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第一章桥涵水文的数学基础在一定的条件下必定发生的事件称为必然事件在一定的条件下必定不会发生的事件为不可能事件。在一定的条件下可能发生也可能不会发生的事件称为随机事件。概率——表征随机事件发生可能性大小的数值重现期——重现期与频率是互为倒数维泊尔公式Qp=(fpCv+1)Q(1.11)Qp——频率为p的洪水流量（立方米/秒）Q——年最大洪峰流量的平均值（统计参数）fp——与频率p对应的离均系数（见表1.1）v——频率曲线的变差系数（统计参数）；1平均流量--反映了流量系列的平均水平。2变异系数--表征各流量对于平均流量的变化差异程度。3偏差系数--反映各流量偏离平均流量的不平衡性。第二章径流过程坡面漫流的雨水汇入河槽后，顺着河槽由小沟到支流，由支流到干流，最后到达流域出口断面，这个过程称为河槽集流。流量过程线：流量随时间而变化的关系曲线。水位过程线：水位随时间而变化的关系曲线。1、降雨历时一场降雨由开始到结束所经历的时间。2、降雨强度a单位时间内的降雨厚度，雨强，单位为mm/h。3、雨强过程线（雨型）：雨强随时间的变化过程。假定：流量与相应的暴雨具有相同的概率模型和频率。雨力：单位时段的降雨量通常列出了年最大24小时的等雨量线汇流参数m---反映下垫面因素对坡面漫流和河槽集流的影响。相当于单位流量和比降为1时的流域汇流速度。第三章河道与泥砂运动河流的分段一条河流从河源到河口通常可分为上游、中游、下游三部分。河源是指河流的发源地，可以是溪涧、泉水、冰川、沼泽或湖泊等。河口是河流流入海洋、湖泊或干流的地方。上游直接连着河源，其特点是河道坡度大，水流急，流量小，水情变化大，河谷窄、多急滩瀑布，河槽以冲刷下切占优势。中游特点是河道坡度变缓，流速减小，流量加大，冲淤不严重，河床比较稳定，但侵蚀力量增强，河槽逐渐拓宽和曲折，两岸出现滩地。下游河道坡度更缓，流速更小，流量更大，淤积作用显著，多浅滩和沙洲，河曲发育。降水落到地面形成的地表与地下径流，被山岭、高地分隔而汇集到不同的河流中，汇集水流的同一区域为某河流的流域。即河流的集水区域。流域面积:河口断面以上的积水区域。流域长度L（Km）:从流域出口到流域最远点的流域轴线长度。河槽：往往常年有水,洪水期泥沙运动,无植被河滩：汛期才有水流，洪水中无底沙运动,有植被只有河槽而没有河滩的断面称为单式断面。河槽断面内通过流水的部分为过水断面。分水线：流域的周界河流长度：河源到河口的距离比降：中泓线上单位长度的水面落差中泓线：河流横断面中最大水深点顺流方向的连线。悬移质：洪水中悬浮于水中向下游运动，颗粒较小推移质：在河床面上呈滚动、滑动、跳动等方式向下游运动，颗粒较大床沙：河床上静止不动的泥沙，颗粒最大。河床演变的动力：输沙的不平衡性纵向变形:河流上、中、下游发育成长横向变形：河湾螺旋流引起横向变形影响河床演变的因素：流域的产沙条件；流量大小；河床质和河床的比降造床流量：用一个与多年流量过程的综合造床作用相当的流量作为代表流量第四章水文观察与形态勘测流速分布：岸边的流速较之河道中间的流速小，河流表面的流速较之河底的流速为大。湿周：过水断面中水流与周界接触的周长。形态勘测法的目的：利用历史洪水的水文资料，求历史流量2．对形态断面的要求尽量接近明渠均匀流的条件(1)顺直、水流顺畅的河段，最好选单式断面(2)河滩窄，无河汊、沙洲、无支流汇入(3)无深潭、无暗礁、无大孤石、冲淤变化小(4)其流向应基本一致，无回水、漩涡(5)不受顶托、倒灌、水库壅水、泄洪影响（6）两个断面不宜相距太远，其间无支流汇入(7)在桥址附近，有可靠历史洪水水位点糙率系数--表征了河床的粗糙程度，河床表面对水流的阻碍作用5．确定主槽和河滩(1)一般常年有水或者普通洪水即淹没的部分是主河槽。河滩只有在高水位时才淹没。(2)河床横断面地面线有突变处常是主槽与河滩的分界点。(3)卵石外露部分是主槽，细砂覆盖长有杂草或灌木丛等植物、水流缓慢部分是河滩。(4)洪水期间河床表面有泥沙运动的部分是主槽，无泥沙运动的部分为河滩，本质区别第五章：利用流量观察资料求设计流量设计流量（m3/s）：是指相应于设计洪水频率的洪峰流量。设计水位（m）：桥位计算断面上通过设计流量相应的水位，称为设计水位。