橋涵水文習(xí)題17級

《橋涵水文》習(xí)題習(xí)題一求河流比降已知某河流各河段的河底特征點(diǎn)高程及其間距如表1，試求各河段平均比降及全河的平均比降。全河段的平均比降利用P17頁公式(1-1-2)計算。表1各河段的河底特征點(diǎn)高程及其間距河段編號底坡變化特征點(diǎn)高程(m)特征點(diǎn)間距(km)平均比降(%0)141.9?72.5211225.6?41.9253316.3?25.624843.7?16.320050?3.760習(xí)題二實測流速計算流量已知某一水位下，用流速儀等儀器測得的某河流測流斷面資料如表2所示，試計算此水位下的流量及斷面平均流速，斜坡岸邊系數(shù)a取0.7。表2某河流測流斷面資料垂線編號起點(diǎn)距％（m）水深h（m）垂線平均流速仇m/s）左岸水邊線00.000.001282.810.74521063.371.00031972.470.90443011.350.80054411.050.62065951.850.79077373.450.90288963.580.66599782.420.6601010293.350.395左岸水邊線10510.000提示：計算時列出如下的表格計算各個部分?jǐn)嗝娴牧髁繕短査睿╩）垂線平均流速（m/s）水面寬度（m）過水面積（m2）平均流速（m/s）流量（m3/s000282.810.7452839.3400.52220.5161063.37178241.020.873210.290得出全斷面的流量后，再計算出全斷面的平均流速。習(xí)題三推求設(shè)計水位某公路要跨越一河流，橋址橫斷面如圖1，河床特征點(diǎn)見表3。河槽順直、整潔、無堵塞現(xiàn)象，m河槽=40;河灘平直、長草，m河灘=30。洪水水流比降=0.0016,試?yán)L出流量水位關(guān)系曲線，已知Q2%=2220m3/s,推求設(shè)計水位。>>m(高標(biāo)底河圖1河床橫斷面表3河床4殍征表樁號(m)河床標(biāo)高(m)備注076507412072.5灘槽分界處17071190702407126072.5灘槽分界處3007435076提示：首先計算出水位分別為H=76、75、74、73米下的流量值(計算格式如教材P33表1-4-2),然后繪制水位H?流量Q關(guān)系曲線，由設(shè)計流量Q=2220m3/s和最高通航設(shè)計流量Q=1200m3/s插值得出相應(yīng)的設(shè)計水位和最高通航設(shè)計水位。計算流量時河灘部分分別按左、右河灘進(jìn)行計算。即總流量=左河灘流量+河槽流量+右河灘流量

習(xí)題四適線法推求設(shè)計流量某二級公路上有一大橋，橋位附近的水文站有30年連續(xù)的年最大流量資料，見表4。要求利用適線法推求Q1%和Q2%的設(shè)計流量（Cs值必須通過適線法求得）。并計算設(shè)計流量的相對均方誤。表4水文站各年流量資料順序號年份流量（m3/s）順序號年份流量（m3/s）1197538016199020002197688017199116503197774018199210004197875019199330051979100020199470061980119021199510907198110502219968008198213002319974009198314802419981430101984155025199965011198512502620009001219865002720014501319875502820021120141988680292003950151989620302004540海森概率格紙(s/s)(s/s)*垢橫坐標(biāo)頻率值P%504030201510545060708085909596距50%線的水平距離(mm)010.922.536.244.655.170.775.3橫坐標(biāo)頻率值P%321.510.50.20.1979898.59999.599.899.9距50%線的水平距離(mm)80.988.393.3100110.8123.7133.02 °g￡ 8S頻率f(%)(口/飛)sc：'a：-s忘c(diǎn)='頻率p(%)經(jīng)驗頻率和變差系數(shù)計算表順序按年份順序排列按流量大小排列經(jīng)驗頻率P="m~X100%n+1KK—1)年份流量(m3/s)年份流量(m3/s)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)合計理論頻率曲線配線過程Cv=Cs=頻率0.5%1%2%5%10%20%50%75%90%95%①kQp頻率0.5%1%2%5%10%20%50%75%90%95%①kpQp注：配線時，要求：Cv=0.2~1.5,Cs=(2~4)Cv習(xí)題五利用耿貝爾頻率分布曲線推求設(shè)計流量采用表4數(shù)據(jù)，利用耿貝爾頻率分布曲線推求Q1%和Q2%的設(shè)計流量。習(xí)題六考慮特大值利用適線法推求設(shè)計流量接習(xí)題四，通過洪水調(diào)查和文獻(xiàn)考證得知，1805年以來該水文站曾有6次大洪水，其中1次大洪水為1990年的洪水流量2000m3/s，其它年份的資料如表5,利用考慮了特大值的適線法推求Q1%和Q2%的設(shè)計流量。順序號年份流量（m3/s）順序號年份流量（m3/s）118052600419202430218502060519462300319001950619902000習(xí)題七相關(guān)分析某公路橋橋位上游附近，有一個水文站（乙站），收集到1975?2004年的年最大流量資料，但其中10年流量資料因故缺失。在臨近流域的河流上，也有一個水文站（甲站），可以收集到（1975?2004年）連續(xù)30年的年最大流量資料。兩流域的基本特征相似，擬利用甲站的流量資料對乙站的流量資料進(jìn)行插補(bǔ)和延長，兩站的流量資料見下表，請計算出兩站流量的相關(guān)系數(shù)及其乙站1975?2004年中的缺測年份流量。提示：計算甲站的平均流量時只取乙站有流量資料的對應(yīng)的甲站數(shù)值計算。甲站、乙站流量表順序年份甲站流量（m3/s）乙站流量（m3/s）X-X乂-y(X.-X)2(y.-y)2(X—X)(y—y). .1197538021976880319777404197875051979100080061980119013807198110501300819821300165091983148020001019841550111985125014001219865005801319875507801419886801200151989620106016199020001900171991165018199210001919933003502019947001000211995109012002219968009302319974002419981430251999650950262000900105027200145068028200211202920039501190302004540600習(xí)題八小橋涵設(shè)計流量推算(1)第66全國水文分區(qū)某橋位上游的流域面積為500km2,計算橋位斷面頻率為1%、2％和5％的流量。(2)分別用推理公式(3-3-4)、經(jīng)驗公式1(3-3-9)和經(jīng)驗公式2(3-3-10)推求甘肅省崛口-郭城驛公路石溝橋的五十年一遇流量。石溝屬黃河流域關(guān)川河支流，匯水面積F=89km2,主河溝長度L=21.32km,主河溝平均坡降1=16%。，河床為砂礫夾卵石，兩岸為粉質(zhì)亞粘土，地表為黃土層，劃為HI類土。地處丘陵區(qū)，暴雨分區(qū)為II區(qū)。該小橋涵工程點(diǎn)無實測流量資料，經(jīng)形態(tài)調(diào)查計算五十年一遇流量Q2%=278m3/s。(在甘肅省S2%等值線圖中查得該站的S2%=39mm/h)習(xí)題九推求橋孔長度和橋面高程接習(xí)題三，該橋位河段為次穩(wěn)定河段，通航等級為皿-(1)級，相應(yīng)的最高通航設(shè)計流量Q20%=1200m3/s。