第二章-河川徑流

普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材21世紀交通版高等學校教材人民交通出版社橋涵水文（第四版）第二章河川徑流高冬光王亞玲編著李家春李朋麗課件編制高冬光校審自然界的水循環(huán)

地球表面的各種水體，在太陽幅射熱的作用下，不斷蒸發(fā)成水汽，上升至空中，隨氣流的運動散布到各處，并在適當條件下凝結，以降水(雨、雪、霄、雹等)的形式降落到地面，到達地面的水分，除部分被植物截留和蒸發(fā)外，其余的一部分沿地表流動匯入江河，另一部分滲入地下，隨含水層流動并以泉水的形式匯入江河，匯入江河的水，大部分流入大海。然后又重新蒸發(fā)，繼續(xù)輸移、凝結形成降水，運轉流動，往復不已。這種過程，稱為自然界的水循環(huán)。第一節(jié)河流和流域一河流河流是一種天然水體，它由一定區(qū)域內的地面水和地下水所補給，并經?；蜷g歇地沿著由其自身所造成的連續(xù)延伸凹地流動。流域把地面水和地下水補給河流的區(qū)域，即河流的地面集水區(qū)和地下集水區(qū)，合稱為流域。1.河流的形成和分段在橋涵水文中，對于地球上雨、雪、霄、雹等自然現象，統(tǒng)稱為降水。降水在重力的作用下沿一定方向和路徑流動的水流稱為地面徑流。地面徑流長期侵蝕地面，沖成溝壑，形成溪流，最后匯集而成河流，河流流經的谷地稱為河谷。河谷底部（谷底）有水流的部分稱為河床。受重力作用沿河床流動的水流稱為河川徑流。（1）河流的形成河谷河床水系

流域里大大小小的水流路線，構成脈絡相通的系統(tǒng)，稱為河系，又稱河系或河網。水系由干流及其支流組成。一般把直接流入海洋或內陸湖泊的河流稱為干流，匯入干流的稱為一級支流，匯入一級支流的稱為二級支流，其它類推。黃河流域水系略圖長江流域水系水系形狀

扇形河系如手指狀分布。羽形河系支流從左右兩岸相間匯入于流，如羽毛。平行河系幾條支流平行排列，至下游或河口附近始行會合。樹枝狀河系干、支流的分布呈樹枝狀。大多數河流屬此類型。一般較大河流，難以用一種類型概括，而是由兩種或兩種以上水系類型組成。水系類型直接影響洪水水情變化。如扇形河系和平行河系，支流洪水幾乎同時匯入干流，易造成干流出現較大洪水，而羽形河系因支流洪水是先后匯入干流，洪水對干流威脅較小。一條河流從河源到河口通?？煞譃樯嫌?、中游、下游三部分。

河源是指河流的發(fā)源地，可以是溪澗、泉水、冰川、沼澤或湖泊等。

河口是河流流入海洋、湖泊或干流的地方。（2）河流的分段上游直接連著河源，其特點是河道坡度大，水流急，流量小，水情變化大，河谷窄、多急灘瀑布，河槽以沖刷下切占優(yōu)勢。中游特點是河道坡度變緩，流速減小，流量加大，沖淤不嚴重，河床比較穩(wěn)定，但側蝕力量增強，河糟逐漸拓寬和曲折，兩岸出現灘地。下游河道坡度更緩，流速更小，流量更大，淤積作用顯著，多淺灘或沙洲，河曲發(fā)育。河流各分段特點一般用河流斷面、河流長度及河流比降來表示.2.河流的基本特征（1）河流斷面有橫斷面和縱斷面。

