水文学重点计算题

1、某桥跨越次稳定性河段，设计流量为8500sm/3，河滩流量450sm/3，河床全宽380m，河槽宽度为300m，设计水位下河槽平均水深6.5m，河滩平均水深3.5m，试用经验公式计算桥孔净长。1．解：由题知，smQp/85003，smQt/4503则河槽流量smQQQtpc/805045085003河槽平均单宽流量)/(83.2630080503msmBQqccc又知mhc5.6则水流压缩系数26.1)5.6300(92.0)(06.006.01cchBk桥孔净长mqQLcpj27383.2616.185002、某小河设计流量50sm/3，天然水深2.0m，桥下拟单层铺砌20cm的片石，建一座桥台为锥坡填土的钢筋混凝土板桥。忽略桥前行近流速水头时，试拟定桥梁孔径和桥头路堤最低高度。（注：查表得河床的容许不冲刷流速smVbc/0.4，侧收缩系数9.0，流速系数9.0；标准图选用的单孔10m的钢筋混凝土板式梁桥，净跨8.98m）2．解：（1）计算桥孔长度B由题的桥下临界水深kh为mgVhbck63.18.90.422而1.3kh=2.12m，又知mht0.2，显然kthh3.1，所以桥下为自由流临界水深对应的水面宽度B为mVgQBkp51.80.49.0508.933而标准单孔10m钢筋混凝土板式梁桥的净跨为8.98m，与计算的B相差未超过10%，故采用标准桥跨，且不必复核桥下水流状态（2）计算桥头路堤最低高度路H采用标准单孔10m钢筋混凝土板式梁桥时，对应的临界水流流速和水深为mBgQVpk93.398.89.08.95033mgVhkk58.18.993.322桥前水深H为mgVhHkk55.29.08.9293.358.122222mHH05.35.055.2路，即桥头路堤高于河床的最小高度为3.05m.3、某三级公路跨越平原区次稳定河段，拟建一座桥，桥位处横断面如图所示，河床土质为粗砂、砾石。建筑河段为五级航道。根据桥位附近水文资料，得设计流量为3500sm/3，设计水位63.65m，设计水位对应的河槽流量3190sm/3，河滩流量310sm/3，河槽平均流速为3.1sm/，全断面平均流速2.6sm/，总过水面积13402m，河槽过水面积10302m，河滩过水面积3102m，设计水位对应的水面宽为234.27m，河槽宽为111.67m。试分别用冲刷系数法和经验公式估算桥孔长度。（注：五级航道要求桥下净跨不小于38m，冲刷系数25.1P）3．解：（1）用经验公式法计算桥孔长度mB27.234mBc67.111河槽平均单宽流量)/(57.2867.11131903msmBQqccc又知21030mc，则得河槽平均水深mBhccc22.967.1111030则水流压缩系数16.1)22.967.111(92.0)(06.006.01cchBk桥孔净长mqQLcpj10657.2816.13500（2）用冲刷系数法计算桥孔长度根据要求，初步拟定桥梁上部结构采用预应力钢筋混凝土简支梁桥，桥跨选用标准跨径40m，并假定墩宽1m。侧收缩系数97.01401.3375.01375.01jslV过水面积折减系数025.0401lb则通过设计流量时所需要的桥下最小毛过水面积29551.325.1)025.01(97.03500)1(mPVQspg而河槽毛过水面积为10302m，显然大于计算所需的过水面积所以直接可以在河槽全宽范围内布置桥孔。根据所拟定的桥梁跨径可知，需在全河槽宽度（111.67m）范围内布置3跨桥孔。所以即得桥孔净长度为mLj117)140(3桥孔长度为mL120403与经验公式计算结果相差不大。4.某流域面积为5002km，流域多年平均降雨量为1200mm，多年平均流量为8sm/3，问该流域多年平均蒸发量为多少？若在流域出口断面建一水库，水库水面面积为102km，当地蒸发器皿观测的多年平均年水面蒸发值为1000mm，蒸发器折算系数为0.8，问建库后出库的多年平均流量时多少？解：由题可得多年平均径流深度为mmFTQR576.504500100036002436581000根据流域内水量平衡原理，可知：ERP所以mmRPE424.695576.5041200建库后实际的水面蒸发量为mmE8008.01000将水库作为一个小型闭合区域，该区域多年后的水量仍遵循水量平衡原理。所以建库后水库的多年平均径流深度为mmEPR40080012001相应的多年平均出库流量为smTRFQ/13.036002436540010100010003111