第一節(jié)暴雨推理法

1、教案用紙學科路基路面工程第六章小橋涵設計流量推算第一節(jié)暴雨推理法審批簽字授課時數授課方法1教具授課班級教學目的1、暴雨推理法的概念及主要內容2、掌握暴雨推理法的基本公式及計算方法教學重點和難點1、暴雨推理法的概念及主要內容2、暴雨推理法的基本公式及計算方法復習提問1、河流是如何形成的通常用什么來描述它的基本特征2、什么叫地下水如何分類3、影響徑流的因素有哪些教學內容、方法和過程：附記、原理及步驟1原理（概念）：暴雨推理法是運用成因分析與經驗推斷相結合的方法，從實測的暴雨資料入手，應用地區(qū)綜合分析方法來分析暴雨資料和地區(qū)特征關系，從而間接地推求設計流量。它是一種半理論半經驗的計算方法。它適用于F

2、100km2的流域。暴雨推理法主要依據全國的暴雨力等值線圖和雨遞減指數及橋涵位的勘測數據，按經驗公式進行計算。2、步驟：1）根據橋涵位置所處不同地區(qū)查雨力等值曲線，確定頻率為P的雨力Sp；2）確定匯水區(qū)幾何參數，包括匯水區(qū)面積、主河溝長度、主河溝平均坡度；3）計算損失參數和匯水時間；4）按公式計算設計流量Qp。二、基本公式及適用情況1、暴雨推理公式1）交通部公路科學研究所推理公式：Qp0.278（SP）F（6-1）式中：Qp設計頻率為P的洪峰流量（m3/s）；教案用紙附頁教學內容、方法和過程附記Sp設計頻率為P的雨力（mm/h），查所在地區(qū)水文手冊或全國等雨力圖（圖6-2、6-3、6-4)；損

3、失參數（mm/h）；n暴雨強度遞減指數（查圖6-5及表6-1）;匯流時間（h）；F流域面積（km2）。公式（6-1）是1980年代初交通部公路科學研究所主持，若干公路部門參加制定的暴雨推理公式。應用范圍為流域面積在100km2以下。2）損失參數按下試計算：（秦嶺一淮河一線，就是我們常說的中國南北地理分界線，此線南北，無論是自然條件、農業(yè)生產方式，還是地理風貌以及人民的生活習俗，都有明顯的不同。）（1）北方多采用的公式：1QSp(6-2)（2）南方多米用的公式：2K2SPF(6-3)其中：Q、K2系數，查表6-3,表中土壤植被分類見表6-2;1、2、一指數，查表6-3。3）匯流時間按下式計算：1

4、）北方多采用的公式：K3(-j=)Jlz(6-4)（2）南方多米用的公式：©(.)2Sp3VIZ(6-5)其中：一匯流時間（h）L主河溝長度（m）;Iz主河溝平均坡度（%。）Sp設計頻率為P的雨力(mm/h)；K3、K4系數，查表6-4表中；1、2、3指數，查表6-4。2、經驗公式：經驗公式主要是在相似水文分區(qū)內，利用一定數量的資料，在設計洪峰流量與流域自然地理因素和氣候因素之間建立相關關系，用來估算本地區(qū)或無資料的同類地區(qū)的設計洪峰流量。由于經驗公式都是根據某-一地區(qū)的實測教案用紙附頁教學內容、方法和過程附記資料建立的，與所依據的資料情況和地區(qū)特征值有直接關系，具有一定的地區(qū)性和局

5、限性，其計算結果的可靠程度也取決于所依據的資料。一般是選擇幾個主要影響因素組成的計算公式，可分為單參數形式和多參數形式。經驗公式1:Qp（Spma2）A（6-6）經驗公式II：QpCSpA（6-7）式中：Sp設計頻率為P的雨力（mm/h）；損失參數（mm/h）；地貌系數，查表6-5;m、2指數，查表6-5可得；C、3系數、指數，查表6-6；其余符號意義同前。三、算例：寧夏的蘭-銀公路寧夏某橋，地形為黃土丘陵區(qū)，其匯水面積F=32km2，主河溝長L=8m,主河溝平均坡度Iz=16%o。該橋工程點無頭測流量資料，現用暴雨推理公式推求頻率P=2%寸的流量,并用經驗公式參證。解：1、用推理公式計算：Q

6、p2Sp%0.278（詳）F1）查雨力Sp圖6-3得Qp2%50mm/h2）匯流時間值的計算（北方公式）:心（一）VIz查表6-4得：丘陵區(qū)K3=，1=故心（壬）10.38（旦）21VIz7160.44h3）確定暴雨遞減指數n值：先查圖6-5,該地區(qū)為黃土丘陵區(qū)II，再查表6-1，當=，應取n=4）損失參數值計算（北方公式）：1K1Sp12%查表6-3，IV類土K1=，1=故0860.93x50.26.89mm/h5）以上數值代入流量計算公式：教案用紙附頁教學內容、方法和過程附記50Qp2%O.278X(層0.4426.89)X32477m3/h2、按經驗公式1推算：Qp(Sp)mA2查表6-

7、5得：=;m=;2=；前已求得Qp2%50mm/h；26.89mm/h故Qp2%(Sp)mF20.38x(5026.89)1.32x3206156m3/h3、按經驗公式II推算：QpCSpA3查表6-7得：C=；=；3=故Qp2%C*Sp2%*F30.061*501.51*320.6179m3/h因為經驗公式求得的流量小于暴雨推理公式求得的流量，故該橋可按暴雨推得的流量進行設計。四、小結：本次課學習了暴雨推理法的概念、主要內容、基本公式、算例；通過學習我們要了解暴雨推理法的概念及主要內容，掌握暴雨推理法的基本公式及計算方法；為公路工程的小橋涵設計流量的推算打好基礎。五、作業(yè)布置：1、暴雨推理法

8、計算小橋涵設計流量的原理和適用條件各是什么2、課后復習思考題的第三題。即寧夏的蘭-銀公路寧夏某橋,地形為黃土丘陵區(qū)。其匯水面積F=32km2,主河溝長L=8m，主河溝平均坡度lz=16%o。該橋工程點無實測流量資料，現用暴雨推理公式推求頻率P=2%時的流量，并用經驗公式參證。一、水力因素（1）過水斷面凡垂直于所有流線所取的橫斷面，稱為過水斷面，過水斷面面積常用2A表示，單位為m。（2）流量單位時間內流經過水斷面的液體體積稱為流量，常以Q表示，單位為m3/s。（3）斷面平均流速過水斷面上各點流速的加權平均值，稱為斷面平均流速，用v表示，單位為m3/s。由定義可知：QAv（4）濕周液流過水斷面和固

9、體邊界接觸的周界線長，稱為濕周，以表示，單位為cm或m。邊界的粗糙程度用粗糙系數n表示。（5）水力半徑過水斷面面積與濕周之比稱為水力半徑，以R表示，單位為m。其數學表達式為：R=A/（9-1）（6）平均水深h過水斷面面積A和水面寬B的比值，即h=A/B，單位為m。當水面寬度B大于水深10倍以上時，B，貝yRh。（7）河床比降河底單位流程的落差稱為河床比降，用i表示。,水力計算中比降用小數表示。二、水流分類根據水流水力因素隨時間、空間變化的性質，水流可分為：（1）恒定流與非恒定流水力因素不隨時間變化的水流為恒定流，相反為非恒定流。（2）均勻流與非均勻流水力因素不隨空間位置的變化為均勻流，相反為非