垂直于水流方向的斷面稱為河流橫斷面。

橫斷面內，自由水面高出某一水準基面的高程，稱為水位。河流斷面的一般形狀高水位以下部分由河槽與河灘兩部分組成。河槽宣泄洪水和輸送泥沙的主要通道，常年流水，底沙處于運動狀態(tài)，植物不宜生長。河灘只有在汛期才有水流，無明顯的底沙運動，通常生長雜草、樹木，有的還種植農作物。河槽中兩岸較高的、可移動的泥沙堆，稱為邊灘，其余部分稱為主槽。河流中沿水流方向各橫斷面最大水深點的連線，稱為深泓線。河流的縱斷面是指沿河流深泓線的斷面。河流縱斷面的坡度一般從上游往下游逐漸變緩。只有河槽無河灘的橫斷面稱為單式斷面，有河槽又有河灘的稱為復式斷面。橫斷面內通過水流的部分稱為過水斷面，過水斷面的大小隨斷面的形狀和水位變化。（2）河流長度從河源到河口的距離（3）河流比降任意河段兩端的高程差與其長度之比稱為該河段的縱比降，即

式中i為河道縱比降，通常以千分率表示。河流比降自河源向河口逐漸減小，沿程各河段的比降都不相同。

二流域流域是河流的集水域。有時我們稱河流某一過水斷面的流域，是指該斷面以上的集水區(qū)域，即此集水區(qū)域的地面水和地下水，匯集到河流以后，通過該斷面流出本區(qū)域。流域的周界稱為分水線。分水線就是流域四周最高點的連線，在山區(qū)是流域四周的山脈脊線；平原地區(qū)是四周地面最高點的連線。如秦嶺是黃河和長江的分水線，而黃河和淮河的分水線則是黃河南岸大堤。（地上河）主要是流域面積和流域形狀河流集水區(qū)域的面積大小，稱為流域面積或匯水面積。如某水文測站的流域面積是指該水文站斷面以上的集水區(qū)域面積。流域面積是河流水量的主要影響因素之一。1.幾何特征思考題：流域面積和流域形狀是如何影響徑流的？在相同地理條件下，流域面積A越大，徑流量Q越大，流域對徑流變化的調節(jié)作用也越大，因而洪水漲落平緩；流域面積A越小，Q越小，但洪水漲落較為急劇。流域形狀影響徑流匯集時間的長短和徑流形成過程。若流域形狀狹長為羽毛形，則出口斷面流量就小，徑流過程的變化較小而歷時較長。相反，流域形狀為扇形，則出口斷面流量大，徑流過程的歷時較短。主要是流域的地理位置和地形

流域的地理位置一般以流域中心和流域邊界的經緯度來表示。一切水文特征都與地理位置有密切關系。流域的地形一般以流域平均高程和流域平均坡度來表示。前者影響降雨和蒸發(fā)，后者是確定徑流匯流時間的重要因素。流域內的地質、土壤、森林植被、湖泊等也是流域的自然地理特征，都與徑流的形成過程有密切關系。2.流域的自然地理特征三山區(qū)河流和平原河流根據河流的流域地形特點，一般將河流分為山區(qū)河流和平原河流兩大類。對于較大的河流，上游段多為山區(qū)河流，下游段則為平原河流，而中游段常兼有兩類河流的特征，是過度性河段，稱為山前區(qū)、半山區(qū)河流。對于較小的河流，則上、中、下游河段，可能都屬于山區(qū)河流，也可能都屬于平原河流。1.山區(qū)河流流域內坡面陡峻，巖石裸露，匯流時間短，降雨強度大，洪水暴漲暴落，水位、流量變幅大，洪水持續(xù)時間短。河床穩(wěn)定，容易受地震、山崩、滑坡、泥石流影響。2.平原河流匯流時間長，洪水漲落平緩，水位流量變幅小，洪水持續(xù)時間長。河床穩(wěn)定性差。河床演變劇烈。

平原區(qū)河流的平面形態(tài)極為復雜，急彎、卡口比比皆是，兩岸和河心常有巨石突出，岸線極不規(guī)則，河寬變化很大。

平原河道的平面形態(tài)，根據河床的穩(wěn)定性情況可分為四種類型：順直型彎曲性分汊型散亂型順直微彎型河段彎曲型河段（長江下荊江蜿蜒型河段）分叉型河段（長江南京附近八卦洲）游蕩型河段（黃河花園口）順直微彎型彎曲型分汊型散亂型第二節(jié)河川徑流的形成

降落在流域表面的雨水，除去損耗外，剩余的部分從地面和地下匯入河槽中而形成河川徑流。其中來自地面的部分稱為地面徑流，來自地下的部分稱為地下徑流.

