大工15春《橋涵水文》大作業(yè)與要求答案

橋涵水文》大作業(yè)及要求題目一：計算題對某水文站22年不連續(xù)的年最大流量進行插補和延長后，獲得n=32年的連續(xù)年最大流量系列（如表1所示）。采用耿貝爾曲線作為理論頻率曲線，試計算Q和Q。1%2%表1年最大流量表序號年份流量（ms/s）序號年份流量(m3/s)1195176717196734082195217811819682088319531284191969600419541507201970153051955200021197121706195623802219721650719572100231973840819582600241974285491959295025197513001019603145261976185011196125002719779001219621000281978377013196311002919791900141964136030198010801519651480311981101016196622503219821700題目二：計算題某公路橋梁跨越一條平原河流，橋位河段基本順直，上游有河灣，河床平坦，兩岸較為整齊，無坍塌現象。河槽土質為砂礫，河灘為耕地，表層為沙和淤泥。實測橋位河流橫斷面如圖1所示，可作為水文斷面進行流量計算。經調查確定，1樁號K0+622.60為河槽和河灘的分界，選定粗糙系數為：河槽m二二40，河cnc1灘m二—二30。調查的歷史洪水位為63.80m，洪水比降為0.3%。，試求其相應的tnt歷史洪水流量。.1冋些阿14001M60(162404005R%3005432從50l7￡戸119m慟底打卑冋iI-Kfn)|?敘36.W|卜?>40.4022-T5[6.001jy.oou,oqis號OF5J0O0WE+DS_WC+0960S*00(旳MSg￥m隸+*++4-+圖1河流橫斷面圖題目三：結合工程實例，談談一般從哪幾方面搜集水文資料？如何進行？（建議必要處附圖片說明。）回答容應與題目要求相一致，字數不少于1000，字體宋體小四字，1.5倍行間距。題目四：什么是相關分析，列舉工程實例，說明相關分析在水文計算中有何用途（建議必要處通過計算說明。）回答容應與題目要求相一致，字數不少于1000，字體宋體小四字，1.5倍行間距。題目五：請分析潮汐、潮流是怎樣形成的？簡述我國海域潮汐和風暴潮情況如何？（建議必要處附圖片說明。）回答容應與題目要求相一致，字數不少于1000，字體宋體小四字，1.5倍行

