上游來沙條件，及流域的產沙數量及其組成，2 上游來水條件（流量的大小變化）河床的地質、土質 和比降為何床沿邊提供了邊界條件。沖積河床：

河相關系：處于動力平衡狀態的河流河床形態特征與流域來水來沙條件和河床組成之間的定量關系。

一般沖刷計算三個原理：1）按輸沙平衡原理建立的公式原理：若上游天然河槽斷面輸移來的泥沙量(來沙 量)較少，不足以補償橋下河流斷面被水流沖走的泥沙量(排沙量)，則橋下河流斷面的來沙呈小于水流挾沙能力，橋下斷面發生沖刷

2）按沖止流速建立的公式原理： 橋下一般沖刷停止時的垂線平均流速，稱為不沖刷流速，工程界常稱之為沖止流速。按此概念假定當橋下河槽斷面內任一垂線 的平均流速達到沖止流速時，此垂線處沖刷停止，至此，一般沖刷深度達到最大，此時的最大水深即為所求一般沖刷深度。P160

3）根據別氏假定建立的公式

橋墩局部沖刷：流向橋墩的水流受到墩身的阻擋，橋墩周圍的水流結構發生急劇變化，水流 的繞流使流線急劇彎曲，床面附近形成漩渦，劇烈掏刷橋墩迎水端和周圍的泥沙，形成局部沖刷坑

一、簡要敘述：

1、河床演變是如何形成的？

答：水流輸沙不平衡引起河床演變，上游來沙量大于河段水流挾沙能力，床面淤積；反之，上游來沙量小于河段水流挾沙能力，床面沖刷。水流和床面相互作用，形成河床演變。

2、以大中橋為例，說明建橋后河床演變的發展如何？ 答：建橋后，橋墩橋臺占據了原有的過水面積，使過水斷面減小，產生斷面收縮，流速增大，水流挾 沙能力增強，對河床產生了沖刷，水流通過橋位斷面后，在橋下游過水斷面突然增大，流速降低，挾沙能力減弱，泥沙淤積，沖刷一段時間以后又使河床斷面加大，從而流速降低，挾沙能力降低，漸漸達到了水流輸沙的相對平衡。

3、橋下河床的沖刷過程如何？可分為哪幾個階段？它們形成的原因是什么？ 答：自然沖刷 ：河流在無橋梁涵洞的天然狀態下的沖刷

一般沖刷：橋孔稍下游處收縮斷面，使進入橋下河槽斷面泥沙小于橋下斷面急速水沖走的泥沙數量。

局部沖刷：橋墩橋臺周圍形成渦流對橋墩橋臺的沖刷。

4、用示意圖畫出大中橋的水流圖示。用示意圖畫出大中橋的水流圖示。答：見教材 P122。

5、在確定橋下最低沖刷線時，需要計算哪些沖刷深度？

答：需要計算設計水位、一般沖刷后的最大水深、橋臺局部沖刷深度、橋臺所在位置的平均水深、橋臺沖 刷深度。

6、沖刷有哪些類型？各是由什么原因產生的？

答：沖刷的類型有：自然沖刷、一般沖刷、局部沖刷。自然沖刷是由河流演變引起的，一般沖刷是由于斷面收縮造成的，局部沖刷是由于局部的渦流引起的，三者互不干擾。

第八章 調治構造物

一、概念：

調治構造物：調治構造物是橋梁工程的重要組成部分，主要包括各種形式的導流堤、丁壩及其他橋頭防洪工程，用以調節水流，引導水流均勻、順暢地流過橋孔，防止橋下斷面和上下游附近的河床、河岸發生不利變形，確保橋梁安全。

2.導流堤的作用：使橋下水流變得順直均勻，局部沖刷也有所減少，同時增大了發生沖刷的面積并導流堤的平面線形

3.導流堤的平面線形：橢圓堤、圓曲線組合

4.丁壩常設置于橋頭引道的一側或河岸邊上，其作用在于將水流挑離橋頭引道或河岸，束河歸槽，并使泥沙在丁壩后部淤積，形成新的水邊線，以達到改變水流流向，改善流態，保護路基或河岸的目的。適用于較寬的河段，根據設計洪水位和相對壩高的關系可分為漫水丁壩和不漫水丁壩兩類。

