桥涵水文复习题答案

桥涵水文复习题1.桥梁环境概念，P3人类活动对桥梁环境有哪些影响？P4-5桥梁环境分为自然环境和社会环境。影响：1河床采砂导致桥梁破坏及河床的抗洪能力下降；2山岭隧道的弃渣和生活区改河对自然环境的影响；3山区的纵向桥或高架桥对山区急流河槽水流的影响2.河流、流域概念，及其相互关系P17河流：地面径流长期侵蚀地面，冲成沟壑，形成溪流，最后汇集而成河流；流域：降落到地面的水，被高地、山岭分隔而汇集到不同的河流中，这些汇集水流的区域，称为，某河流的流域。相互关系：流域是河水补给的源地，流域的特征直接影响河床径流的形成和变化过程；3.河段如何划分？P16各有什么特点？P16一般的天然河流，从河源到河口可以按照河段的不同特性，划分为上游、中游和下游三个部分。特点：上游是河流的最上段，紧接河源，多处于深山峡谷中，坡陡流急，河谷下切强烈，流量小而水位变化大，常有急滩和瀑布，河底纵断面多呈梯形。中游是河流的中间段，两岸多为丘陵，河床比降较平缓，两岸常有滩地，冲淤变化不明显，河床较稳定。下游是河流的最下段，一般多处于平原区，河槽宽阔，流量较大，；流速和底坡都较小，淤积作用明显，浅滩和河湾较多。4.河流基本特征包括哪些，熟悉河流断面形状及组成部分。P16基本特征：河流断面、河流长度及河流比降断面形状（横断面和纵断面）由于水流和河床的相互作用，断面形状将时刻不停的发展变化着。组成部分：河滩、河槽（主槽和边滩）。5.流域有哪些特征？各个特征对径流形成有什么影响？P17特征:几何特征，主要是流域面积和流域形状。流域面积的大小，直接影响汇集的水量多少和径流的形成过程。流域形状主要影响流域内径流汇集的时间长短，也影响径流的形成过程。自然特征，主要指流域的地理位置和地形。一切水文特征都与地理位置有密切联系，流域的地形一般以流域平均高程和流域平均坡度来表示,流域平均高程对降雨和蒸发都有影响，流域平均坡度是确定径流汇流速度和汇流时间的重要因素，坡度陡则汇流快，土壤入渗减少，使径流量增大。另外，流域内的地质、土壤、森林植被、湖泊等，也都是流域的自然地理特征，与径流的形成过程有密切关系。6.总结山区河流和平原河流地形，河床形态，水文特点的区别，考虑建在山区河流和平原河流上的桥梁，处理上应有哪些不同？（需要加上桥墩的问题，结合P124等来考虑；参考P217的内容）P18地形：山区河流流经地势高峻、地形复杂的山区；平原河流流经地势平坦的平原地区。河床形态：山区河流河床多为基岩、乱石或卵石组成，冲刷变形缓慢，河床比较稳定；平原河流由于水流和河床的相互作用常形成一系列泥沙冲积体，并在水流的作用下不断变化，因而整个河床处于不断发展变化中。水文特点：前者坡面陡峻，岩石裸露，汇流时间短，降雨强度大，洪水暴涨暴落，水位和流量的变幅极大，但洪水持续的时间不长，且比降和流速都较大；后者具有广阔的河滩，洪水时河滩被淹没，中、枯水季节时则露在水面以上，靠近河槽处形成地势较高的自然堤，在远离河槽的滩地上形成洼地、湖泊而且河滩具有明显的横比降。7.掌握径流形成过程P20-21，熟悉影响径流的主要因素p22-23流域内，自然水开始到水量流过出口断面为止的整个物理过程，成为径流的形成过程。可分为四个阶段：降雨过程、流域的蓄渗过程、剖面漫流过程和河槽集流过程。影响因素1气候因素（降雨和蒸发）2下垫面因素3人类活动因素8.熟悉我国河流补给类型。P23雨源类、雨雪源类和冰雪源类。9.水文现象的特点？P371周期性2地区性3不重复性（偶然性）10.成因分析法P38研究水文现象的物理成因和水文现象同其他自然现象有关因素之间的相互关系，建立计算关系式，并力求推理分析清楚，物理概念明确。对于小流域径流常采用推理公式、经验公式进行计算。11.考证期与重现期有何区别P42,P74？确定历史洪水调查的考证期及的重现期。（计算）P74-75(例题)把文献考证的最远年限至实际调查时的年限，成为考证期；重现期T=1/P(P为年频率)12.