間距。題目一:答：（1）計算平均流量QQ二1Q二1￡ni=1Q=丄xi3258857二1839(m3/s)2）計算均方差Sx_2S=_2S=x冷工您-Qi=1已知Q已知Q=1839,n=32，將表中數據代入得Sp=1%九p=1%九=13.631pnp=2%九=3.007pn(4)Qp=Q+九Spnx3）查表得：Q1%=1839+3.631x759=4726C3/s)Q1%二1839+3.007x759二4260C3/s)Q1%（5）采用皮爾遜III型曲線作為理論頻率曲線，應用適線法結果比上述結果偏小。Q小2.4%，Q小1.9%。1%2%題目二：答：（1）確定形態(tài)斷面，為復式斷面，劃分河灘和河槽。樁號河床標高（m）水深（m）平均水深（m）水面寬度（m）過水面積W）累計面積W）合計K0+500.5863.800.001.559.0213.980.00河灘Wt=336.19m2Bt=122.02m509.6060.703.103.2436.90119.5613.98546.5060.423.383.2928.9095.08133.54575.4060.613.192.636.8017.88228.54582.2061.742.062.2240.4089.69246.50622.6061.422.387.1122.75161.75336.19645.3551.9611.8412.1916.00195.04497.94河槽Wc=1045.31m2661.3551.2612.5412.2020.00244.00692.98681.3551.9511.8511.6521.00244.65936.98Bc=108.81m702.3552.3511.4510.7413.00139.621181.63715.3553.7810.025.4010.6257.351321.25725.9763.030.770.634.102.581378.60730.0763.320.480.241.340.321381.18731.4163.800.00合計230.831381.501381.5011(2)已知河槽m==40，河灘m=—=30。洪水比降為i=O.3%ocntnct(3)河灘：h=Z=336.19=2.76(m)tB122.02tv=mh2/3ii/2=30x2.762/3x0.00031/2=1.02(m/s)tttQ=wv=336.19x1.02=343(m3/s)ttt河槽：—w104531h=—==9.61(m)cB108.81cv=mh2/3i1/2=40x9.612/3x0.00031/2=3.13(m/s)cccQ=wv=1045.31x3.13=3272(m3/s)ccc(4)全斷面總流量：Q=Q+Q=3272+343=3615m3/sct全斷面過水面積：w=w+w=1045.31+336.19=1381.5m2ct全斷面平均流速：v=Q二蘭空=2.62m/sw1381.5題目三:水文資料：是指江河、湖泊、渠道、水庫的水位、流量、水質、水溫、泥沙、水下地形、和地下水資源，以及降水量、蒸發(fā)量、墑情等監(jiān)測調查數據和經整編后的成果資料；是進行水文分析計算的基本數據。搜集水文資料一般從以下幾個方面進行：水文站觀測資料：較為真實客觀，是水文分析計算的主要依據洪水調查資料：是水文站觀測資料的重要補充。文獻考證資料：是搜集水文資料的重要途徑。具體搜集步驟分別如下：1）水文站觀測資料橋涵水文計算所需的水文資料，1990年以前的大部分可查閱《水文年鑒》，1990年以后的則應向水文局數據庫查詢，但有時也需要到水文站詳細了解。2）洪水水位資料的復核：應了解水文站的水準基面和基本水尺的情況,歷年有無變動。了解水位觀測過程中有無水毀、中斷、漏測等情況，漏測資料是如何補救的。一般可利用水位過程線或水位與流量曲線，檢查洪水位的變化規(guī)律。3）洪峰流量資料的復核：應了解水文站測流河段和測流斷面的情況，洪水時斷面的變化，上下游有無分洪、決堤的情況，以及流量的測算法方法和精度。一般可利用水文站歷年水位與流量關系曲線的綜合進行比較檢查，也可以利用上下游水文站觀測資料或洪水調查資料進行對比檢查。洪水調查：是對某一流域或地區(qū)歷史上或近期發(fā)生的洪水情況的調查，洪水調查包括考察洪水痕跡和收集有關資料，推算一次洪水的總量、洪峰流量、洪水過程及重現期的全部工作。洪水調查主要是在橋位上下游調查歷史上各次洪水的水位、確定洪水比降，推算相應的歷史洪水流量，作為水文分析計算的依據；同時，調查橋位附近河道變形及河床演變，作為確定歷史洪水計算斷面和橋梁墩臺天然沖刷深度的依據。題目四：答：相關分析：相關分析就是對總體中確實具有聯系的標志進行分析，其主體是對總體中具有因果關系標志的分析。它是描述客觀事物相互間關系的密切程度并用適當的統計指標表示出來的過程。在一段時期出生率隨經濟水平上升而上升，這說明兩指標間是正相關關系；而在另一時期，隨著經濟水平進一步發(fā)展，出現出生率下降的現象，兩指標間就是負相關關系。為了確定相關變量之間的關系，首先應該收集一些數據，這些數據應該是成對的。例如，每人的身高和體重。然后在直角坐標系上描述這些點，這一組點集稱為“散點圖”。根據散點圖，當自變量取某一值時，因變量對應為一概率分布，如果對于所有的自變量取值的概率分布都相同，則說明因變量和自變量是沒有相關關系的。反之，如果，自變量的取值不同，因變量的分布也不同，則說明兩者是存在相關關系的。兩個變量之間的相關程度通過相關系數r來表示。相關系數r的值在-1和1之間，但可以是此圍的任何值。正相關時，r值在0和1之間，散點圖是斜向上的，這時一個變量增加，另一個變量也增加；負相關時，r值在-1和0之間，散點圖是斜向下的，此時一個變量增加，另一個變量將減少。r的絕對值越接近1，兩變量的關聯程度越強，r的絕對值越接近0,兩變量的關聯程度越弱。相關分析在水文計算中的用途：水文統計中，資料系列愈長，組成的樣本代表性就愈強，用以推算的總體參數值得抽樣誤差也就愈小。但實際工作中，能夠搜集到的實際水文資料往往觀測年限較短，有時還可能在觀測期間有缺測年份，若能找到與它有客觀聯系的長期連續(xù)觀測資料，就可以利用兩實測資料系列之間的變量的統計相關，進行相關分析，對短期觀測資料進行插補和延長，提高水文統計的精度。因此，相關分析也是水文計算的一種重要工具。工程實例分析：已知省某地區(qū)甲，乙兩站具有1965年及1967年~1983年計18年的年雨量同步資料，試用相關計算法進行甲，乙兩站年雨量的相關分析；已知1966年甲站年雨量為945.7mm，試插補該年乙站缺失的年雨量。

