大連理工離線作業(yè)橋涵水文答案.doc

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網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院橋涵水文離線作業(yè) 學(xué)習(xí)中心： 層 次： 專 業(yè)： 年 級(jí)： 年 春/秋 季 學(xué) 號(hào)： 學(xué) 生： 輔導(dǎo)教師： 楊穎 完成日期： 年 月 日大工13春橋涵水文大作業(yè)及要求題目一：計(jì)算題對(duì)某水文站22年不連續(xù)的年最大流量進(jìn)行插補(bǔ)和延長(zhǎng)后，獲得n=32年的連續(xù)年最大流量系列（如表1所示）。采用耿貝爾曲線作為理論頻率曲線，試計(jì)算和。表1 年最大流量表序號(hào)年份流量（m3/s）序號(hào)年份流量（m3/s）1195176717196734082195217811819682088319531284191969600419541507201970153051955200021197121706195623802219721650719572100231973840819582600241974285491959295025197513001019603145261976185011196125002719779001219621000281978377013196311002919791900141964136030198010801519651480311981101016196622503219821700答：（1）計(jì)算平均流量=58857=1839(m3/s)（2）計(jì)算均方差Sx樣本的均方差Sx=式中資料見(jiàn)表1，n=32, =1839(m3/s),得Sx=795(m3/s)（3）查表3-6-5，得系數(shù)：p=1%,p=2%,（4）Q=+SQ=1839+3.631759=4726(m3/s)Q=1839+3.007795=4260(m3/s)(5)以上計(jì)算結(jié)果較采用皮爾遜型曲線作為理論頻率曲線，應(yīng)用適線法的結(jié)果稍小，Q小2.4%，Q小1.9%。題目三：查閱相關(guān)資料，談?wù)勅绾芜M(jìn)行小流域設(shè)計(jì)流量的計(jì)算？（可列舉工程實(shí)例或簡(jiǎn)單算例，建議必要處附圖片說(shuō)明。）回答內(nèi)容應(yīng)與題目要求相一致，字?jǐn)?shù)不少于1000，字體宋體小四字，1.5倍行間距。答：一、計(jì)算方法該計(jì)算采用暴雨推算法。暴雨推理他是運(yùn)用成因分析與經(jīng)驗(yàn)推算相結(jié)合的方法，從實(shí)測(cè)的暴雨資料入手，應(yīng)用地區(qū)綜合分析方法來(lái)分析暴雨資料和地區(qū)特征關(guān)系，從而間接地推求設(shè)計(jì)流量。是一種半理論半經(jīng)驗(yàn)的計(jì)算方法。一次暴雨降雨在滿足了植物滯留、洼地蓄水和表土儲(chǔ)存后，當(dāng)后降雨強(qiáng)度超過(guò)入滲能力時(shí)，超滲的雨量將沿著坡面匯流入河網(wǎng)。而決定小流域洪峰流量大?。从绊懏a(chǎn)流與匯流）的主要因素，一般有降雨量、降雨強(qiáng)度、降雨的時(shí)空分布和下墊面（如植物滯留洼地蓄水、土壤蒸發(fā)、入滲；匯水區(qū)的大小、形狀、坡度）等。暴雨推理法把匯水區(qū)上的產(chǎn)、匯流條件概括簡(jiǎn)化，并引入一些假定，從而建立起主要因素和洪峰流量之間的推理關(guān)系和經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析計(jì)算，定量其參數(shù)，最后得到計(jì)算公式。說(shuō)明：本計(jì)算中有的參數(shù)均來(lái)自于十天高速水文計(jì)算書（第五冊(cè)第一分冊(cè)），有的來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)，有的則來(lái)自有設(shè)計(jì)院提供的CAD地形圖。二、基本公式及使用情況暴雨推理公式：式中：QP規(guī)定頻率為P時(shí)的洪峰流量（m3/s）；SP頻率為P時(shí)的雨水（mm/h）,該地區(qū)取值62；損失參數(shù)（mm/h）；n暴雨遞減指數(shù)，按匯流時(shí)間及分區(qū)范圍查表取值為0.62；匯流時(shí)間（h）；F匯流區(qū)面積（k）。