一徑流形成過程

流域內，自降水開始到水量流過出口斷面為止的整個物理過程，稱為徑流形成過程。漫流漫流集流集流降雨蓄滲徑流形成過程示意圖1.降水過程降水是形成地面徑流的主要因素，降水的多少決定徑流量的大小。降水的形式：雨、雪、霰、雹、霜等。降水的特征要素：（1）降水量（mm）：以降水厚度表示。（2）降水歷時（min或h）：降水的持續(xù)時間。（3）降水強度（mm/min或mm/h）：單位時間內的降水量降水的變化過程直接決定徑流過程的趨勢，降水過程是徑流形成過程的重要環(huán)節(jié)。2.流域蓄滲過程降水開始時并不能立即形成徑流。雨水被流域內的樹木、雜草以及農作物等的莖葉截留一部分，不能落到地面，稱為植物截留；落到地面上的雨水，部分滲入土壤，稱為入滲；單位時間內的入滲量（mm）稱為入滲強度（mm/min或mm/h）。降雨開始時入滲較快，隨著降雨量的不斷增加，土壤中水分逐漸趨于飽和，入滲強度減緩，達到一個穩(wěn)定值，稱為穩(wěn)定入滲；還有一部分雨水被蓄留在坡面的坑洼里，稱為填洼。植物截留、入滲和填洼的整個過程，稱為流域蓄滲過程。流域蓄滲這部分雨水不產生地面徑流，對降雨而言，稱為損失，扣除損失后剩余的余量，稱為凈雨量。3.坡面漫流過程流域蓄滲過程完成后，剩余雨水沿著坡面流動，稱為坡面漫流。4.河槽集流過程坡面漫流的雨水匯入河槽后，順著河道由小溝到支流，由支流到干流，最后到達流域出口斷面，這個過程稱為河槽集流。匯流過程產流過程(蓄滲過程)徑流形成過程河槽集流

河槽內的過程坡面漫流

流域面上的過程河川徑流的大小和變化，通常用流量和水位來表示。河流的流量和水位都是隨時間不斷變化的，流量和水位隨時間變化的關系曲線，分別稱為流量過程線和水位過程線曲線最高峰處的流量和水位，分別稱為洪峰流量和洪峰水位。一年內的最大洪峰流量，稱為年最大流量。二影響徑流的因素1.氣候因素（1）降雨降水強度、降水歷時和降水面積對徑流的影響及其變化過程都有很大的影響。降水強度大，雨水來不及入滲，使徑流量增大；降水強度小，雨水大部分深入土壤，徑流量減小。降水歷時長，降水面積大，產生的徑流量必然大，反之則小。流域內一次降水強度最大的地方，稱為暴雨中心；暴雨中心在流域下游時，出口斷面的洪峰流量就大些，暴雨中心在流域上游時，則洪峰流量就小些。（2）蒸發(fā)流域內的蒸發(fā)是指水面蒸發(fā)、陸面蒸發(fā)、植物散發(fā)等各種蒸發(fā)的總和。在一次降雨過程中，蒸發(fā)對徑流影響不大，但對降雨前的流域蓄滲影響卻很大；如蒸發(fā)強度大，則雨前土壤的含水率就小，降雨的入滲損失量就增大，而徑流量就減小。因此，蒸發(fā)也是影響徑流變化的重要因素。2.下墊面因素流域的地形、土壤、地質、植被、湖泊等自然地理因素，相對于氣候因素而言，稱為下墊面因素。流域的地理位置直接影響降雨量的多少，流域的地形對降雨、蒸發(fā)以及蓄滲和回流過程都有影響，流域面積的大小、形狀又與徑流量有直接關系。土壤和地質因素決定著入滲和地下徑流的狀況。植物莖葉截留部分降雨，植物根系又能貯藏大量水分，可改造土壤和氣候。湖泊也有貯存水量、調節(jié)徑流的作用。3.人類活動因素人類活動對河川徑流也有重要影響。封山育林和水土保持將增加降雨的截留和入滲，減少汛期水量和洪峰流量；同時增大地下徑流，能補給枯水期的水量。修建水庫對河流起蓄洪調節(jié)的作用，并使流域內的蒸發(fā)面積增大，從而加大蒸發(fā)量。三我國河流的水量補給

