桥涵水文复习题.docx

1、桥涵水文复习题桥涵水文复习题桥涵水文一、填空题1、水力学研究方法有三类，分别是理论分析法、实验法、数值计算法。2、静水压强的特性包括：垂直指向作用面，同一点处，静水压力各向等值。3、静水压力的计算方法有两种：解析法和图解法。4、非均匀流中，又可有渐变流和急变流。5、文丘里管由渐缩管、喉管、渐扩管三部分组成。6、水力学的三个定律有连续方程、能量方程、动量方程。7、水流阻力分两类，一类是沿程阻力，一类是局部阻力。8、有压管路按管路布设与其组成情况可分为简单管路和复杂管路。9、有压管路按水力计算方法可分为短管和长管两类。10、水跃表面旋滚前后断面分别时跃前端面和跃后断面。11、按下游水位对泻流能力的

2、影响程度，堰的泻流情况可分为两类：自由出流和淹没出流。12、水文现象的共同特点如下：随机性、周期性、地区性。13、从横断面上来看，河道又可分为主槽、边滩、河滩。14、河段按地形特点分为山区河段和平原河段。15、河川径流的形成过程可分为降水、流域蓄流、坡面漫流、河槽急流。16、河川径流的主要影响因素为降水、蒸发、下垫面。17、按泥沙在河槽内的运动情况，可分为悬移质、推移质和床沙三类。18、河床演变有两种类型：纵向变形和横向变形。19、常用的频率分析法有试错法、三点适线法、矩法。20、按几何特性分，相关关系有两类：直线相关、曲线相关。21、按相关变量多少，相关关系可分为：简单相关和复相关。22、多

3、孔跨径大于30m小于100m的、单孔跨径大于等于20m小于40m的桥梁成为中桥。23、多孔跨径大于等于8m小于等于30m的、单孔跨径大于等于5m小于20m的桥梁成为小桥。24、桥面标高其计算公式可分为两类：非通航河流和通航河流。25、涵洞洞口类型有端墙式、八字墙式和跌水井式。26、涵洞组成的主体有洞口、洞身两大部分。27、小桥由上部结构、下部结构、附属工程组成。28、静水压力有两种，其一是压强，另一是总压力。29、水动力学研究的主要问题是流速和压强在流场中分布。30、直到1883年英国科学家雷诺所做的试验研究，才科学的阐明了水头损失的机理。31、以梯形渠道为例，水力计算主要有三种基本问题：验算

4、渠道的泻水能力；决定渠道底坡；决定渠道过水断面尺寸。32、消除或缩短泄水建筑物下游急流段的工程措施，简称消能。33、水面高程，称为水位，它是确定桥高、桥长的必备资料。34、应用数理统计方法来分析水文现象变化规律的这类方法称为水文统计法。35、随机事件的总体可分为两类：容量无限总体，容量有限总体。36、事件的机率可分为两种：一为事先机率，另一为事后机率或后验机率。37、水文勘测的目的是为了确定设计流量和水位，并为确定桥涵孔径提供数据。38、当实测值n 1.3hk无压式涵洞水流：通过涵洞内的全部长度都有自由水面，称为无压式涵洞水流半压力式：水流充满洞进口断面，但洞内全部或部分有自由水面，称为半压力

5、式。压力式：水流充满整个涵身，洞内没有自由水面，呈有压力流动，称为压力式。形态勘测的目的：利用历史洪水水文资料推求相应的洪水流量。1、粘滞性：在运动状态下，液体所具有的抵抗剪切变形的能力。2、质量力：作用于液体每一质量点，其大小与受作用液体质量成正比的力。3、绝对压强：以绝对压强作为算零点的压强。4、流量：单位时间内流经过水断面的液体体积，以Q表示。5、绕流阻力：指和相对运动一致的流体作用在物体上的力，它是摩擦阻力与压差阻力之和。6、有压管流：水沿管道做满管流动的水力现象。7、作用水头：出口流速水头与管路损失水头之和。8、堰流：无压缓流经堰顶溢流时形成堰上游水位壅高而后水面急剧下降的局部水力现

