大连理工离线作业桥涵水文答案.doc

1、 网络教育学院桥涵水文离线作业学习中心： 层 次： 专 业： 年 级： 年 春/秋 季 学 号： 学 生： 辅导教师： 杨颖 完成日期： 年 月 日大工 13 春桥涵水文大作业及要求题目一：计算题对某水文站 22 年不连续的年最大流量进行插补和延长后，获得 n=32 年的连续年最大流量系列（如表 1 所示） 。采用耿贝尔曲线作为理论频率曲线，试计算 和 。1%Q2表 1 年最大流量表序号 年份 流量（m 3/s）序号 年份 流量（m 3/s）1 1951 767 17 1967 34082 1952 1781 18 1968 20883 1953 1284 19 1969 6004 1954

2、1507 20 1970 15305 1955 2000 21 1971 21706 1956 2380 22 1972 16507 1957 2100 23 1973 8408 1958 2600 24 1974 28549 1959 2950 25 1975 130010 1960 3145 26 1976 185011 1961 2500 27 1977 90012 1962 1000 28 1978 377013 1963 1100 29 1979 190014 1964 1360 30 1980 108015 1965 1480 31 1981 101016 1966 2250 32

3、 1982 1700答：（1）计算平均流量 Q= = 58857=1839(m3/s)Qnii132（2）计算均方差 Sx样本的均方差 Sx= 2/11221 niinQQnii式中资料见表 1，n=32, =1839(m3/s),得 Sx=795(m3/s)（3）查表 3-6-5，得系数 ：pnp=1%, 631.pnp=2%, 07（4）Q = + SppnxQ =1839+3.631759=4726(m3/s)%1Q =1839+3.007795=4260(m3/s)2(5)以上计算结果较采用皮尔逊型曲线作为理论频率曲线，应用适线法的结果稍小，Q 小 2.4%，Q 小 1.9%。%1%2

4、题目三：查阅相关资料，谈谈如何进行小流域设计流量的计算？（可列举工程实例或简单算例，建议必要处附图片说明。 ）回答内容应与题目要求相一致，字数不少于 1000，字体宋体小四字，1.5倍行间距。答：一、计算方法该计算采用暴雨推算法。暴雨推理他是运用成因分析与经验推算相结合的方法，从实测的暴雨资料入手，应用地区综合分析方法来分析暴雨资料和地区特征关系，从而间接地推求设计流量。是一种半理论半经验的计算方法。一次暴雨降雨在满足了植物滞留、洼地蓄水和表土储存后，当后降雨强度超过入渗能力时，超渗的雨量将沿着坡面汇流入河网。而决定小流域洪峰流量大小（即影响产流与汇流）的主要因素，一般有降雨量、降雨强度、降雨

5、的时空分布和下垫面（如植物滞留洼地蓄水、土壤蒸发、入渗；汇水区的大小、形状、坡度）等。暴雨推理法把汇水区上的产、汇流条件概括简化，并引入一些假定，从而建立起主要因素和洪峰流量之间的推理关系和经验关系，通过统计分析计算，定量其参数，最后得到计算公式。说明：本计算中有的参数均来自于十天高速水文计算书（第五册第一分册） ，有的来自现场，有的则来自有设计院提供的 CAD 地形图。二、基本公式及使用情况暴雨推理公式： FS0.278Qnpp式中：Q P规定频率为 P 时的洪峰流量（m 3/s） ；SP频率为 P 时的雨水（mm/h）,该地区取值 62；损失参数（mm/h） ；n暴雨递减指数，按汇流时间及

6、分区范围查表取值为 0.62；汇流时间（h） ；F汇流区面积（k） 。（2）确定汇水区几何参数在暴雨推理公式的查表及计算系数中，需要确定的汇水去几何参数有三个：即汇水面积 F（km 2） 、主河沟长度 L（km）主河沟平均坡度 IZ（） 。（3）公式中两个因子的计算方法及适用性1）损失参数 的计算u损失参数的计算考虑了以下几点：按超渗产流概念，假定把地面点的所示概念话为产流流逝内所示等于常熟；影响损失参数的因素，主要考虑了土壤种类、植被、降雨量、汇水面积及地形情况等几项；分类和分区给出个系数和指数值。已扣除法（即计算固定损失率的方法）经行计算。计算公式 1PSKu式中：K1系数，查表为 0.9

