小桥涵水文计算.ppt

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1、第四章小桥涵水文计算第一节小流域水文计算概要小流域：指汇水面积小于100平方公里的流域。一、特征：1洪水暴涨暴落；2缺少观测资料；3流量小，历时短；4暴雨是形成洪峰流量的主要原因。汇水面积小，洪峰流量淹没范围小，洪水历时短，没有水文观测资料，难以找到一种普遍适用于全国的计算方法和公式。通常采用的方法有：暴雨推理法、径流形成法、形态调查法、直接类比法以及暴雨推理法。二、水文计算方法简介1、有流量观测资料2、无流量观测资料1）由历史洪水位推算设计流量：形态调查法直接类比法2）由暴雨成因的原理推算设计流量暴雨推理法径流

2、形成法第二节暴雨推理法一、原理及步骤1.原理成因分析与经验推断相结合，从实测暴雨资料入手，应用地区综合分析方法来分析暴雨资料和地区特征关系，间接地球设计流量。假定暴雨与洪峰流量的频率相同。影响因数：雨力（暴雨强度）——对应一定的频率汇水区面积主河沟长度主河沟坡度汇流时间损失参数2.步骤1）由地理位置查频率为p的雨力SP(mm/h)（图4-2-图4-4）2）由水文勘测得汇水区面积、主河沟长度、主河沟坡度3）计算损失参数μ和汇流时间τ4）求设计流量3.汇水区面积、主河沟长度、主河沟坡度1)汇水区面积(1)利用1／50

3、000地形图求算(2)实测(3)实测与估算相结合的方法假定汇水区面积为矩形，在汇水区范围内选择有代表性的河沟平均横断面和纵断面。实测平均断面宽度B和平均长度L，2)主河沟平均坡度（确定地貌系数ψ）附表3-5（1）  当有地形图可利用时，根据等高地形图作出构造物至分分水岭沿河沟的纵断面图，然后依其等面积切割的坡度即主河沟平均坡度。（2）当无地形图可利用时，当主河沟长度大于500米，以河沟形成处与桥涵处高差除以其水平距离。3）汇水区平均宽度B及横向平均坡度利用地形图，先勾绘出汇水区范围线，近似求出汇水面积的形心c，垂

4、直主河沟作一直线，交汇水区边界的a，b两点，取此两点间距离即为汇水区平均宽度B。确定系数降雨不均匀系数。二、计算公式1交通部公路科研所推理公式北方：南方：暴雨递减系数n：附表3—1附表3—1注τ<1小时，用n1τ=1——6小时，用n2τ=6——24小时，用n3损失参数:(mm/h)北方南方：K1、K2———附表3-3———附表3-32经验公式例甘肃某公路的石沟桥，石沟属黄河流域关川河支流，汇水面积A=89km2，主河沟长L=21.32km，主河沟平均坡度IZ=16‰，河床为沙砾夹卵石，两岸为粉质垩粘土，地表为黄土

5、，划为Ⅲ类土，地处丘陵区，该小桥无实测流量资料，用暴雨推理公式和经验公式推求QP=2%=？第三节径流形成法一、径流的形成从分析汇水区形成和影响地面径流的因素(如：暴雨强度、汇水面积、土壤类型、地形等)着手，建立这些因素与设计流量的函数关系，求得设计流量的方法。二、影响径流流量的因素1)暴雨特征降雨强度、降雨历时、降雨范围以及降雨的均匀性等2)汇水区特征(1)汇水区面积的大小及形状（2）汇水区地表（植被，土壤）(3)汇水区地形（河沟纵坡，横坡）(4)其它因素（湖泊）三、径流形成法计算公式（两类公式）经验公式：根据实

6、践经验建立径流流量与径流因素函数关系的公式。成因推理公式：根据径流形成的因素和条件，通过分析、推理而建立的径流流量与径流因素函数关系的公式。主要适用于汇水面积F≤30平方公里的的小流域。1径流成因简化公式公路科学研究所提出的简化公式：暴雨径流厚度h：由以下四因数查附表3-12(1)暴雨分区，附表3-7；(2)公路洪水频率，表1-6；（3）汇水区吸水类型；附表3-9或3-10（4）汇水时间，附表3-11考虑洪峰传播、降雨不均匀、水库湖泊等影响汇水面积较小(一般平原区F<1．0平方公里山岭区F<0．5平方公里）按简化

7、公式进行计算，结果偏差较大。这时还应用下式计算比较，选其较小者：2径流流量经验公式（1）在汇水面积小于10平方公里时(2)当有降雨资料时当汇水面积F<3平方公里时，也可用下式计算：K——径流模数，附表3——17n——地区指数，附表3——183径流形成法资料收集1)汇水区面积(1)利用1／50000地形图求算(2)实测(3)实测与估算相结合的方法假定汇水区面积为矩形，在汇水区范围内选择有代表性的河沟平均横断面和纵断面，实测平均断面的宽度B和平均长度L.2)主河沟平均坡度是确定地貌系数的依据之一。(1)当有地形图可利

8、用时，根据等高地形图作出构造物至分分水岭沿河沟的纵断面图，然后依其等面积切割，的坡度即主河沟平均坡度3）汇水区平均宽度B及横向平均坡度利用地形图，先勾绘出汇水区范围线，近似求出汇水面积的形心c，垂直主河沟作一直线，交汇水区边界的a，b两点，取此两点间距离即为汇水区平均宽度B。确定系数降雨不均匀系数。4)土壤类属调查（六类）根据各地区农林部门的10万～50万分之一区域性土壤