雨源型

雪源型

雨雪源型宜昌站6－10月流量過程線

流入海洋的河流，稱為外河流；

流入內陸湖泊或消失于沙漠之中的河流，稱為內流河。1.雨源類

地區(qū)分布：秦嶺、淮河以南直到臺灣、海南島、云南等地區(qū)。

特點：一年內徑流量的變化與降雨變化完全一致。水量充沛。西部和北部地區(qū)的河流以秋汛為主，東南沿海地區(qū)常因臺風影響而發(fā)生大洪水，多出現夏汛。年流量過程線：雙峰或多峰肥胖型長江漢口水文站1954年和1955年流量過程線2.雨雪源類

華北、東北地區(qū)年流量過程線：雙峰型（夏汛、秋汛）黃河花園口水文站流量過程線3.雪源類

西北地區(qū)新疆、青海等地年流量過程線：單峰型額爾齊斯河某水文站年流量過程線

我國幅員遼闊，江河眾多，各地區(qū)的自然條件相差很大，因而各地區(qū)的河流也具有不同特性。以下列舉了我國幾大河流，具體說明其特征長江長江洪水主要由暴雨形成，汛期時間長達半年之久，洪水發(fā)生時間一般是中下游洪水早于上游，江南先于江北。洞庭湖、鄱陽湖水系洪水多發(fā)生于5～7月金沙江和長江上游北岸支流洪水發(fā)生時間為6～9月。受支流影響，長江上游干流洪水發(fā)生時間為7～9月，中下游干流為5～10月。長江洪水峰高量大，歷時長，上游一次洪水過程短則7～10d，長的可達一月以上，中下游由于眾多支流匯入，常形成多次洪峰的連續(xù)洪水，持續(xù)30～60d，甚至更長。黃河黃河洪水主要由暴雨和冰凌形成。暴雨洪水發(fā)生在7～8月的稱“伏汛”，9～10月的稱“秋汛”，“伏秋大汛”是黃河的主汛期。2～3月上游寧、蒙河段和下游山東河段易發(fā)生冰凌型洪水，稱“凌汛”。黃河上游洪水過程平緩，含沙量小，一次洪水歷時平均40d左右；黃河下游洪水主要來自中下游地區(qū)。含沙量大、水少沙多、水沙異源、水沙過程不同步以及年際變化大是黃河下游洪水的最大特點，使黃河防洪具有特殊難度。淮河淮河流域洪水發(fā)生時間主要集中在6～8月。從梅雨期開始，大范圍連續(xù)多次暴雨可形成歷時達2個月以上的流域型洪水；而由臺風或渦切變天氣系統(tǒng)暴雨則往往形成的局地性洪水，且洪峰流量很大?；春铀禐榉菍ΨQ的羽狀河流，來自淮南山區(qū)的暴雨洪水源短流急，暴漲暴落，而來自北部平原支流的洪水在比降平緩的中游河段相繼匯入。