7、0；指数，查表为 0.88；1即 （mm/h）0134629081 .Su.P2）汇流时间 的计算汇流时间 是依据以下几点经行计算：将汇水区内降雨概化为平均净雨过程，假定同一时段的汇水区内净雨是相同的。多小流域均按全面汇流计算。因汇水区面积小，汇流时间 相应也短，故一般净雨（产流）历时 时段的部分最大净雨造峰，即 时，则此是可以 取代 。ct ct ct降雨过程与入渗示意图不计汇流过程，但计算最大汇流洪峰流量。流域径流形成过程a.主要考虑汇水区特征、降雨量和地形等因素。计算公式： ZILK13式中： 汇流时间（h） ，查表得 0.62；L主河沟长度（Km） ，按实际现场地形量得实际主河沟长度为

8、 0.5km；主河沟平均坡度（）,现场勘查得ZI=h/L=35/500=70；频率为 p 时的雨力（mm/h）, =62；PSPSK3系数，查表为 0.80；指数，查表为 0.71。18510781 .ILK.Z根据径流量形成的区域图测得汇水面积 F 测 =152594.3m2=0.15km2,考虑到在 CAD 地形图中按【查询】【面积】量出的是平面面积，所以本计算书中汇水面积 F 取量测值的6.67 倍，已做安全保证。F=1km2根据暴雨推理公式： 63-0.62Pp 1034.1)-851(0.27FS.Qn=0.64m3/s三、经验公式经验公式： 2mpQF)S(P经验公式： 3C式中：

9、S p频率为 p 时的雨量（mm/h） ；损失参数（mm/h） ；地貌系数，查表为 0.27；m、 指数，查表分别为 1.08，0.96；2C、 、 系数，指数，查表分别为 0.025、1.40、0.95；3F汇水区面积（km 2）按经验公式（1）计算 9600813mp 60346270Q2 .P.)S( =2.47（m 3/s）按经验公式（2）计算 9503413p06205Q3 .p.FCS=0.361（m 3/s）取最大值为 Qp=2.47 m3/s，因此只要修筑的排水设施的断面排水流量大于 2.47 m3/s 就可保证河流的正常排放。按照相关要求隧道口排水沟断面图如下图所示：由于本断

10、面采用明渠加暗管的形式排水，管涵断面面积 A1=23.1414=1.57（m 2）断面面积 A2=(2.5+3) 1.52=4.125（m 2）对明渠定常均匀流：水力坡度 i、水面坡度 ip（压力坡度） 、渠底坡度 ib 相等，即i=ip=ib=0.07即：总比能线、比压线、渠底坡面线是三条平行的直线。计算水流流速有两种方法：曼宁公式和巴甫洛夫斯基公式。曼宁公式（适用于 n0.02 及 R0.5 米渠底坡度较陡的明渠）n粗糙系数（查表） 。213iR当v61c当v 与 R、n 的关系：R 越大v 越大：A 一定时，R 大则湿周小，摩擦阻力小；n 越大v 越小：n 大，摩擦阻力大；巴甫洛夫斯基公式： （适用于 0.1mR 3m 的明渠）yc1当n粗糙系数，视材料而定。y与 n 及 R 有关的指数。 )n(107501352. 当近似公式： yR35.当当根据两个公式的使用情况选用巴甫洛夫斯基公式计算 c 值， ,单位：米AR圆管： m.dAR25042梯形： m74152 3)+(.2.n 值来自十天高速水文计算书Q=Q1+Q2=A1 +A213i Rn23i = 21322132 0.7 4540.7 5571 .=23.26 m3/sQp=2.47 m3/s由此可得排水设施满足要求。