甲站與乙站年雨量相關*「算表序號WU甲量kJ□T0(1)7)-VJ(80)z—%)■11c1196519"■16.21.19■o62aFl1967,952.90.04108-0B040.Fl-53■133135■330.日O日aa-a一.：一oooo00LJz]7rQ?noo?n2門dinn□A-1?n■rl-n1982320-n匚-1二5n-n1-a一ns門y匚?nS門7M>1n*fw-.137531匾78?-1sno■ft〉-k1-Aw0snF1LJ■ftsn7J-一o-亀一1_o-禮21一nn-Tfl10|-Mr6.11）將y與xi的對應值點繪于方格紙上得到相關點。2）計算x,y系列的均值:1915241992斗83).計算:===0.24===0.21=X1064.0X0.24=255.4mm=Y=1106.9X0.21=232.4mm.計算相關系數rr===0.89>0.8.計算回歸系數：=r=0.816).求得x，y的回歸方程為：Y=0.81x+245.17).計算回歸線的均方誤差：YX15%=1106.9X15%=166mm8).由回歸方程求得1966年乙站年雨量：Y=0.81X945.7=245.1=1011.0mm題目五：答：潮汐與潮流：在月球、太陽和其它天體引潮力的作用下，地表海水發(fā)生周期性運動的現象為潮汐，它包括海面周期性的垂直漲落運動和海水周期性的水平進退流動。習慣上，前者稱為潮汐，后者為潮流。引潮力和潮汐現象的成因：潮汐現象與天體引力有關，隨地球、日、月三者位置的變化而變化。月球離地球越近，對海水的引力越大，其近地點不斷東移，8.85年為一個周期；日月相對于地球的運動位置也在不斷變化，18.61年為一個周期。地球上的潮汐現象主要是由月和日的引力作用引起的，而以月球引力為主。首先討論月球的萬有引力對海洋潮汐的作用。假設海水覆蓋整個地球表面，地球和月球繞著共同的質心C轉動，視以C為原點，坐標軸指向恒星的系為慣性系，另有一以地心為坐標原點，坐標軸指向恒星的參考系。C系與C'系坐標軸總保持平行，故C'系繞C系平動。若僅關心為何一日兩潮，即僅討論為什么面向和背向月球的水面有兩個凸起，可引入如下理想模型：認為地表水相對于C'系靜止，即水隨C'系繞C平動。這時，水表面諸體元均以為半經作圓周運動。但各有自己的圓心，又因為是平動，諸體元的速度和加速度都是相同的，因此各單位質量水與地心處單位物質所受向心力相同，如圖(一)所示。由于地表面各處與

月球連線長短、方位不同，各水體元在各處所受月球的引力不同，如圖（二）所示。這個引力有兩種效果，一個作用是使諸單位質量水獲得各自繞地月共同的質心C作圓周運動的向心力，此力的大小等于月球作用于地心處單位質量物質的力，另一個作用是產生潮汐的引潮力。故月球的引潮力可定義為地表面單位質量的水所受月球引力減去地心處單位質量物質所受月球的引力。分別用F、fc和f表示引潮力、向心力和引力，有，其中fc顯然等于，G、M和d分別表示萬有引力常量，月球的質量和地心月心間的距離。由于地表面水體元所受月球的引力不同，地面不同處的引潮力不同，如圖（三）所示。P點的引潮力可用矢量差求得，如圖（四）所示。MCCBA團（三）MMCCBA團（三）M設R為地球的半徑，我們用引潮力的定義式來計算離月球最近的A點及離月球最遠的B點的引潮力，因為兩處單位質量水所受萬有引力與向心力在同一直線上。GMGM故A點的引潮力為。由于地月間距離遠大于地球的半徑，所以2d-R~2d、d-R~d，有，同理B點的引潮力。由此可見A、B兩處引潮力的大小相等，都背離地心向外，海水在引潮力的作用下“漲起”，同理由矢量差求得D、E處引潮力相等且指向地心，在該處的引潮力迫使海水“跌落”，其它各處引潮力促成海水的“潮流”。

理論上的農平番V—慣注的力量―?重力的力華―4理論上的農平番我國的潮汐和風暴潮：風暴潮：因為臺風、寒潮等天氣系統帶