河流概论-水力学与桥涵水文第二版-教学.pptx
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1、叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文19-1 水文现象的特性及研究方法o有关概念n降水空气中水汽冷凝并降落到地表的现象,如雨、雪等现象。o降水过程:水汽外力作用下上升,高度越高,气压越低膨胀温度下降(动力冷却),至露点时,达到饱和状态云滴碰撞、凝聚、合并增大降水o降水的三个因素:水汽、上升运动和冷却凝结叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文29-1 水文现象的特性及研究方法o有关概念n蒸发液态或固态水转为气态并向大气逸散的现象。o散发植物从土壤中吸收水分,输送到叶面和茎后大部分散发到空气中的现象。o蒸发是海洋、陆地上的水返回大气的唯一途径。n入渗(下渗)地表水经过土壤表面进入土壤的现象。叶镇国
2、彭文波 编著水力学与桥涵水文39-1 水文现象的特性及研究方法o有关概念n径流降水在重力作用下沿一定路径(流域地面或地下)流动(向河川、湖泊、水库、洼地)的水流。o地表径流:沿地表流动o坡面漫流:沿山坡漫流o河川径流:在河槽中流动o地下径流(基流):在地下流动o水文现象:降水、蒸发、渗流和径流的通称叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文49-1 水文现象的特性及研究方法o水文学研究水在自然界循环运动变化规律的一门学科。水文循环:水圈中的各种水文循环:水圈中的各种水体通过不断蒸发、水汽水体通过不断蒸发、水汽输送、凝结、降落、下渗、输送、凝结、降落、下渗、地面和地下径流的往复循地面和地下径流的往复循
3、环过程环过程。水文循环是地球上最重要、水文循环是地球上最重要、最活跃的物质循环之一,最活跃的物质循环之一,研究水文循环的目的,在研究水文循环的目的,在于认识其基本规律,为涉于认识其基本规律,为涉水工程提供设计依据并寻水工程提供设计依据并寻求抗灾减灾的办法。求抗灾减灾的办法。叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文59-1 水文现象的特性及研究方法o水文现象的特性n随机性:水文现象发生的时间和数值的偶然性。o在同一观测条件下,同一现象结果不定的特性,称为此现象的随机特性。n周期性:水文现象长时期的平均重现性。o重现性是与之关系密切的气候因素受到地球自转、公转及其他天体运动制约的结果,因而具有年、季、
4、日及多年的周期性变化规律。n地区相似性与特殊性叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文69-1 水文现象的特性及研究方法o相似性,即地理位置相近、气候因素与地理条件相似的河流或河段,其水文现象特性亦相似。o特殊性,即地理位置不同或气候与地理条件有差异的河流或河段,其水文现象可有不同的变化规律。o水文学的研究方法n数理统计法o以概率论和数理统计为理论依据,根据试验或观测所得数据,对研究对象的客观规律作出预估或判断的数学方法,称为数理统计法。o在水文分析与计算中的应用,又称为水文统计法。叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文79-1 水文现象的特性及研究方法n地理综合法o根据水文现象的地区特性,利用大量
5、的实测资料,找出其地区特性与分布规律,如经验公式、水文参数及水文特征值等值线图等。n成因分析法o从物理成因出发研究水文现象的形成过程并建立水文特征值(如水位、流量等)和有关因素之间的数学物理模型,作为水文计算的依据并用以推求未来的水文情势。叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文89-1 水文现象的特性及研究方法o工程水文学:地面径流的运动规律、水文特征值(水位、流量、降水量等)的量测方法及其工程应用等。o桥涵水文:以河川径流为对象,主要通过数理分析的方法,为桥涵工程提供设计依据并推求其未来的水文情势。n桥涵水文是工程水文学的一个分支。n四大计算内容:设计流量和水位、桥孔长度、桥面标高、墩台冲刷计
6、算。叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文99-1 水文现象的特性及研究方法o桥涵水文主要涉及的工程标准n公路工程水文勘测设计规范(JTG C30-2002)n公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)n公路涵洞设计细则(JTG/T D65-04-2007)n铁路工程水文勘测设计规范(TB 10017-1999)n海港水文规范(JTJ 213-98)n内河航道与港口水文规范(JTJ 214一2000)n水利水电工程水文计算规范(SL 278一2002)叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文109-2 河流及流域o河流河槽和其中水流的统称。n河槽:流水的凹槽,又称河道;n河床:河谷底部(谷底)
7、有水流的部分称为河床;n干流:直接流入海洋、湖泊的河流;n支流:流入干流的河流;n水系:脉络相通的大小河流所构成的系统;n河流分段:河源、上游、中游、下游、河口。叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文119-2 河流及流域(图9-1)1-洪水位;2-中水位;3-枯水位;4-边滩;5-主槽;6-河槽;7-河滩 叶镇国 彭文波 编著水力学与桥涵水文129-2 河流及流域o河流基本特征 n河流断面横断面和纵断面o横断面如图9-1:垂直于水流方向的断面称为河流横断面。n水位:横断面内,自由水面高出某一基准面的高程。n深泓线:河流中沿水流方向各横断面最大水深点的连线;n中泓线:河流各横断面表面最大流速点的
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