中值、众值、均值P44-47均值是系列中随机变量的算术平均数；系列中的随机变量为等权时，按大小递减次序排列，位置居于正中间的那个变量，称为中值；系列中出现次数最多的那个变量，就称为众值。13.统计参数与密度曲线、频率曲线之间的关系。P48-49均值反映密度曲线的位置变化；变差系数Cv反映密度曲线的高矮情况；偏差系数Cs反映密度曲线的偏斜程度。均值反映频率曲线的位置高低，值越大曲线越高；变差系数反映频率曲线的陡坦程度，值越大曲线越陡；偏差系数反映频率曲线的曲率大小，值大于0时，头陡尾缓；值小于0时，头平尾陡。14.曲线绘制中如何建立坐标体系？P54先计算各个指定频率的流量值，根据各个频率值以及对应的流量值，在海森几率格纸上绘出一条圆滑的曲线就是理论频率曲线（PearsonⅢ）。15.什么抽样误差？P55如何减少？P56利用样本推算总体的参数值所引起的误差即抽样误差；抽样误差是统计方法本身造成的，只能以延长观测年限、增大样本容量、增强样本代表性等措施来逐步减少。16.在我国桥梁水文分析中，习惯认为相关系数绝对值大于0.8就可使用相关分析进行资料数据的插补和延长。如何进行插补及延长？（计算）相关分析17.设计洪水频率？P42-43设计流量？P70根据国家技术标准规定的某一设计洪水频率，推算该频率相应的洪水的洪峰流量，称为设计洪水流量，简称设计流量。为了经济合理的确定工程的设计流量规定的桥涵设计洪水频率。18.适线法确定设计洪水流量的步骤？P711将已知的随机变量系列，按大小递减次序排列，计算各项变量的经验频率，并在几率格纸上绘出经验频率点群，必要时也可以目估绘出经验频率曲线；2应用矩形公式计算Q和变差系数Cv，并假定Cs=m*Cv。在绘有经验频率点群的同一几率格纸上绘出理论频率曲线；3观察理论频率曲线和经验频率曲线的符合程度，反复调整统计参数，知道两者附和最好为止，即可确定统计参数Q、Cv和Cs的采用值及采用的理论频率曲线。19.什么是特大值的处理？P73为什么要进行特大值处理？P74在统计计算中，就不能把这些特大值与其他数值同等对待，而需要进行适当的处理和调整，即所谓特大值的处理。通过特大值的处理，考虑了特大洪水的影响，可以起到延长系列的作用，能增强系列代表性，减少各参数值的抽样误差，提高计算结果的稳定性和可靠性。因而要进行特大值的处理。20.试分析桥位河段水流图示。P121-122桥位河段的水流图示，反映了建桥后水流和泥沙运动的变化，并表现了桥孔长度、桥前壅水和桥下冲刷三者之间的关系，应作为桥孔计算和分析依据。21.何谓冲刷系数？P131冲刷系数法计算桥下过水面积的假设是什么？冲刷后与冲刷前的过水面积之比，即p=A冲后/A冲前，称为冲刷系数；假设条件：桥下过水面积扩大到使桥下流速等于天然河槽流速时，桥下冲刷即停止。冲刷系数法适应于细颗粒、均匀的沙质河床、平原稳定性河床。22.桥面高程如何确定？P134-138不通航和通航的桥面高程计算式？P142桥面高程是指桥面中心线上最低点的高程，必须满足桥下通过设计洪水、流冰、流木和通航的要求，并且应该考虑壅水、波浪、水拱、河湾凹岸水面超高以及河床淤积等各种因素引起的桥下水位升高。1不通航河段⑴按设计洪水位计算桥面高程Hmim=Hs+∑∆h+∆jh+∆Dh⑵按流冰水位计算桥面高程Hmim=HsB+∆Dh+∆jh2通航河段Hmin=Htn+Hm+∆jhDh23.桥梁墩台冲刷三部分？P148自然（演变）冲刷、一般冲刷和局部冲刷。24.悬移质，推移质，床沙概念P148-149在一定的水利条件下，泥沙处于运动状态，颗粒较细的泥沙被水流中的紊流漩涡带起，悬浮于水中向下游运动，这种泥沙称为悬移质；颗粒稍大的泥沙，则在床面上滚动、滑动或跳跃着间歇性向下游移动，前进的速度远小于水流的速度，这种泥沙称为推移质；比推移质颗粒更大的泥沙则下沉到河床面静止不动，称为床沙。25对桥梁冲刷起作用的颗粒类型？P149其主要作用的是推移质和床沙；颗粒很细的悬移质泥沙，对长江段的河床演变才起到主要作用。