1、19:09:17,桥涵水文 第一章 绪论,桥涵水文,Hydrology and Hydraulics for Bridge Engineering王兴蕊土建系道桥办公室,19:09:17,课程性质、目的,本课程为土木工程专业的必修课，属于专业基础课程。它是一门阐述和运用水文规律，开发和发挥工程效益的学科。主要介绍在水循环从降水到径流过程中，关于地面径流的形成、观测，以及对土木工程建筑物的影响。本课程的教学目的，是使土木工程专业学生，了解自然界中水的运行变化与河川径流的关系，具有分析计算河渠设计流量和确定过水建筑物孔径等的设计知识。,19:09:17,桥涵水文主要内容,水文计算的任务是预估未来的
2、水文情况。主要是洪峰流量及其相应的水位。采用概率预估的方法，预估未来某种重现几率的洪水的数值大小。河川径流（第二章） 水文统计原理（第三章）设计洪水流量（第四章） 确定大中桥孔径（第六章）,19:09:17,预估桥梁在全寿命期间可能出现的水流冲刷深度和河床变形（第七章） 确定桥梁墩台的埋置深度调治构造物（第八章）小桥涵孔径计算（第九章）桥位勘测和桥位选择（第十章）,桥涵水文主要内容,19:09:17,选定桥位、拟定桥长、布设桥孔、计算桥面高程和墩台冲刷深度，提出初步设计方案；“顺应水势，因势利导”，拟定桥梁引道、导流堤、护岸、丁坝等附属设施的布设，提出环境设计。,桥涵水文主要任务,19:09:
3、17,本课程是水力学、概率论与数理统计的后继课程，是桥梁工程、桥梁结构设计的基础。考核方式：闭卷成绩组成：平时成绩（30%）+卷面成绩（70%） 平时成绩=考勤+平时作业(3-4次),本课程考核方式,19:09:17,21世纪的桥梁，不仅是具有交通功能的工程实体；同时，应是保护环境的重要设施，是一件具有与环境景观相协调的、空间艺术创作的作品。桥涵水文是根据河流和海洋水文环境各项因素进行桥梁设计的学科，为桥位环境设计的一个重要组成部分。,绪 论,19:09:17,水文学(Hydrology)：研究地球上水的存在、循环、分布和它在地面、地下运行变化规律的科学。,水文学,水文气象学,水文地质学,地表
4、水文学,海洋水文学,陆地水文学,河川水文学,冰川水文学,沼泽水文学,湖泊水文学,水文学的基本概念,19:09:17,桥涵水文 第一章 桥梁与环境,19:09:17,桥涵水文学的基本概念桥涵水文学属于工程水文学的一类。工程水文学是一门阐述和运用水文规律、开发和发挥工程效益、为国民经济建设服务的学科。桥涵水文学则是服务于桥涵工程的规划、设计、施工及养护。主要叙述水循环从降水到径流这一过程中，关于地面径流（特别是河流中的洪峰流量）的形成、观测和以设计洪峰流量为主的分析计算等内容。,桥涵水文 第一章 桥梁与环境,19:09:17,在桥涵（或线路）的规划设计阶段 需要合理的确定工程的规模。考虑到桥涵是泄
5、水建筑物，其规模决定于通过洪水的大小，因而水文计算的主要任务是预估某桥涵工程所在河段未来使用期间的水文情况。,桥涵水文 第一章 桥梁与环境,？,桥梁的定义及组成,19:09:17,桥涵水文 第一章 桥梁与环境,在施工阶段 必须对施工期间的水文情况有所了解。对于中小桥梁及涵洞工程，由于施工期限较短，一般尽量安排在枯水期间施工。对于大桥和特大桥工程，施工期限一般均较长，在安排水中桥墩的基础及水下墩身施工时，一方面，为了确定诸如围堰之类的临时性建筑物的尺寸，必须预先估计整个施工期间的天然来水情况，需要通过对多年年内水文变化过程的分析计算来解决;另一方面，为了安排施工的日常工作，必须了解近期(例如几天
6、)内更为确切的来水情况，水文预报就是为解决这一类问题服务的 。,19:09:17,桥涵水文 第一章 桥梁与环境,在桥涵(及线路)的运营养护管理工作中 特别是在讯期，为了保证桥涵的畅通，同样需要掌握根据水文分析计算得到的未来长期内的水文平均情况，并结合水文预报提供的较短期内的具体情况，从而估计该汛期内洪水的大小及沿线分布，以便结合所管辖的桥涵过水能力的大小，及早采取措施，使洪水能够安全的从桥涵内渲泄。,19:09:17,桥涵水文 第一章 桥梁与环境,水以不同的形式存在于自然界中,水文现象,19:09:17,水在自然界中的具体形式,19:09:17,冰川,19:09:17,19:09:17,中国的
7、冰川，包括境内冰川和雪山，主要分布于中国西部，包括西藏、新疆、四川、云南、甘肃、青海等省区，青藏高原分布集中，主要位于喜马拉雅山、横断山、昆仑山、祁连山等诸多山脉，为很多河流的源头。由于冰川冰雪累计和融化相对稳定，确保了江源河源地区水源的稳定，长江和黄河均发源于雪山冰川。,19:09:17,五大淡水湖：鄱阳湖 洞庭湖 太湖 洪泽湖 巢湖 其他淡水湖：兴凯湖 呼伦湖 贝尔湖 微山湖 洪湖小型淡水湖：东湖 - 西湖 五大连池 白洋淀 咸水湖： 青海湖,19:09:17,中国最大的咸水湖泊青海湖（大约4256平方公里）,湖泊,19:09:17,鄱阳湖是中国第一大淡水湖，也是中国第二大湖，位于江西省北
