桥涵水文课件3设计洪水流量
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1、桥涵水文学桥涵水文学设计洪水流量桥梁与结构教研室: 李 林教学目的和任务1.了解描述流体运动的两种方法；2.理解描述流体流动的一些基本概念，如恒定流与非恒定流、流线与 迹线、流管、流束与总流、过水断面、流量及断面平均流速等；3.掌握连续性方程、伯努利方程、动量方程，并能熟练应用于求解工 程实际问题动量方程的应用。重点与难点重点：流体流动中的基本概念，连续性方程、伯努利方程、动量方程 及其应用。难点：连续性方程、伯努利方程以及与动量方程的联立应用。主要内容：利用流量观测资料推算设计流量应用地区经验公式推算设计流量利用推理公式、经验公式推算设计流量第三章 设计洪水流量中等以上河流： 可根据水文站历
2、年的年最大洪水流量观测资料及调查到的以前的特大洪水资料，运用水文统计法推算设计流量；较小流域的中小河流：根据搜集的降雨资料或地区性水文资料，应用暴雨径流推理公式、地区性公式等方法推算设计流量。桥位附近资料较少：若相邻地区或河段有较多资料，可应用相关分析插补、延长水文资料系列。设计流量的推算方法利用流量观测资料推算设计流量实测年份在20年以上可采用水文统计法的频率分析方法确定设计洪峰流量和设计洪水位。实测流量资料只能组成一个有限的系列，为提高计算结果精度，还应通过洪水调查和文献考证，尽量搜集历史洪水资料，以补充和延长实测流量资料，使基本资料满足计算要求。1）实测期：水文站的实际观测年限 。n2）
3、调查期：洪水调查的最远年份至实际调查时的年限 。3）考证期：文献考证的最远年份至实际调查时的年限 。公路工程水文勘测设计规范（JTG C30-2002）1.适线法1）将已知随机变量系列按大小递减次序排列，计算经验频率， 在几率格纸上绘出，必要时目估出经验频率曲线。2）计算均值 和变差系数 ，并假定偏差系数 在我国 ，在绘有第（1）步的几率格纸上绘制理 论频率曲线。QsvCmC2 4m vC3）观察两种曲线的符合程度，反复调整统计参数，直到两者符 合的最好为止，即可确定统计参数的采用值及采用的理论频 率曲线。试错适线法注意：一般主要调整 ，也可少量调整 和 。工程中仅使用曲线的左半部分（最大的频
4、率为 ）。因此，适线中只要左半部分吻合较好即可，右半部分可不必苛求。sCvCQ1100%4%25P 1.适线法例题：某二级公路上有一大桥，附近水文站有32年连续的年最大 流量资料，试推算该大桥的设计流量。1）把流量按大小递减的顺序排列；2）计算平均流量311158857183932niiQQmsn2110.441niivKCn4）计算经验频率P，列于表中；按Qi 与P的数值，在几率格纸上 绘出流量经验频率点，如图中圆点所示。3）计算Cv流量流量年份年份32313029282726252423222120191817顺序号顺序号97.093.990.987.984.881.878.875.872
5、.769.766.763.660.657.654.551.5767197045.51850199515840199242.419001998141100198227.32250198591284197224.22380197581300199421.22500198071360198318.22600197761480198415.22854199351507197312.1295019784153019899.13145197931080199930.321701990101010200033.321001976111000198136.42088198712900199639.420001
6、97413600198848.5178119711658857合计合计165019916.1340819862170020013.0377319971流量流量年份年份按流量大小排列按流量大小排列按流量大小排列按流量大小排列顺序号顺序号1mPn1mPn5）假定 ，计算各规定频率的流量值， 如表，根据表中QP与 P的数值，绘制理论频率曲线，如图中 细线：曲线头部偏低，尾部略偏高，可增大 值。22 0.440.88svCCsC假定 ，计算结果列于下表中，其理论频率曲线（未绘出）仍然头部偏左，尾部偏高。1.10sC 31839,0.48,1.10vsQmsCCvC0.48,1.10vsCC适当增大 值
7、。假定 ，计算结果列于下表：因而三个统计参数：-1.28-1.10-0.74-0.180.741.341.8920.440.520.670.921.331.591.8380995612321692244629243365-1.28-1.10-0.74-0.180.741.341.8925011.3624641.340.772030161.6429241.591.341016730.9117100.93-0.155011770.6412510.68-0.737573690133470.390.471.917178641/5030.400.491.82-1.36-1.151.86195905P（%
8、）统计参数顺序0.44vC 1839Q PK1839Q 1.10sC PK0.44vC 0.48vC PK0.88sC pPQ1839Q pPQ1.10sC pPQ1.适线法1.适线法31%1(3.09 0.48 1) 18394561pvQCQms6）确定设计洪水频率 公路等级为二级，桥梁为大桥，查公路桥涵设计洪水频率得： 设计洪水频率P=1%。1.10sC 3.09p7）确定离均系数 由设计洪水频率P=1%，偏差系数 ，查表得8）计算设计流量1.适线法三点适线法xPx1x2x3P1P2P3（P1，x1)，(P2，x2)，(P3，x3)将经验累积频率点据绘入图中，先通过分布中心目估绘出一条配
9、合较好的曲线作为所求的理论累积频率曲线，再在曲线上取三点，可得：（P1，x1)，(P2，x2)，(P3，x3)112233(1)(1)(1)VVVxxCxxCxxCi( ,)iiSf P C-相对应三点频率Pi的离均系数sC-待求偏差系数VC-待求离差系数x-待求平均数33111133(1)(1)VVxxCxxC13213132132,2()iSSSxxxCxxP偏度系数：311313xxx112233(1)(1)(1)VVVxxCxxCxxCVxC、pxSCP123()p 、S值可根据三点（x1、x2、x3）求解，根据S可查附录6（S-CS-P)得到CS，再根据附录5（ ）得到离均系数 ，再
10、根据上式求 ，最后求 。三点累积频率的习惯取值：1） P（%）=15099% 2） P（%）= 35097%3） P（%）= 55095% 4） P（%）= 105090%11333311(1)(1)VVxxCxxCxxxx133113VxxCxxP1-2-3=1-50-99%3.142.441.991.641.321.050.780.520.260.0004.903.05 2.391.95 1.61 1.301.020.760.49 0.2398 765 4321 S4.444.143.923.733.59 3.463.333.220.92.97 2.89 2.81 2.74 2.672.6