25.起冲流速；P163起动流速V0概念P150，起动流速计算公式所表达的意义P151，起动流速与粒径之间的关系。P151当桥墩迎水面二侧的流速达到床沙起动流速时，床沙开始向下游移动，桥墩开始冲刷，此时上游的行进流速称为桥墩的起冲速度；起动流速就是床面泥沙颗粒在各种外力作用下，失去平衡，泥沙开始运动时的水流垂线平均流速；公式前一项反映重力对起动的抗拒，第二项反映黏结力对起动的抗拒；此外还有将床面流速或1m深处流速化为垂线平均流速的系数。但水深为1m时绘制的V0和粒径d的关系曲线，二条曲线的基本形状相同在d=0.15mm附近，起动流速有个最小值。该值右侧，起动流速以克服重力为主，起动流速随粒径的增大而增大；该值左侧，起动流速以克服粘结力为主，起动流速随粒径增大而减小。26.什么是副流，其分类，作用？与主流有何区别？P153-156由于过水断面形状的改变或河湾的影响，伴随着主流，在水流内部形成一种尺度较大的旋转流动，这种从属主流而存在的旋转流动即为副流；分类：立轴副流（回流）、平轴副流（滚流）、顺轴副流（螺旋流）；副流的存在是河床冲淤变形的直接原因。27.影响河床演变的主要自然因素？P1561上游来水条件，即流量的大小和变化；2上游来沙条件，即上游来沙量及其粒径组成；3河床地质、土质条件、河床比降为河床演变提供了边界条件。28.输沙平衡原理，动床冲刷，清水冲刷P158河槽中床面泥沙处于运动之中，桥墩局部冲刷停止的条件为单位时间内上游冲入落入冲刷坑内的泥沙量与漩涡卷走的泥沙量相等，即输沙平衡；习惯上，河槽中墩台的冲刷为动床冲刷，河滩中墩台的冲刷为清水冲刷。29.冲止流速原理P159桥下一般冲刷停止时的垂线平均流速称为冲止流速，桥下断面内任意在一般冲刷过程中垂线平均流速降低到该垂线的冲止流速时，冲刷即停止，此时达到最大一般冲刷垂线水深。30.掌握局部冲刷机理，P163冲刷深度与行进流速之间的关系。P164冲刷深度和行进流速的关系呈现下端（清水冲刷）较陡，上端（动床冲刷）较缓的一条连续的下凹曲线，在清水冲刷和动床冲刷的分界点并无明显变化。31.掌握桥台绕流的水流结构。P172-174桥台附近的水流由主流区（A）、下游回流区（B）和上游滞流区（C）组成。32.桥墩最低冲刷线桥梁设计时，计算的桥墩、桥台全部冲刷完成后的床面位置，有最低冲刷线高程来表示。33.调治构造物包括哪些设施？有什么作用？P182主要包括各种形式的导流堤、丁坝及其他桥头防护工程；调治构造物用以调节水流，引导水流均匀、顺畅的流过桥孔，防止桥下端面和上下游附近的河床、河岸发生不利变形，确保桥梁安全。34.小桥按照下游天然水深的分类？P192自由式出流和淹没式出流35.大中桥与小桥孔径计算不同点?P193大中桥允许河流发生一定的冲刷，一般采用天然河槽平均流速作为设计流速；小桥涵一般不允许河底发生冲刷，可以根据河床加固铺砌的类型，选择适当的容许流速作为设计流速。36.掌握涵洞分类，特点及应用P204根据涵洞洞身的构造形式不同，涵洞可分为圆管涵（受力情况良好，圬工数量少，造价低）、拱涵（超载潜力大，砌筑技术易掌握，养护费用低，便于就地取材）、盖板涵（适于低路基地段使用）和箱涵（适用于软土地基，高速公路的通道多采用）、倒虹吸管（在路基填土不高、路线二侧水深高于路基高度或在浅路堑处使用）等。37.熟悉涵洞洞口形式选择，常见的八字翼墙、一字翼墙等。P204-205常用的：八字翼墙式、锥形护坡式、一字墙护坡、跌水井式及流线型洞口等38.桥位勘测包括内容？P214-216桥位勘测阶段，进行桥位资料的搜集，通过现场勘测、测量、钻探等手段获得实地地形、地貌、水文、地质等自然环境资料，并现场选定桥位方案。39.熟悉桥位方案选择P216-21940.定床模型，动床模型适用P222桥梁墩台、导流堤及丁坝等建筑物冲刷的研究，建桥后河床、海床变形的研究等都要用动床模型试验；凡是以研究水流为主，河床、海床变形不大且对研究的问题无显著影响是一般用定床模