二、簡要敘述：

1、調治構造物主要有哪些？和有什么作用？ 調治構造物主要有哪些？和有什么作用？

答：調治構造物主要包括各種形式的導流堤、丁壩及其他橋頭防洪工程。導流堤：設置導流堤后，橋下水流變得順直均勻，局部沖刷也有所減少，同時增大了發生沖刷的面積 導流堤 并降低了沖刷速度，使橋下河床的沖刷分布趨于均勻，避免橋下和橋頭出現集中沖刷。丁壩：作用在于將水流挑離橋頭引道或河岸，使壩下游的河岸或路堤免受沖刷，形成有利的水流結構 丁壩 和河床變形。不透水丁壩的長度最大不應超過河槽寬度的 15%，樁排架等組成的透水丁壩，透水性達 到 80%時，丁壩長度不得超過河槽寬度的 35%，山區河流橋頭及沿河路堤的丁壩長度不超過 10m。

第九章 小橋和涵洞孔徑計算

1.小橋、涵洞孔徑大小應根據設計流量、河床特征及河床進出口加固類型所允許的平均流速等來確定。

2.小橋涵勘測設計任務包括外業勘測和內業設計兩部分。⑴勘測前的準備工作： 地形資料、地質資料、水文資料、氣象資料、其他資料。⑵位置的選擇：應以服從路線走向，保證排水順暢和路基穩定，降低工程招架為原則。⑶小橋和涵洞的測量。⑷小橋和涵洞的類型選擇 3.水流通過小橋的可能圖式，按下游水深的大小可分為自由式出流與淹沒式出流兩種。自由式出流，下游的天然水深 ht＜=l.3hk。淹沒式出流，下游的天然水深 ht>l.3hk。

4.大中橋允許橋下河床發生一定的沖刷，一般采用天然河槽平均流速作為設計流速。小橋涵一般不允許河底發生沖刷，可以根據河床加固鋪砌的類型，選擇適當的容許流速作為設計流速。

5.橋頭路基最低標高＝河床最低點標高+H+△

橋面最低點標高＝河床最低點標 高+H+J+D 6.涵洞和小橋相比，特點是孔徑小、孔道長，河底往往具有較大的縱坡，涵前水深可以高于涵洞高度

7.水流通過涵洞的水力圖式根據涵洞出水口是否被下游水面淹沒，可分為自由式出流與淹沒式出流兩類。按涵洞進水口建筑形式不同與涵前水頭高低，水流通過涵洞可分為無壓力式、半壓力式、壓力式三種水力計算圖式。

8.水流流經全涵洞均保持自由水面，稱為無壓力式水流狀態。收縮斷面以后在整個涵洞內都具有自由水面，稱為半壓力式水流狀態。整個涵洞的斷面都充滿水流，稱為壓力式水流狀態。

9.涵洞處的路基最低高程應高出涵前水深以上至少50cm。為避免涵洞進口路基浸水和進出口流速計沖刷過大，一般不采用壓力式涵洞。

10.涵洞由洞身、洞口、基礎三個部分組成。

11.根據涵洞洞身的構造形式不同，涵洞可分為圓管涵、拱涵、蓋板涵和箱涵等。

12.涵洞洞口建筑形式必須根據涵洞類型、河床及洞口附近的地形和地質條件、水流特征等合理選擇。常見的建筑形式：八字翼墻式、錐形護坡式、一字墻護坡、跌水井式及流線型洞口、斜交涵洞洞口等

13.涵洞進出口溝床的處理：進水洞口溝床加固處理、溝床加固防護

第四篇：答案 大工13春《橋涵水文》大作業

網絡教育學院

《橋涵水文》大作業

學習中心： 陜西商洛奧鵬學習中心層次：專升本專業：土木工程（道橋方向）年級：2013年 秋 季學號：121361404640學生：宋潔輔導教師：楊穎完成日期：2014年2月20日

大工13春《橋涵水文》大作業 題目二：計算題

某水文站有22年的年最大流量觀測資料，并已知其統計參數CV?0.37，CS?0.17，計算Q、CV、CS和Q1%的抽樣誤差，以及第一項的經驗頻率P1的抽樣誤差。（K1%=1.91，B=2.9）

解：（1）CV的抽樣誤差：

?cv?= 0.056?1.08=0.06

1（2）CS的抽樣誤差：

?Cs?

（3）Q的抽樣誤差

根據經驗頻率分析方法：由實測系列外特大值經驗頻率：P＝M/(N+1)；實測系列內其它項經驗頻率：Pm=P +(1-P)×(m-L)/(n-L+1)得出經驗頻率計算表，經驗頻率點群點繪于海森幾率格紙上，目估通過點群分布中心，并兼顧到特大值作曲線，得到經驗頻率曲線。

查表得，當CS＝0.17時，P1＝5%,Ф1=1.88

P2=50%, Ф2=-0.16, P3=95%, Ф3=-1.32公式：Q=(Q3× Ф1 －Q1× Ф3）/（Ф1 － Ф3）＝[970×1.88－3120×（－1.32）]/[1.88－（－.32）]＝1857 m3/s?

