桥涵水文设计及相关概述正文.doc

目 录 第1章 绪论 1 1.1 水文学的研究现状及意义 1 1.1.1 水文学的研究现状 1 1.1.2 水文学的研究意义 2 1.2 工程水文学的研究方法及内容 3 1.2.1 水文现象的基本特点 3 1.2.2 工程水文学的研究方法 3 1.2.3 工程水文学的研究内容 4 第2章 河川水文的基础知识 6 2.1 河流和流域 6 2.1.1 水循环 6 2.1.2 河流 6 2.1.3 流域 7 2.2 河川径流 8 2.2.1 径流形成过程 8 2.2.2 影响径流的主要因素 9 2.3 泥沙运动与河床演变 10 2.3.1 河道水流的结构形式 10 2.3.2 泥沙运动 12 2.3.3 河床演变 13 第3章 水文统计的理论和方法 15 3.1 概述 15 3.1.1 总体和样本 15 3.1.2 概率与频率 15 3.1.3 累积频率与重现期 16 3.1.4 水文频率分析 17 3.1.5 常用的统计参数 18 3.2 频率曲线 18 3.2.1 经验频率曲线 18 3.2.2 理论频率曲线 19 3.2.3 皮尔逊Ⅲ型曲线 20 3.3 现行水文频率计算方法 22 3.3.1 求矩适线 22 3.3.2 三点适线 22 3.4 设计洪水流量的推求 23 3.4.1 设计洪水 23 3.4.2 特大洪水处理方法 24 3.4.3 适线法推求设计流量 26 3.4.4 设计洪水流量的计算 26 第4章 桥孔设计 30 4.1 桥涵水文勘测与设计 30 4.1.1 桥孔设计的一般规定 30 4.1.2 桥涵水文勘测的任务与工作内容 30 4.1.3 桥涵水文设计的内容 31 4.2 桥梁孔径设计 31 4.2.1 铁路桥梁孔径的计算 32 4.2.2 公路桥梁孔径的计算 33 4.2.3 桥梁孔径设计算例 35 4.3 桥梁高程设计 38 4.3.1 引起桥下水位升高的因素 38 4.3.2 桥梁高程 42 第5章 冲刷计算及导治建筑物的布设 43 5.1 一般冲刷和局部冲刷 43 5.1.1 一般冲刷 43 5.1.2 局部冲刷 45 5.2 最低冲刷线及基础埋深 46 5.2.1 最低冲刷线 46 5.2.2 公路桥梁基底最小埋深的确定 47 5.2.3 铁路桥梁基底最小埋深的确定 47 5.2.4 铁路桥基础埋深算例 48 5.3 导治建筑物 51 5.3.1 导治建筑物的类型 51 5.3.2 导治建筑物的布设原则 52 第6章 结束语 56 参考文献 57 致 谢 58 附录A 英文翻译 59 附录B 海森几率格纸 73 附录C 离均系数表 74 第1章 绪论 1.1 水文学的研究现状及意义 1.1.1 水文学的研究现状 水文学是地球科学的一个重要分支。1962年美国联邦政府科技委员会把“水文学”定义为“一门关于地球上水的存在、循环、分布，水的物理、化学性质以及环境(包括与生活有关事物)反应的学科”。1987年《中国大百科全书》提出“水文科学”是“关于地球上水的起源、存在、分布、循环运动等变化规律和运用这些规律为人类服务的知识体系”。不管如何定义，基本上是把水文学总结成“是一门研究地球上各种水体的形成、运动规律以及相关问题的学科体系”。 广义的水文学可分为地表水文学、水文气象学与水文地质学。水文气象学研究大气中水汽的运动规律；水文地质学则是研究地下不同形态水的运动规律。地表水文学分为陆地水文学、海洋水文学两大类。陆地水文学根据研究对象不同，又分为河川水文学、湖泊水文学、沼泽水文学、冰川水文学、河口水文学，根据研究内容不同分为水文测验学、水文地理学、普通水文学、工程水文学。 水文测验学主要研究水文资料的收集、量测和成果整编的手段、方法以及布设水文网站的理论等；水文地理学根据自然地理因素与水文特征之间的相互关系，研究水文现象的地区性分布与变化规律；普通水文学研究自然界中各种水体的水文特征、基本变化规律以及相互依存的一般性问题；工程水文学则是研究流域内规划、设计、施工、运营、管理各种与工程有关的水文问题。桥涵水文涉及的水文学知识即属于工程水文学范畴。 水文学研究的对象主要为大气、植被、地表、土壤及含水层中的水分运移和相互间的水分转化。水文学既是一门科学，又是一种多门基础科学应用的学科。水文现象的复杂性和水文资料信息的不足，在一定程度上限制了水文理论和基础研究的发展。水文学至今仍有许多重大理论问题需要探讨和研究， 不重复性是指水文现象无论什么时候都不会完全重复出现。如一条河流某一年的流量变化过程，与另一年的流量变化过程不会完全一致，即它们在时间上、数量上都不会完全相同。