13~19世紀黃河奪淮期間，大量泥沙淤積在淮河下游，使淮河喪失了自己的入海通道，在淮河平原洼地上蓄積成洪澤、高郵等湖泊后，被迫向南匯入了長江。而在干流中游入洪澤湖的河段甚至形成了倒比降，使得中游洪水消退緩慢，汛期長時間處于高水行洪狀態(tài)，不得不沿河設置大量行洪區(qū)與蓄洪區(qū)以分滯大量的洪水。海河海河洪水來自夏季暴雨，可分南系洪水和北系洪水，南系洪水主要來源于太行山區(qū)，北系洪水主要來源于燕山山區(qū)。海河洪水發(fā)生時間主要集中在7月下旬至8月上旬，洪水季節(jié)最為集中。大部分河道中游段短，洪水源短流急，洪量集中。洪水洪峰流量量級和洪水年際變化大是本流域洪水的最大特點。遼河遼河暴雨洪水多出現在7~8月份，其主要支流大都流經山丘地區(qū)，集水面積小，流程短，故洪水一般為陡漲陡落，一次洪水過程一般不超過7d，最長為半個月左右。兩大支流渾河與太子河相鄰，常處于同一暴雨區(qū)，洪水同時發(fā)生且在下游遭遇，因而量級很大。遼河洪水年際變化大，僅次于海河洪水。松花江松花江的暴雨洪水多發(fā)生在7～9月，干流洪水漲落緩慢，洪水過程持續(xù)時間長，一次洪水過程歷時可達90d甚至更長。干流(哈爾濱以上)大洪水主要來自于嫩江和第二松花江，干流下游大洪水則是由干流上游洪水和支流呼蘭河或牡丹江或湯旺河洪水相遭遇而形成。

我國東南部沿海還有許多獨流入海的中小河流，具有河流比降大、源短流急、洪水暴漲暴落的特點。西北地區(qū)一些內陸河流，包括季節(jié)性河流，行洪能力較弱，一旦遭遇暴雨也時有泛濫發(fā)生。

