橋涵設計流量推算6形態調查法

直接類比法暴雨推理法

第六章：橋涵設計流量推算

流量是小橋涵設計中確定建筑物形式和孔徑的一個主要參數。公路沿線跨越的小河溝，其匯水面積小，洪水歷時短，往往缺少或根本沒有水文站，大多屬于無觀測資料的情況。目前全國各地公路、鐵路、水利部門根據歷年實踐經驗和理論探討，制定了各種小流域流量計算公式和相應的圖表，實際應用時，這些公式和圖表可作參考，并應以多種計算方法予以比較。

本章介紹通常采用的形態調查法、暴雨推理法、直接類比法。第六章：橋涵設計流量推算形態調查法一、原理及步驟1.原理（概念）

形態調查法是用調查河槽形態與歷史洪水位的手段，取得河槽某一過水斷面在該洪水位下的過水面積、平均流速及洪水頻率資料，據以推算橋涵處設計流量的方法。目前，主要通過建立形態斷面，并繪制形態斷面圖，確定主河溝的糙率,主河溝平均坡度,有條件時實測水位與流速。結合形態斷面進行洪水調查，確定比較可靠的某一歷史洪水位及相應的頻率。同時確定歷史洪水位在形態斷面上的過水面積與相應的比降等資料。推算形態斷面上的歷史洪峰流量，進而求得規定的頻率的設計流量。第六章：橋涵設計流量推算形態調查法一、原理及步驟2.步驟1）設置形態斷面；2）形態斷面調查，調查內容包括：歷史洪水位及頻率調查、斷面測量、洪水（或河床）比降測量、河床形態調查及糙率的確定等內容；3）形態斷面處流量計算；4）頻率換算。將形態斷面的流量換算為設計頻率的流量。第六章：橋涵設計流量推算形態調查法用均勻流公式計算流速：（1）應用式6-24計算全斷面的平均流速（6-24）式中：—謝才系數，；

—粗糙系數，（n為糙率）查表6-25可得；

—水力半徑（m），，即等于過水斷面與濕周長度之比；

—該河段洪水比降，（無法獲得時，可近似以河溝底縱坡代替）；

—可變指數，查表6-25可得。二、斷面流速和歷史洪峰流量計算

1.流速的確定第六章：橋涵設計流量推算形態調查法二、斷面流速和歷史洪峰流量計算

1.流速的確定用均勻流公式計算流速：（2）當水位升高時，全河的粗糙程度顯著增大（如有密林的河灘或河床含沙量很大，河岸阻力很大等）用曼寧（滿寧）公式計算：（6-25）（3）對于洪水時河床糙率變化不大的小河溝，也可用簡化公式（6-26）計算全斷面的平均流速：（6-26）式中：—主河溝粗糙系數，按表6-26選用；—主河溝平均坡度（‰）,計算中以小數計；

—平均水深（m），近似為：三角形斷面=0.5H,梯形斷面=0.6H，矩形斷面=H；

—多年平均洪水位時的最大水深（m）。第六章：橋涵設計流量推算形態調查法三、按橋涵規定設計頻率推算形態斷面處的周期流量在調查到形態斷面處的洪水位，并確定其頻率且計算出洪峰流量后，還必須把它換算成擬建小橋涵的規定設計頻率時形態斷面處的周期流量。可按下式推求式中：—歷史洪水位已知頻率時的流量模比系數。第六章：橋涵設計流量推算形態調查法[例6-4]1.當I≈i=0.6‰，系順直的土質（粘土、砂）河槽，由表6-25可查得糙率n=0.025，粗糙系數m=40，指數y=1/6；2.根據實測河溝斷面（圖6-8）作一般計算，見表6-30。有一山區天然河溝，形態斷面圖如圖所示。經洪水調查得25年一遇的某一歷史洪水位水痕標高為179.30m，形態調查得洪水比降I=0.6‰，河溝縱坡i與洪水比降基本相同。溝床土質為中砂，溝岸為粘土。河溝較順直，附近沿程各斷面變化不大。匯水區表土為Ⅳ類土。試按均勻流公式計算此形態斷面處的歷史洪峰流量，并求擬建小橋涵規定設計洪水頻率為1/50時，該斷面的周期流量第六章：橋涵設計流量推算形態調查法3.計算歷史洪峰流量及全斷面平均流速：水力半徑以均勻流公式(6-25)計算全斷面平均流速：歷史洪峰流量：[例6-4]有一山區天然河溝，形態斷面圖如圖所示。經洪水調查得25年一遇的某一歷史洪水位水痕標高為179.30m，形態調查得洪水比降I=0.6‰，河溝縱坡i與洪水比降基本相同。溝床土質為中砂，溝岸為粘土。河溝較順直，附近沿程各斷面變化不大。匯水區表土為Ⅳ類土。試按均勻流公式計算此形態斷面處的歷史洪峰流量，并求擬建小橋涵規定設計洪水頻率為1/50時，該斷面的周期流量第六章：橋涵設計流量推算形態調查法4.推求擬建小橋規定頻率時形態斷面處的周期流量

：[例6-4]有一山區天然河溝，形態斷面圖如圖所示。經洪水調查得25年一遇的某一歷史洪水位水痕標高為179.30m，形態調查得洪水比降