（2）確定匯水區(qū)幾何參數(shù)在暴雨推理公式的查表及計(jì)算系數(shù)中，需要確定的匯水去幾何參數(shù)有三個(gè)：即匯水面積F（km2）、主河溝長(zhǎng)度L（km）主河溝平均坡度IZ（）。（3）公式中兩個(gè)因子的計(jì)算方法及適用性1）損失參數(shù)的計(jì)算損失參數(shù)的計(jì)算考慮了以下幾點(diǎn)：按超滲產(chǎn)流概念，假定把地面點(diǎn)的所示概念話為產(chǎn)流流逝內(nèi)所示等于常熟；影響損失參數(shù)的因素，主要考慮了土壤種類、植被、降雨量、匯水面積及地形情況等幾項(xiàng)；分類和分區(qū)給出個(gè)系數(shù)和指數(shù)值。已扣除法（即計(jì)算固定損失率的方法）經(jīng)行計(jì)算。計(jì)算公式 式中：K1系數(shù)，查表為0.90；指數(shù)，查表為0.88；即（mm/h）2）匯流時(shí)間的計(jì)算匯流時(shí)間是依據(jù)以下幾點(diǎn)經(jīng)行計(jì)算：將匯水區(qū)內(nèi)降雨概化為平均凈雨過(guò)程，假定同一時(shí)段的匯水區(qū)內(nèi)凈雨是相同的。多小流域均按全面匯流計(jì)算。因匯水區(qū)面積小，匯流時(shí)間相應(yīng)也短，故一般凈雨（產(chǎn)流）歷時(shí)時(shí)段的部分最大凈雨造峰，即時(shí)，則此是可以取代。降雨過(guò)程與入滲示意圖不計(jì)匯流過(guò)程，但計(jì)算最大匯流洪峰流量。流域徑流形成過(guò)程a.主要考慮匯水區(qū)特征、降雨量和地形等因素。計(jì)算公式：式中：匯流時(shí)間（h），查表得0.62；L主河溝長(zhǎng)度（Km），按實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)地形量得實(shí)際主河溝長(zhǎng)度為0.5km；主河溝平均坡度（）,現(xiàn)場(chǎng)勘查得=h/L=35/500=70；頻率為p時(shí)的雨力（mm/h）, =62；K3系數(shù)，查表為0.80；指數(shù)，查表為0.71。根據(jù)徑流量形成的區(qū)域圖測(cè)得匯水面積F測(cè)=152594.3m2=0.15km2,考慮到在CAD地形圖中按【查詢】【面積】量出的是平面面積，所以本計(jì)算書中匯水面積F取量測(cè)值的6.67倍，已做安全保證。F=1km2根據(jù)暴雨推理公式：=0.64m3/s三、經(jīng)驗(yàn)公式經(jīng)驗(yàn)公式：經(jīng)驗(yàn)公式：式中：Sp頻率為p時(shí)的雨量（mm/h）； 損失參數(shù)（mm/h）； 地貌系數(shù)，查表為0.27； m、指數(shù)，查表分別為1.08，0.96； C、系數(shù)，指數(shù)，查表分別為0.025、1.40、0.95； F匯水區(qū)面積（km2）按經(jīng)驗(yàn)公式（1）計(jì)算=2.47（m3/s）按經(jīng)驗(yàn)公式（2）計(jì)算=0.361（m3/s）取最大值為Qp=2.47 m3/s，因此只要修筑的排水設(shè)施的斷面排水流量大于2.47 m3/s就可保證河流的正常排放。按照相關(guān)要求隧道口排水溝斷面圖如下圖所示：由于本斷面采用明渠加暗管的形式排水，管涵斷面面積A1=23.1414=1.57（m2）斷面面積A2=(2.5+3) 1.52=4.125（m2）對(duì)明渠定常均勻流：水力坡度i、水面坡度ip（壓力坡度）、渠底坡度ib相等，即i=ip=ib=0.07即：總比能線、比壓線、渠底坡面線是三條平行的直線。計(jì)算水流流速有兩種方法：曼寧公式和巴甫洛夫斯基公式。曼寧公式（適用于n0.02及R0.5米渠底坡度較陡的明渠） n粗糙系數(shù)（查表）。v與R、n的關(guān)系：R越大v越大：A一定時(shí)，R大則濕周小，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：（適用于0.1mR3m的明渠） n粗糙系數(shù)，視材料而定。 y與n及R有關(guān)的指數(shù)。 近似公式：根據(jù)兩個(gè)公式的使用情況選用巴甫洛夫斯基公式計(jì)算c值， ,單位：米圓管：梯形：mn值來(lái)自十天高速水文計(jì)算書Q=Q1+Q2=A1+A2 =23.26 m3/sQp=2.47 m3/s由此可得排水設(shè)施滿足要求。