8、部、长江南岸 。鄱阳湖是世界上最大的鸟类保护区 。,19:09:17,太湖，位于江苏省南部，长江三角洲的南部。 华东最大湖泊，也是中国第三大淡水湖，是中国著名的环太湖风景名胜区 。,19:09:17,五大连池是世界上保存最完整、最典型、时代最新的火山群，被誉为“中国火山博物馆”。因这里有丰富的具有医疗价值的矿泉，又被称为“中国矿泉水之乡”。,19:09:17,白洋淀,位于河北省中部，抗日根据地之一。,19:09:17,大气,19:09:17,沼泽,中国的沼泽主要分布在东北三江平原和青藏高原等地。,19:09:17,贵州安顺地下暗河,地下水,暗河总长3千米，需乘小船进入 。,19:09:17,漩
9、塘是国家级风景名胜区，在龙宫的上游。通漩河的水流到这里便沉入地下，变为地下暗河。塘面呈圆形，一年四季塘水以顺时针方向，挟带水上绿色浮萍不停地漩转，终年不息。,19:09:17,地下暗河出口,19:09:17,地下水,19:09:17,河川,长江,黄河入海口,19:09:17,思考：桥与水的联系？桥与环境的联系？ 桥梁给我们哪些启示？,桥涵水文 第一章 桥梁与环境,桥梁的启示,19:09:17,桥涵水文 第一章 桥梁与环境,桥梁事故案例一,四川成都新津县金马河大桥水毁,19:09:17,桥涵水文 第一章 桥梁与环境,塌陷部分已全部掉入河中,19:09:17,桥面留下一个近一米宽的大缝,桥涵水文
10、第一章 桥梁与环境,19:09:17,专家勘测结论,排除了桥梁质量问题引发塌陷的可能。专家分析，该桥一共有15个桥孔，只有5个桥孔排水，加之金马河连续洪水，在洪水集中连续冲刷下，两个承重桥墩的基础被淘蚀，加之重力作用，所以出现了塌陷。,桥涵水文 第一章 桥梁与环境,19:09:17,其他看法,交通局认为是过度采砂河道管理部门认为河流缺乏疏浚民间认为：任何桥梁设计均可能存在问题,桥涵水文 第一章 桥梁与环境,19:09:17,桥涵水文 第一章 桥梁与环境,案例二 辽宁浑河上游苏子河段的连接抚顺和清源之间的东南杂木大桥发生坍塌 （一）,19:09:17,桥涵水文 第一章 桥梁与环境,（二）,19:
11、09:17,桥涵水文 第一章 桥梁与环境,（三）,19:09:17,初步分析,中间有一处桥墩被大水冲毁，随之有两跨上部结构掉入水中。 水的流速大，造成桥梁下部基础被冲毁，是冲刷深度大于基础（扩大基础）的埋深所致，纠其原因应该是桥梁设计时未考虑这么大的水，桥跨布置过小，河床断面压缩过大所致。,桥涵水文 第一章 桥梁与环境,19:09:17,桥涵水文 第一章 桥梁与环境,武汉长江大桥。建于1957年，万里长江第一桥，历经68次撞击仍屹立不倒。,19:09:17,桥涵水文 第一章 桥梁与环境,2005年11月3日，赵州桥庆祝1400岁生日，曾经历1976年邢台7.6级地震。,19:09:17,桥涵水
12、文 第一章 桥梁与环境,赵州桥简介： 赵州桥桥位选在平原顺直型稳定性河段，河槽宽约50m，河床稳定。桥孔长度基本与河床等宽，拱矢较高达7.23m.桥孔自重较轻。基础埋置深度虽只有22.5m，但桥位所处为黄河冲击平原， 冲刷深度较浅，所以较为稳固。 1400年前古人建桥时已经全面考虑当地水文、地质、地形、景观等自然地理环境要素，才能创造桥梁与自然环境和谐共处、千年安然无恙的奇迹。,19:09:17,桥涵水文 第一章 桥梁与环境,（一）桥与水的联系 1 墩台埋置深度泥沙冲刷 2 桥孔长度泄洪（设计流量） 3 桥面标高设计水位 其它：桥面排水,桥梁的启示,19:09:17,桥涵水文 第一章 桥梁与环
13、境,（二）桥与环境的联系1、桥梁在施工或运营过程中可能造成环境污染，如产生噪声、污染空气或水；2、桥梁在施工或建成后对水生物生存条件产生影响；3、桥梁作为大型建筑物，其建筑形式和结构反映当时的政治、文化、历史、技术等因素，这些因素成为桥梁的社会环境。,桥梁的启示,19:09:17,桥涵水文 第一章 桥梁与环境,桥梁的启示,桥梁建设者在设计好桥梁工程实体的同时，必须处理好桥梁与河、海、高原、山岭等自然环境的关系。桥梁的修建不应阻挡洪水，不应引起河床不利变形。 桥梁跨越应和周围环境和谐结合，使人们感受到桥梁与自然环境相协调的美感。,19:09:17,桥涵水文 第一章 桥梁与环境,Thank you!,
