水文学期末考试作业土木.doc

水文学结课作业计算书 水文学结课作业 根据所学水文学知识，进行以下工程的设计洪水推求。已知资料和设计任务要求如下。 一、工程概况 某高速公路大桥跨越的河流断面来流由干流和支流洪水组成，干流水文站位于桥址上游1km处，资料可用于推求桥址处洪水，支流洪水由地区降雨资料推求。该工程的设计洪水标准为洪水频率P=0.01。干、支流与桥址位置示意图见图1。 干流洪水资料有年洪峰最大流量，包括调查和实测资料，见表1。实测系列长度虽不足30年，但本题暂用这些资料作统计。另外，还调查到桥址附近干流1900年岸坡上洪痕点2个，分别位于水文站和桥轴线处，洪痕点高程分别为121.3m和120.8m，桥址断面河床高程为115.03m，河床比降为0.5‰，床面与边坡曼宁粗糙系数n=0.012，河宽500m，据此可得该年洪峰流量，作为一个洪水统计样本点。 支流洪水为一小流域汇流形成，无实测洪水流量资料。已知小流域面积为209km2，流域长度为37km，流域河道比降为0.0047，但由该地区《水文手册》查得暴雨资料：24小时暴雨均值为90mm，暴雨参数为0.5，，降雨损失为，=0.46，=3.5，汇流参数图1 表1 桥址河段年最大洪峰流量 水文站实测 年份 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 流量（m3/s） 6120 5610 3900 5300 8670 5830 3690 4390 4230 3930 年份 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 流量（m3/s） 3540 7340 4430 5920 5100 2720 3570 调查洪水 年份 1904 1921 流量（m3/s） 15100 20600 二、设计总任务 1）推求桥址设计洪水流量 （52分） 2）按均匀流假设，求桥址断面设计流量的平均流速和水深（8）。 三、具体要求：设计计算书中必须明确包含以下几个关键得分点 推求干流部分设计洪水时采用统一样本法，并说明各计算步骤的原理； （12分） 2）讨论特大洪水出现年与调查年对特大洪水重现期的影响（辅以假设算例说明）； （5分） 3）根据1900年调查资料，计算该次洪水流量； （8分） 4）正确处理总体样本关系； （3分） 5）小流域设计洪水计算，及其原理说明； （10分） 6）桥址断面设计洪水流量推算； （5分） 7）按均匀流假设，求桥址断面设计流量的平均流速和水深。 （8分） 8）适线法至少试3条理论曲线 （4分） 9）完整明确的设计计算书（含计算原理、计算过程、必要图、表）（5分） 设计计算书 样本选取 河流上一年内要发生多次洪水，每次洪水具有不同历时的流量变化，如何从历年洪水系列资料（包括实测洪水资料和调查的历史洪水资料）中选取表征洪水特征值的样本，是洪水频率计算的首要问题。 题目中给出了水文站测出的流量数据资料。其中的三年调查期的数据显示属于特大洪水流量，而实测期中的数据则是各项洪水值直接按大小顺序统一排位，序号是连贯的，在各项洪峰之间没有空位，属于连续序列。具有代表意义，有助于推求出更加精确的洪峰流量。为减少工程安全风险，推求设计洪峰流量一句的样本资料采用“年最大值法”，方法简便、操作容易、样本独立性比较好。同时年最大洪峰流量可以直接从水文年鉴上直接查得，所以也比较方便，因此样本选出的数据位年最大洪峰流量的值。 干流部分洪水流量推求; （统一样本法） 由题意所给出的数据和条件需要先计算出1900年的流量，在水文站和桥轴线处洪痕点2个，洪痕点高程分别为121.3m和120.8m，桥址断面河床高程为115.03m，河床比降为0.5‰，床面与边坡曼宁粗糙系数n=0.012，河宽500m。 因此得到1900年的洪水流量是： 这里水力半径可以直接用水深代替，因此 因此得到1900年的洪水流量是：. 根据表格所给出的数据计算平均流量为， （原理：由于计算得到了，所