總之，我國各地河流特性差別較大，洪水特性也有顯著的不同。汛期到來早晚，持續(xù)時間長短，洪峰流量大小，洪水漲落快慢，水位變幅高低，超額水量多少等，都與河流治理方略和防洪對策的選擇有關。其他第三節(jié)水文測驗對各項水文因素的觀測，稱為水文測驗。水文站是進行水文測驗的觀測站，在固定的測流斷面上，按國家水文測驗規(guī)范的要求，定時進行水位、流速、流向、流量、比降、降雨、蒸發(fā)、泥沙、地下水位等各項水文因素的觀測和資料整編工作。1.水位觀測某一時刻該水文站測流斷面的水面高程叫水位。水位是河流最基本的水文因素，河流的水位變反應河道中水量的增減，是工程建設中不可缺少的水文資料，并可用以推算流量。水位觀測必須連續(xù)進行,以便掌握水位變化的規(guī)律。通過水位觀測，能得到各種特征水位、平均水位、水位過程線，水面比降和過水斷面圖等資料。觀測水位設備：水尺、自記水位計水尺讀數加水尺零點高程就是水位。自記水位計測量水位測量水位沿斷面寬度選若干個測點及測深垂線測量各垂線的水深將水位減去水深得到河底高程繪制河槽斷面圖計算過水斷面面積過水斷面的測繪過程某河道過水斷面圖2.流速測驗天然河道過水斷面的流速分布，一般是由河岸向河心逐漸增大，由河底向水面逐漸增大，斷面流速分布水面以下0.2倍水深處流速最大，垂線平均流速約在水面以下0.6倍水深處。流速測驗的目的是通過實際的流速測量，推算過水斷面的流量。流速測量常用的方法有：流速儀法和浮標法兩種。（1）流速儀測流速流速儀分為旋杯式和旋槳式兩種。旋杯式旋槳式采用流速儀測流速，應先測定過水斷面，再沿水面寬度布設測速垂線，確定測速垂線上的測點數和測點位置，測出每一條垂線上哥測點的流速，并按下式計算各垂線平均流速。五點法三點法二點法一點法式2-3-1常用的流速儀法測速垂線數及垂線測點數與位置表常用測速垂線數測速垂線上的測點數及位置注：△——流速儀凈空（2）浮標法測流速浮標：帶有識別標志的漂浮體。浮標測流速應選擇順直河段，并布設基本測流斷面，如右圖，在上浮標斷面投放浮標，在基線處觀測浮標漂浮并記下浮標經上、下浮標斷面的時間t，河段長度L可預先測定，由此可得流速v=L/t。按此法在上浮標斷面沿水面寬度每隔一定距離投放浮標，即可得沿過水斷面寬度的流速分布。浮標法測流速，測點平均流速可按下式計算——相鄰浮標流速——兩岸近岸區(qū)流速——流速系數。斜坡岸邊，陡岸邊，死水區(qū)，式2-A3.流量計算河流的流量：是過水斷面的面積與斷面平均流速的乘積。過水斷面的流速分布是不均勻的，上述流速測驗的方法只能測得某點的流速或睡眠流速，不能直接測得斷面平均流速，也不能利用實測流速計算斷面平均流速。因此，流量的計算需采用間接的分塊計算方法。流速儀測流速，流量的計算步驟（1）以測速垂線將測流斷面劃分成若干部分，計算各部分過水面積，岸邊部分按三角形計算，中間部分按梯形計算。如下圖。（2）根據各測點的實測流速，計算各測速垂線的垂線平均流速。按式2-3-1計算（3）計算各個部分面積的斷面平均流速。按式2-A計算（4）計算各個部分面積的流量（5）計算全斷面流量全斷面的過水面積為，斷面平均流速為浮標法測流速，流量的計算步驟（1）以測深垂線將測流斷面劃分為若干部分，并分別計算各部分的面積。如下圖（2）根據各浮標的漂行速度和起點距，在測流斷面上繪出水面流速分布曲線，并從該曲線上讀出各測深垂線處的水面流速。（3）將各測深垂線的水面流速直接作為垂線平均流速，按上述流速儀測流速時流量的計算方法，計算部分平均流速、部分流量和全斷面流量。注：浮標法計算的全斷面流量并不是全斷面的實際流量，稱為全斷面虛流量,而全斷面的實際流量為——浮標系數，一般水深較大的大河約為0.85~0.9，而小河約為0.75~0.85。4.相應水位的計算測流過程中，水位是不斷變化的，觀測各條垂線的流速時，水位也各不相同。全斷面流量所對應的水位即相應水位，需通過計算確定。1）算術平均法測流過程中，平均水深大于1m時，由水位變化而引起的過水斷面面積的變化，不超過5%~10%；或平均水深小于1m時，由水位變化而引起的過水斷面面積的變化，不超過10%~20%，一般可取測流開始和結束時，兩側觀測水位的算術平均值作為相應水位。2）加權平均法測流過程中，水位變化引起的過水斷面面積的變化，超過上述限度時，可按下式計算相應水位H（m）——第i條測速垂線的垂線平均流速（m/s）?！趇條測速垂線上測速時觀測的水位?！趇條測速垂線所代表的水面寬度（m），對于斷面中間部分的垂線，應為該垂線至兩側相鄰垂線間距的平均值；對于岸邊垂線，則為水邊至該垂線的間距加該垂線至相鄰垂線間距的一半。如右圖，第三條測速垂線所代表的水面寬度第一條測速垂線所代表的水面寬度第四節(jié)水文資料的收集和整理水文資料是河流水情變化的記錄，是進行水文分析和計算的基本數據。

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、冰情、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。

水文資料的來源：水文站觀測資料、洪水調查資料、文獻考證資料。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以后的則應向水資源局數據庫查詢，但有時也需要到水文站詳細了解。其內容包括：搜集水文站歷年最大洪峰流量（同一洪水成因）及其相應的洪峰水位、洪水比降、粗糙系數、流速等實測資料，并應了解水文站的設站歷史、測流方法和設備、測流斷面和河段的情況以及水文站所掌握的水文調查資料。