6、象。9、河流长度：从河源到河口的距离。10、河川径流：地面径流与地下水径流汇入河槽并沿河槽流动的水流。11、径流形成过程：流域内自降水开始汇集的雨水流过出口断面的全过程。12、径流总量：时段内通过河流某断面的径流体积。13、挟沙力：在一定条件下和泥沙条件下，单位体积内水流能够挟带泥沙的最大重量。14、桥面标高：桥面中心线上最低点的标高。15、水拱现象：河中涨水在峡谷口下游河段急泻而下的洪水，可能出现两岸低、中间高的凸形水面。蒸发 江、河、湖、海及地表以下液态水或固态水，因太阳热力作用而成气态水升入天空降水 气态水因冷凝而成液态或固态，并以雨、雪、雹、雾、露等形式下降于大陆或海洋入渗 地表水在土

7、壤颗粒分子引力、毛管力和重力作用下，进入土壤或岩层。河流 沿地表线凹槽集中的经常性或周期性水流河床 河谷中经常性被水所淹没的部分。河底 水面以下的河床表面。河底坡度 又叫河底纵比降，河段上游、下游河底高差与河段长度比值。流域 一个水系的流水区域流域面积 流域面集水区的水平投影面积泾流模数 单位流域面积上产生的流量 输沙率 单位时间通过过水断面的泥沙质量。设计洪水 道路桥涵规划，设计中所指定的各种设计标准的洪水设计洪水位 规定的桥涵设计水位频率下的水位加上根据河流具体情况影响高度后的水位抽样误差 抽样方法本身所引起的误差。重现期 水文破坏事件在长时间观测中可能再现的平均时间间隔设计流量 将设计净

8、雨转化为流域出口断面流量过程线，即为设计流量过程线洪峰流量 实测流量过程线中流量最大值或曲线峰值流量冲止流速 河床冲刷停止时的流速临界水深 一定流量下，断面比能达最小值时的水深。径流总量 一定时段内通过河流某一横断面总水量桥孔长度 相应于设计洪水位时两桥台前缘之间的水面宽度 过水面积控制法 以冲刷系数P为控制条件推求桥下河槽冲刷前的最小过水面积。从中确定桥孔最小净长度的计算。冲刷系数 冲刷后的过水面积与冲刷前的过水面积之比桥面高程 是指桥面中心线上最低点的高程三、简答题简述构成水文样本的基本要求。（1）可靠性：即资料数据应可靠。对于精度不高、错记、伪造等部分应考证并修正，确保分析结果的客观与准

9、确；（2）独立性：应选择同一洪水类型、符合独立随机条件的各年实测最大洪水流量；（3）一致性：即应收集同类型、同条件下的资料；（4）代表性：计算洪水频率时，实测洪水流量系列不应少于20年， 且应有历史洪水调查就考证结果。洪水调查工作包括哪些内容：河段勘测现场访问形态断面计算野外测量收集相关水文资料河口，河源，上游，中游，下游的特点：河源：是指河流的发源地，可以是溪涧、泉水、冰川、沼泽或湖泊等。河口：是河流流入海洋、湖泊或干流的地方。上游：直接连着河源，其特点是河道坡度大，水流急，流量小，水情变化大，河谷窄、多急滩瀑布，河槽以冲刷下切占优势。中游：河道坡度变缓，流速减小，流量加大，冲淤不严重，河床

10、比较稳定，但侵蚀力量增强，河槽逐渐拓宽和曲折，两岸出现滩地。下游：河道坡度更缓，流速更小，流量更大，淤积作用显著，多浅滩和沙洲，河曲发育。影响河床演变的因素：流域的产沙条件；流量大小；河床质和河床的比降影响径流的主要因素：气候因素：降雨，蒸发下垫面因素：流域的地形、土壤、地质、植被、湖泊等自然地理因素对径流量的调节。人类活动因素：封山育林与水土保持，修建水库等对形态断面的要求：尽量接近明渠均匀流的条件(1) 顺直、水流顺畅的河段，最好选单式断面(2) 河滩窄，无河汊、沙洲、无支流汇入(3) 无深潭、无暗礁、无大孤石、冲淤变化小(4) 其流向应基本一致，无回水、漩涡(5) 不受顶托、倒灌、水库壅

11、水、泄洪影响（6）两个断面不宜相距太远，其间无支流汇入(7) 在桥址附近，有可靠历史洪水水位点确定主槽和河滩的原则：(1) 一般常年有水或者普通洪水即淹没的部分是主河槽。河滩只有在高水位时才淹没。(2) 河床横断面地面线有突变处常是主槽与河滩的分界点。(3) 卵石外露部分是主槽，细砂覆盖长有杂草或灌木丛等植物、水流缓慢部分是河滩。(4) 洪水期间河床表面有泥沙运动的部分是主槽，无泥沙运动的部分为河滩，本质区别简述断面测量和流量测量的过程：答：断面测量：先测水位，再沿水面宽度取若干点测水深，由此可得河底高程，连接个测深点，即可绘出过水断面图，通过地形测量，还可绘出河谷断面图。 流量测量：以测速垂