Q的抽樣誤差計算公式為：???Q=0.36 ?

（4）Q1%的抽樣誤差

要求Q1%的抽樣誤差，必須先計算Q1%?Q(1??1Cv)中的?1，根據公式：?1?

??K1%?11.91?1??2.46； Cv0.37Q1%?Q(1??1Cv)=3863 m3/s

由抽樣誤差的計算公式：

?Q?1%B=0.02

4根據上面的計算，通過查表的經驗頻率P1的抽樣誤差為0.05.題目三：查閱相關資料，談談橋梁與環境有什么關系？人們應如何處理好這些關系？（可列舉工程實例，建議必要處附圖片說明。）

橋梁與環境關系

1.橋梁形態與周圍環境的協調

單身橋梁作為環境的一部分，應該按照不同的地形和地貌地理環境選擇不同的橋梁形態，從而與環境達到一種和諧，才能保護自然之美，也才能創造橋梁之美。一般情況下建筑物是否需要和周圍的環境相協調，不同的人是有不同的看法。有人認為，假如是重要的建筑物，就可以突出于環境之中，而且不須受環境的約束。何況橋梁技術發展到今天。人們已不再僅僅只從工程技術的觀點出發來設計和評價橋梁，還必須考慮到技術中人的因素，即人的能力與環境以及工程技術與美學的協調關系，也就是考慮橋梁美學與環境協調的關系。

在橋梁美學中，協調處理分為本身的協調，即“個體協調”，和橋梁與環境的協調，即“公共協調”兩類。“美就是和諧”已被中外 學者所認 同，而“和諧”又是“協調 這一手段所達到的效果和目的。環境協調是指橋梁與建橋地點的自然環境、城鎮環境、臨近建筑物及附近其它橋梁的相互協調關系。

橋梁和橋梁建筑地點 的空問環境(包括 自然地理環境、社會人文環境、歷史文化環境、技術經濟環境和規劃建設環境)一起處在人們生活空問之中，構成整體景觀。它既影響著環境，又給人們生活帶來變化。

2.橋梁與人的景觀協調關系

橋梁結構不 同于其他結構，其三維空 間特點全部在人的視覺之內，沒有什么隔斷和封蓋。人們視覺移動過程中，必然引起橋 梁各結構部分 空間關系形象的變化。所以橋梁景觀研究的是人對橋的視覺感受，而這種感受與人對橋的動態與距離有密切的關系。

人與橋的動態關系。無論乘車過橋、步行渡橋還是橋上眺望，燈柱、塔、欄桿、路面、索等結構設施均帶給人們視覺上的變化。遠視時橋梁給人們以整體形態的纖細、輕巧、優美，近看時又以優美的欄桿造型、精巧的做工、寬闊的橋面等給人親切的感受。置身于動態的橋梁之上，不僅使人感到振奮與生動，更使人感到安全、便利、舒適和優美。眺望橋梁時，橋梁與環境的整體形象映入我們的眼簾，這時視域內的整體景觀成為心理感受的重點，不論視點是靜止的還是運動的，只有橋梁形態美與周圍環境的協調才能給觀者帶來美的享受。

人與橋的距離關系。橋橋景觀感受與人相對橋梁的距離有很大關系，按距離不同可分為遠景、中景、近景和可觸摸景．其對橋梁的美學效果有不同的要求。

西安的灞河橋，全橋長420余米，1934年建成后歷經幾次大洪水考驗未毀，2002年6月9日，卻在較小（約500m3/s）的一次洪水過程中毀壞，因為下游河道的無序采砂，造成河床畸形嚴重下切，致使自上世紀70年代以來到水毀時30年中，床面下降11.79m，造成全橋被毀。