一、水文站觀測資料水文站觀測資料，由于天然或人為的原因，往往會存在一些差錯，整編時也可能未加改正，在使用水文站的整編資料時，應進行復核，一般重點復核水位和流量資料。1．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。若發(fā)現異常水位，也應注意檢查。一般可利用水位過程線或水位與流量關系曲線，檢查洪水位的變化規(guī)律。2．洪峰流量資料的復核

應了解水文站測流河段，洪水時斷面的變化情況，上下游有無分洪、決堤的情況，以及流量的測算方法和精度。洪峰流量若由觀測的流速計算而得，應了解流速的觀測和計算方法；若由水位與流量關系曲線外延而得，則應注意其外延部分是否合理。

一般可利用水文站歷年水位與流量關系曲線的綜合比較進行檢查，也可以利用上下游水文站觀測資料或洪水調查資料對比檢查。二、洪水調查洪水調查是搜集水文資料的一種有效方法，不論有無水文站觀測資料，都是非常重要的。通過洪水調查，能補充水文站觀測資料和文獻考證資料的不足，提高水文分析和計算的精度。

洪水調查，是對某一流域或地區(qū)歷史上或近期發(fā)生洪水情況的調查。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、洪水過程以及重現期的全部技術工作。歷史洪水痕跡常留于古廟、碑石、老屋、祠堂、堰壩、橋梁、老樹等處，實地調查即可發(fā)現。洪水調查主要是在橋位上下游調查歷史上各次較大洪水的水位，確定洪水比降，推算相應的歷史洪水流量，作為水文分析和計算的依據；同時，調查橋位附近河道的沖淤變形及河床演變，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。歷史洪水位相應的洪水流量，可按水力學中明渠均勻流復式斷面的方法計算。1.水文斷面的選擇計算流量所依據的河流橫斷面，稱為水文斷面，又稱形態(tài)斷面。水文斷面應選在近似于均勻流的河段上，一般要求河道順直，水流通暢，河床穩(wěn)定，河灘較小，河灘與河槽的洪水流向一致，并且無河灣、河汊、沙洲等阻塞水流的現象。水文斷面應盡量靠近調查的歷史洪水位，但距橋位也不宜過遠。水文斷面與橋位斷面之間，應既無支流匯入，又無分流或壅水現象。水文斷面的數量應結合實際需要而定，一般可在橋位上下游各選一個斷面，以便核對計算結果。符合條件的橋位斷面，也可以作為水文斷面使用。選定水文斷面以后，應進行斷面測量，繪制河流橫斷面圖。水文斷面必須垂直洪水流向。水文斷面的形狀應盡量符合歷史洪水發(fā)生時的實際情況，一般可根據調查資料對河道變遷及河床沖淤作出定量估計，在斷面圖上適當修正。2.水文斷面的流速和流量的計算水文斷面的斷面平均流速，用謝才——曼寧公式計算——斷面平均流速（m/s），對于復式斷面，河槽與河灘的斷面平均流速應分別計算。——粗糙系數。——水力半徑（m）?！樗冉?，以小數計?！獫裰軐τ趯挏\式河流（水面寬度大于斷面平均水深10倍以上），濕周可近似應水面寬度來代替，則水利半徑等于斷面平均水深。用表示斷面平均水深，則斷面流量為單式斷面時復式斷面時3.洪水比降的確定河流中出現洪峰時的水面比降，稱為洪峰比降。天然河流中每次洪水的洪水比降各不相同，水文斷面計算流速時，應采用斷面所在河段的洪水比降；根據歷史洪水位計算歷史洪水流速時，應采用與歷史洪水相對應的洪水比降。洪水比降可根據水文站觀測資料推算，也可根