12、线将测流断面划分成若干部分，计算各部分的过水面积；根据各测点的实测流速，计算各测速垂线的垂线平均流速；计算各个部分面积的断面平均流速；计算各个部分面积的流量；计算全断面的流量；相应水位的计算。适线法操作步骤及其注意事项：第一步将流量按大小排序第二步，用维泊尔公式计算经验频率第三步，将排列后的(Qm ,Pm)点绘于海森机率格纸上。第四步计算统计参数第五步，将经验频率点群点绘在海森机率格纸上第六步，计算一组理论频率曲线第七步，将这组理论频率曲线绘在海森机率格纸上第八步，选择一条最合适的曲线。适线法确定理论频率曲线注意事项1、要把经验点群和理论频率曲线绘制在海森机率格纸上；2、设计流量取自小频率区段

13、，在适线法中应特别强调小频率区段中理论频率曲线与经验点群的吻合程度，而对频率较大区段的吻合程度则可以适当放松；3、适线法最终目标是选取一条理论频率曲线，并使它与经验点群吻合，通常采用保留均值和Cv的计算值，而变动Cs。有时也可以变动均值和Cv，以使得效果最佳。小流域洪水特点：暴雨形成，坡度陡，暴涨暴落，泛滥范围较小。桥位的选择要求：桥位对水文的要求（1）河道顺直、主流稳定、槽深、河槽通过流量集中（2）桥轴线应尽量与河槽及河谷正交（3）考虑河道的自然演变和建桥后对河道的影响桥位对地貌的要求：利用有利地貌（武汉桥）、避开不利地貌。桥位对地质的要求：利用有利地质条件、避开不利地质条件（岩溶、泥石流)

14、。桥位对水库的要求：尽量在上游、尽量离开水坝。桥位选择在通航方面的要求：（1）选在稳定河段（2）远离弯道，险滩，汇流口（3）选在编组场的上游（4）有足够的水深，水流方向与桥轴线尽量正交；桥孔长度确定的基本原则及孔径布置的注意事项：满足排洪和输沙的要求，保证设计洪水及其所携带的泥沙从桥下顺利通过。综合考虑桥孔长度、桥前壅水和桥下冲刷的相互影响。或这样答：1）满足洪水，泥沙，通航，流冰，流木通过；2）适应河段特性及演变特点；3）桥前雍水，可能危及河堤；4）小跨度桥梁，布置标准孔径；5）河口、海湾出处，要考虑海浪、潮汐，海底泥沙。孔径布置注意事项：1.经验公式确定通过设计洪水所需最小桥孔净长，实际桥

15、孔净长应取大值。2.桥孔净长计算适用于桥孔轴线与水流方向正交，斜交时需要换算。3.结合断面形态，主流位置，通航要求，河床演变，基础地质，选用标准跨径，合理布置桥孔，满足通航，泄洪，输沙要求。影响小桥孔径的因素设计流量Qp。一般根据雨量资料推算设计流量。桥前允许壅水高度。注意保护农田，避免被一般洪水淹没。河床加固所对应的容许流速。流量相同时，河床加固得愈好，容许流速就愈高，桥前壅水就愈高。水位标高检算：水位检算的目标：确定“梁底”极限位置主要考虑的因素：1)设计水位2)雍水3)波浪4)水拱5)河湾外侧超高6)通航+流冰+流木等。水位检算：公路不通航河流由水位控制的桥面最低高程 Hs-设计流量Qp

16、通过时桥址处水位标高 h0-桥梁上部构造。具体参见书目。按流冰水位控制的桥面最低高程 HsB：设计流量通过天然河道桥址处的最高流冰水位。通航河流的桥面最低高程 ：设计最高通航水位局部冲刷机理：在一般冲刷发生后，水流以墩前行近流速冲击桥墩。由于桥墩的阻水作用，桥墩周围的水流结构发生变化。在墩底反向漩涡与墩侧斜轴漩涡共同作用下出现冲刷坑。桥下河床三类冲刷变形：第一类: 河道自然演变引起的河床变形，其中深槽变动引起的冲刷为集中冲刷。第二类: 桥渡使水面变窄后引起的河床变形，一般冲刷。第三类: 桥墩阻水，墩周围水流结构变化引起墩周围的冲刷，局部冲刷。冲刷计算的注意事项：岩石中地基上的基础可能发生冲刷。