河床質(zhì)中值粒徑d50=3mm,橋位處的計算風(fēng)速為17m/s,計算浪程為500m,浪程內(nèi)平均水深為2.5m。采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑為40m的梁式橋，雙柱墩，墩徑取1.6m,橋梁上部建筑高度取2.2m。橋位河段為河灣段，中心半徑為800m,橋位河段無凌汛、無流冰。要求推求該橋的橋孔長度和橋面高程,并繪制橋孔布置圖和橋面高程示意圖。(說明：根據(jù)習(xí)題三的水位H?流量Q關(guān)系曲線，由設(shè)計流量(Q1%=2220m3/s)、最高通航設(shè)計流量Q20%=1200m3/s分別推求出設(shè)計水位(Hs=74.8m)、通航水位(Htn=73.8m)。按習(xí)題三的方法，分別計算出設(shè)計水位(Hs=74.8m)下的河槽和河灘流量。)習(xí)題十推求墩臺最低沖刷線高程接習(xí)題九，根據(jù)鉆探資料，河槽床面以下18米以內(nèi)為砂礫層，平均粒徑d=3mm,河灘床面以下10m內(nèi)為中砂，再以下為砂礫；根據(jù)地質(zhì)資料和地表形態(tài)判斷，建橋后橋下河槽可擴(kuò)寬至全橋孔，汛期洪水含沙量為年0.8kg/m3,橋臺形式采用帶豎直前墻和上下游錐坡。試推求墩臺最低沖刷線高程，要求分別應(yīng)用公式（64-1）、（64-2）（65-2）、（65-1）修正式計算。若建橋后橋下河槽不能擴(kuò)寬至全橋孔，請計算出橋下河槽通過的流量。幾點(diǎn)說明：P150頁的（64-1）公式中的Bcj實際上為Lj,在本題中為160-3X1.6=155.2m；P150頁的（64-2）公式、（64-1）公式中的A按平灘水位時的H和B計算。所謂平灘水位，即此時河灘的流量為0；P160頁的（65-2）修正公式中（即式5-4-3）d的單位是m；若分別按（65-2）公式、（65-2）修正公式計算橋墩局部深度，安全起見，最后結(jié)果取大值；P165頁的（5-5-9）公式中的LD要分左右河灘分別計算，如布孔為K0+110~K0+270,此時計算的各個量為：左橋臺：LD=110-30=80m,此時平均流速v和平均水深h的計算范圍為K0+030~K0+110,從而計算出相應(yīng)的&和Fr；右橋臺：LD=320-270=50m,此時平均流速v和平均水深h的計算范圍為K0+270~K0+320,從而計算出相應(yīng)的&和Fr。習(xí)題十一導(dǎo)流堤設(shè)計接習(xí)題九中的公路橋，左右岸均設(shè)置導(dǎo)流堤?，F(xiàn)要求設(shè)計左橋臺（橫斷面的左側(cè)）圓曲線組合型導(dǎo)流堤的導(dǎo)流堤軸線和橫斷面，計算堤頭沖刷深度。上游堤端至河岸的距離L為95m,堤頭天然水深為2.1m。習(xí)題十二小橋孔徑計算某公路跨越一小河，設(shè)計流量Qs=20m3/s,河床比降i=0.01,河槽糙率n=0.045,河槽橫斷面見下表和圖：樁號K1+500K1+505K1+506K1+512K1+515K1+520標(biāo)高（m）103.3102.5100.5100103103.7河流橫斷面圖路基設(shè)計高程在橋位處為103.8m,推求設(shè)計水位、計算小橋孔徑和相應(yīng)的最小橋面高程。習(xí)題十三涵洞孔徑計算設(shè)計流量Qs=4m3/s,因路基設(shè)計高程限制，涵前水深H不得超過2m。根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r，采用單層細(xì)面粗鑿石料，鋪砌在碎石上，碎石層厚度不小于10cm，進(jìn)行洞底河床加固。試選用無壓力式蓋板涵，計算涵內(nèi)臨界水深hk、涵前水深H和相應(yīng)的孔徑Bd。選定標(biāo)準(zhǔn)孔徑后，當(dāng)涵洞底坡i=0.015時，驗算出口流速是否小于最大允許流速。提示：先假定一個涵洞孔徑Bd,根據(jù)涵洞加固類型確定涵洞進(jìn)口附近臨界斷面的流速｛，按h=/計算