第五篇：課程：《水力學與橋涵水文》

課程：《

水力學與橋涵水文》

得分

一、填空題（共20小題，每空1分）

1．明渠均勻流的主要特征之一中的三線平行是指

總水頭

線、測壓管水頭

線，和

渠

底

線。

2．按運動要素是否隨時間變化將流動分為

恒定

流和

非恒定

流。

3．描述流體運動的兩種方法是

拉格朗日

和

歐拉法。

4．液體流動所受阻力通常分為

沿程阻力、局部阻力。

5．以

工程大氣壓Pa

壓強為零起算的叫相對壓強；以

絕對真空

壓強為零起算的叫絕對壓強。

6．水文資料的收集一般應滿足一致性、代表性、可靠性和

獨立性。

7．欲使水力最優梯形斷面渠道的水深和底寬相等，則渠道的邊坡系數m應為

0.75。

8．現行水文統計常用的頻率分析方法有

求矩適線法、三點適線法、矩法。

9．河床演變的最根本原因是

河流泥沙的沖淤變化。

10．洪水的三要素是

洪峰流量、洪水流量

和

洪水過程。

得分

二、判斷題（共15分，每小題1分）

1.曲面上靜水總壓力的鉛直分力的大小等于壓力體的體積。

×

2.恒定流時的流線與跡線二者重合。

√

3.有壓管道的測壓管水頭線只能沿程降低。

×

4.工業管道的沿程摩阻系數λ在紊流粗糙區隨Re增加而增加。

×

5.橋下沖刷計算包括河床演變沖刷、河床一般沖刷和橋墩局部沖刷。

√

6.均勻流的同一過水斷面上，各點流速相等。

×

7.當矩形的水力半徑等于水深時，該矩形斷面即為水力最佳斷面。

×

8.邊界層內的液流是紊流，邊界層外的液流是層流。

×

9.在流量和渠道斷面形式一定的條件下，躍前水深越大，躍后水深也越大。

×

10.明渠水流，從緩流過渡到急流將發生水躍。

×

11.河流泥沙的幾何特征用粒徑來表示，當用與泥沙顆粒同體積的球體直徑表示時，稱為等容粒徑。

√

12.橋梁墩臺沖刷計算的基本依據是沖止流速。

√

13.重現期是指等量或超量值隨機變量在多年觀測中平均多少年或多少次可能再現的時間。

×

14．渠道內為均勻流動時沿程不變的斷面水深稱為臨界水深。

×

15．自然界中各種現象的近似關系稱為相關關系，水文現象的相關關系多屬完全相關。×

得分

三、選擇題（共10分，每小題2分）

1．伯諾里方程中的勢能是（B）。

A．

B．

C．

D．

2．若水力最優矩形斷面的水深為1.2米，其寬度為（D）

A．0.6m

B．1.2m

C．1.8m

D．2.4m

3．圖示容器中有兩種液體，密度r2

r1，則

A、B

兩測壓管中的液面必為（B）

A．B管高于A管

B．A管高于B管

C．AB兩管同高

D．不能確定

4．一個工程大氣壓相當于（B）m水柱高。

A．9.8

B．10

C．98

D．1000

5．沿程水頭損失與斷面平均流速的二次方成正比的水流屬（D）

A．層流區

B．紊流水力光滑區

C．紊流過渡區

D．紊流水力粗糙區

得分

四、簡答題（共30分，每小題6分）

1.明渠均勻流產生的條件。

①屬恒定流，流量沿程不變。

②長直的棱柱形順坡（i>0）渠道。

③渠道糙率n及底坡i沿程不變。

2.理想液體元流能量方程的應用條件有哪些？

①恒定流。

②不可壓縮液體。

③重力液體。

④兩計算斷面必須為漸變流或均勻流。但兩斷面間可以有急變流存在。

3.簡述調治構造物的分類及其作用。

①導流構造物：導引水流平流通過橋孔。

②挑流構造物：將水流挑離橋頭引道或河岸。

③底流調治構造物：其作用是攔沙，導流，護岸。

4.簡述小橋涵的基本類型。

①石拱橋涵

②石蓋板涵

③鋼筋混凝土蓋板涵

④鋼筋混凝土箱涵

⑤鋼筋混凝土圓管涵

5橋涵水文的研究方法有哪三種？

①理論分析方法

②實驗方法

③數值計算法

得分

六、計算題（共

25分）

1.如圖1所示圓弧形閘門AB(1/4圓),A點以上的水深H＝1.8m，閘門寬B=5m，圓弧形閘門半徑R=1.5m，水面以上均為大氣壓強。求圓弧形閘門AB上作用的靜水總壓力及作用方向。(10分)H

R

O

A

B

R

圖1

2.在黏土地區計劃建一灌溉渠道，采用噴漿混凝土護面，糙率n取0.018。渠道需要通過的流量為4.0，底坡為1/5000，擬選用梯形斷面，擬選用梯形斷面，寬深比β取2.0，邊坡系數m取1.5。試設計渠道的底寬和水深。(7分)

3．為了引水灌溉，利用虹吸管向渠道里引水，如下圖示。虹吸管通過流量為342L/s。直徑d＝400mm，上、下游水位差Z＝5m，虹吸管頂部安裝高度hs＝4m，濾水網斷面至2－2斷面的水頭損失＝1.58m。求2－2斷面的真空高度H真=?（8分）