17、按第几层逐层计算。桩基础的局部冲刷计算。墩台基础的冲刷线。利用雨量推算流量推理公式法的步骤：第一步：查该省水文手册 H24，n 第二步：计算Sp第三步：确定汇流参数,查该省水文手册得m第四步：计算产流历时第五步：计算设计流量Qp，假设tc 即全面汇流；全面汇流，出口断面处的设计洪峰流量是全流域所形成。部分汇流：出口断面流量是部分面积汇流涵洞类型及其特点：无压力式：涵洞内的全部长度都有自由水面( 进水，出水口均不被淹没)半压力式：水流充满洞进口断面，洞内全部或部分有自由水面（进水，出水口均被淹没）压力式：整个涵洞充满水流，呈有压式出入。检定规范的安全值降低的原因：这是因为设计规范的对象是没有建造

18、的桥梁，它必须面对设计的不定性带来的风险，如设计流量可能不准确、地质资料不准确等，它还必须面对施工因素不定性带来的风险，如测量误差、模板变形等；而检定规范面对的是已经施工好的桥梁，它只可能有流量计算不确定等计算方面的不定性，安全储备值可以放松。1、棱柱形渠道恒定渐变流水面曲线定性分析的必备条件。答：（1）棱柱形渠道断面形状尺寸、流量、粗糙及底坡均已知。 （2）渠道长度无限（或长度足够），水面曲线在渠中可疑充分发展。2、简述牛顿内摩擦定律。答：相邻液层发生相对运动时，内摩擦力与接触面积成正比，与内摩擦切应力成正比；而内摩擦切应力与速度梯度成正比，与液体的粘滞性强弱程度成正比。3、简述紊流的特征。

19、答：（1）运动要素脉动（随时间在某一时间平均值上、下做高频率的跳动）。（2）紊动会产生附加切应力。（3）紊动是紊流的断面上流速分布较层流要趋于均匀些。（4）紊流中存在粘滞性底层。其厚度与雷诺数成反比。4、试述在平原弯曲型河段上建桥后的河床演变。答：（1）在平原弯曲型河段上建桥，桥梁孔径一般都大于或等于河槽宽度，建桥对河床影响小。（2）但是，当桥位通过水深罗大的河湾时，因河床自身的天然演变，有可能形成河湾逼近桥台、桥头引道或导流堤，危机桥台基础。5、试述在平原游荡性河床上建桥后的河床演变。答：（1）在平原游荡性河床上建桥，一般孔径小于河槽宽度，若对过水断面压缩程度不大，且有合理的导流建筑物，水流

20、将集中于单一的河道，可移动的泥沙将形成靠岸的暗滩，水深也有所增大。（2）如对河槽压缩过大且无适当的导流建筑物时，河槽两岸受水冲击后河床将发生较大的变形，并可引起桥台和导流堤的严重冲刷以及桥前淤积，对桥梁危害极大。6、简述流线的特性。答：（1）流线一般不会相交，也不会成90的折转。否则，在交点或折点处将出现两种运动方向的矛盾结果。（2）流线只能是一根光滑的曲线。因为液体为连续介质，运动要素的空间分布为连续函数。（3）任一瞬时，液体质点沿流线的切线方向流动，在不同瞬时，因流速可能有变化，流线的图形可以不同。7、简述能量方程基本关系式的应用条件。答：（1）恒定流；（2）不可压缩液体；（3）重力液体；

21、（4）两计算断面必须为渐变流或均匀流，但两断面间可以有急变流存在；（5）沿程流量不变。8、简单说明能量方程式的应用要点。答：（1）两计算断面必须选定渐变流湖泊均匀流断面，并使其中的未知量最少。（2）选定计算断面后，应明确计算基准面与计算点的位置，以便确定位置水头及侧管水头。计算基准面的位置可任选，但两过水断面的计算点必须取同一基准面。（3）两断面的压强可用相对压强或绝对压强。（4）当前后过水断面面积确定后，相应流速关系由连续性方程确定。9、简单说明明渠均匀流发生的条件。答：（1）属恒定流，流量沿程不变；（2）长直的棱柱形顺坡（i0）渠道；（3）渠道粗糙率n及底坡i沿程不变。10、简述水跃现象。