设计流速（m/s）：设计流量通过时桥位断面河槽平均流速。适线法步骤第一步将流量按大小排序第二步，用维泊尔公式计算经验频率第三步，将排列后的(Qm,Pm)点绘于海森机率格纸上第四步计算统计参数第五步，将经验频率点群点绘在海森机率格纸上第六步，计算一组理论频率曲线第七步，将这组理论频率曲线绘在海森机率格纸上第八步，选择一条最合适的曲线。适线法确定理论频率曲线注意事项1、要把经验点群和理论频率曲线绘制在海森机率格纸上；2、设计流量取自小频率区段，在适线法中应特别强调小频率区段中理论频率曲线与经验点群的吻合程度，而对频率较大区段的吻合程度则可以适当放松；3、适线法最终目标是选取一条理论频率曲线，并使它与经验点群吻合，通常采用保留均值和Cv的计算值，而变动Cs。有时也可以变动均值和Cv，以使得效果最佳。第六章大中桥的桥位选择和孔径检算桥孔长度确定的基本原则：1、满足排洪和输沙的要求；2、保证设计洪水及其所携带的泥沙从桥下顺利通过；3、综合考虑桥孔长度、桥前壅水和桥下冲刷的相互影响。确定设计流速=河床土的不冲刷流速Vb设计流速不一定是天然河槽相应于设计水位和设计流量所对应的流速。它是设计者在考虑投资与安全等综合因素后，在布置桥梁孔径确定实际过水断面时选定的一个流速。孔径布置注意事项1）留余地2）斜交桥3）通航桥4）河床演变5）检算孔径6）安全第一Hs--设计流量Qp通过时桥址处水位标高ΣΔh--Qp通过桥梁时的桥前壅水高度、浪高、波浪壅高、河湾超高、水拱、局部股流壅高、床面淤高、漂浮物高度等Δhj--不通航河流的桥下净空安全值Δh0--桥梁上部构造（包括桥面铺装层）建筑高度桥下河床三类变形第一类:河道自然演变引起的河床变形，其中深槽变动引起的冲刷为集中冲刷第二类:桥渡使水面变窄后引起的河床变形，一般冲刷第三类:桥墩阻水，墩周围水流结构变化引起墩周围的冲刷，局部冲刷假定：一般冲刷先发生，最大一般冲刷深度发生在桥墩处；局部冲刷在一般冲刷的基础上再发生，并达到极大值。说明：冲刷深度=水面高程–冲刷后最低点高程局部冲刷机理在一般冲刷发生后，水流以墩前行近流速V冲击桥墩。由于桥墩的阻水作用，桥墩周围的水流结构发生变化；在墩底反向漩涡与墩侧斜轴漩涡共同作用下出现冲刷坑。床面泥沙起动时的流速，称为床沙起动流速，以v0表示行近流速，桥墩上游不远处，未受绕流影响的墩前天然流速河床各处冲刷最大深度连线，即冲刷线（河槽稳定主泓不摆动）最大冲刷深度hpm=一般冲刷深度hp+局部冲刷深度hb第七章利用雨量推算流量小流域洪水：推理公式法、单位线法、经验公式法推理公式法：假定流域的降雨过程与损失过程的差为产流过程，并把汇流时间内所产生的径流概化为强度不变的过程；把汇流面积曲边形概化成矩形；假设暴雨和洪水同频率，有关的其它参数不再有频率的概念。第一步：查该省《水文手册》H24=250mm,n=0.7,第二步：计算Sp第三步：确定汇流参数,查该省《水文手册》得m=1.0第四步：计算产流历时第五步：计算设计流量Qp，假设tcτ即全面汇流；全面汇流，出口断面处的设计洪峰流量是全流域所形成。部分汇流：出口断面流量是部分面积汇流n:暴雨衰减指数t:流域汇流时间0.278：流量与雨强单位统一时带来的换算乘子自由式出流：桥下河槽的天然水深h≤1.3hk（临界水深）；淹没式出流：h1.3hk第八章小桥涵孔径计算影响小桥孔径的因素1、设计流量Qp。一般根据雨量资料推算设计流量。2、桥前允许壅水高度。注意保护农田，避免被一般洪水淹没。3、河床加固所对应的容许流速。流量相同时，河床加固得愈好，容许流速就愈高，桥前壅水就愈高。通过涵洞内的全部长度都有自由水面，称为无压式涵洞水流水流充满洞进口断面，但洞内全部或部分有自由水面，称为半压力式。水流充满整个涵身，洞内没有自由水面，呈有压力流动。压力式第九章检算新桥有：勘测误差、计算误差、建造误差老桥有：勘测误差、计算误差；无建造误差检定规范的安全值有所降低，这是因为设计规范的对象是没有建造的桥梁，它必须面对设计的不定性带来的风险，如设计流量可能不准确、地质资料不准确等，它还必须面对施工因素不定性带来的风险，如测量误差、模板变形等；而检定规范面对的是已经施工好的桥梁，它只可能有流量计算不确定等计算方面的不定性，安全储备值可以放松。整孔防护和局部防护