22、答：水流从急流向缓流过渡时，在局部渠段内将出现突跃式水位升高，此称为水跃现象。从侧面看，水跃主流在底部，副流在上部，由于主流表面出现反向坡度，表面流速方向与主流方向相反，因而在主流上部发生饱掺空气的“表面旋滚”。水跃区内水流紊动强烈，能量损失很大，一般可达跃前端面能量的60%70%。11、简述桥为选择的航运要求。答：（1）应选在顺直河段，远离浅滩急弯。其顺直长度，上游不小于最长托船队或木排长度的3倍及顶推船队长度的4倍。在桥轴线的下游则不小于最长托船队或木排长度的1.5倍及顶推船队长度的2倍；（2）河流航道稳定，有足够的水深；（3）桥轴线应与设计通航水位时的航迹线垂直。否则桥轴线的法线与航迹线

23、的交角不宜大于5，或采用增大通航跨径。（4）在流放木排的河段上，应取码头、贮木场或木材编排场的上游。12、小桥涵的设计原则有哪些。答：（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。13、试述小桥涵勘测设计的内容。答：（1）小桥涵位置及类型选择；（2）水文资料收集整理与分析计算，确定设计流量与设计水位；（3）水利计算；（4）标准图选用；（5）工程量计算与设计文件编制。14、试说明小桥涵现场勘查的内容。答：（1）汇水面积：利用地形图勾绘；（2）主河沟平均

24、速度估算；（3）主河沟断面形状折算；（4）工程地质调查；（5）建筑材料调查；（6）其他调查。15、洪水调查工作包括那些内容。答：（1）河段踏勘，确定历史洪水痕迹的位置及高程；（2）现场访问，了解历史洪水情况；（3）形态断面及计算河段选择；（4）野外测量，包括：河段水准测量、简易地形图测量、洪水痕迹及高程测量、计算河段纵横断面测量等；（5）此外还应收集相关地区的历史文献及文物，考证辨认历史洪水痕迹发生的年代，同次洪水痕迹资料至少应查得35个以上。 一、水文经验累积曲线绘制步骤 将实测水文样本系列按大小递减顺序重新排列统计各实测值XI的频数及累积频率数=按数学期望公式计算各实测值的累积频率 经验频

25、率聚集点绘于平面坐标系中，通过这些点群的分布中心绘制一条光滑曲线，即得实测水文样本系列的经验累积频率曲线。若实测系列样本容量N100,也可根据工程设计要求选取设计频率P作横坐标值，在上述经验累积频率曲线上查得对应纵坐标，得设计值二、由暴雨资料推求设计洪水步骤暴雨资料选样：资料需要满足可靠性、一致性和代表性要求推求设计暴雨：根据选样利用频率分析法求不同历时指定频率设计雨量及暴雨过程。推求设计净雨：设计暴雨扣除损失就是设计净雨推求设计洪水：应用单位线等对设计净雨。得设计洪水三、如何具体定桥面标高及影响因素不通航河流：按设计水位计算桥面最低高程HMIN=HS+h+hj+h0通航河流：设计最高通航水位

26、， 通航净空高度，桥面设计高程不低于上述条件必须满足桥下通过设计洪水、流冰、流木和通航要求，并应考虑壅水、波浪、河湾凹岸水面超高各种因素引起桥下水位升高及河床淤积的影响。六、桥位地质钻探数量、深度如何确定钻孔数量与钻探深度主要取决于桥位工程地质条件和桥的类别钻孔分探制性与一般性两种，控制性钻孔应占桥位钻孔总数的 一半，特大桥应适当增加控制性钻孔覆盖层层次少，厚度大钻孔深。对漂石、卵石层为8-20m，对砂、砾层为20-35m，对软弱层为35-120m覆盖层较薄、下伏岩风化层不厚时，控制性钻应钻入新鲜基岩2-5m七、桥位设计基本原则1、服从路线走向，缝沟设桥或涵2、应设在地质条件良好、河床稳定、河道顺直的河段3、适应路线平纵要求，并与路基排水系统协调一致4、小桥轴线应与河沟流向垂直、涵洞轴线应与水流方向一致，满足流量宣泄，做到进口要顺直，水流要稳5、综合考虑各种因素，进行技术经济分析，使主体和附属工程的总工程量最小，造价最低，维修养护费最低。八、山区桥涵布置要点1、顺沟设涵2、改沟设涵3、路基排水涵4、岸坡设涵5、并沟设涵6、改涵为顺沟7、必须在河湾处设涵时，涵水应设在水流较集中凹岸一侧8、涵洞应尽量避免在不良地质路段，无法避免时，应择岩石破碎轻，地质稳定或堆积层少的路段。九、桥