重庆交通大学水力学课程设计

实用文案《水力学与桥涵水文》 课程设计成果 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导教师 重 庆 交 通 大 学

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《水力学与桥涵水文》

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课程设计任务书

（土木工程专业）

学院：土木工程学院

专业班级：茅以升道路

姓名：xxx

学号：xxxxxxxxxxxx

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重 庆 交 通 大 学

1为测定某阀门的局部阻力系数，在阀门上下游装设三个测压管，已知水管直径d＝50 mm，l12＝1 m，l23＝2 m，实测数据1＝150 cm，2＝125 m，3＝40 cm，=3 m/s，试计算阀门的值。

p1v2p2v2z2hf12 解: 对于l12段 z12g2gv2v22150100125100hf12

2g2ghf120.25

2p3v2p1v2v2对于l13段 z1z3(2hf12)

2g2g2gv2v2v222 15010040100(20.25)

2g2g2g则阀门

2水面线定性分析 图2-1

图2-2 解：图处理如下

图2-4 图2-3

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分析如下：

图2-1中，i1ik段、i2ik段和i3ik段均为顺坡渠道。水流从i1ik段过渡到i2ik段时，由急流向临界流过渡，会在i2ik段c区以c型曲线过渡到正常水深；水流从i2ik段过渡到i3ik段时，由临界流向缓流过渡，会在i2ik段a区以a型曲线过渡到正常水深。

i1ik段和i3ik段均为顺坡渠道。图2-2中，水流从i1ik段过渡到i2ik段时，由急流向缓流过渡，会在i1ik段产生水跃。

''图2-3中，i10段为逆坡渠道，i2ik段为顺坡渠道。会在i10段b区通过b型降水曲线过渡到缓流。

图2-4中，iik段为顺坡渠道。水流从i1ik段过渡到i2ik段时，由缓流流向断口，会在i1ik段产生水跌。 图2-5中，i10段为顺坡渠道，i20段为逆坡渠道。水流从i10段过渡到i20段时，由急流向逆坡过渡，会在i20段产生水跃；从i20段流向断口时，会产生水跌。

图2-6中，i1段、i2段和i3段均为顺坡渠道且i1ik、i2ik及i3ik。水流从i1ik段过渡到i2ik段时，由急流向缓流过渡，会在i1ik段产生水跃；水流从i2ik段过渡到i3ik段时，由缓流向急流过渡，会在i2ik段产生水跌，在b区以b型曲线过渡到正常水深。

图2-5

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图2-6

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3流量、断面平均流速计算

寸滩站流量及悬移质输沙率计算表 处理如下表所示：

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测站编码：60105400施测号数：76输沙率：34相应单沙：353-354垂线号起点距水位河底平均垂线垂线间部分垂线平部分部分取样垂线间垂线平均部分平均部分输高程水深水深间距面积面积均流速流速流量部分流量含沙量含沙量沙率测深 测速取样(m)(m)(m)(m)(m)(m)(m2)(m2)(m/s)(m/s)(m3/s)(m3/s)(kg/m3)(kg/m3)(kg/s)左水边-92.2165.3165.30111-73161.953.351.67519.232.16105.91.060.74278.60750.3082-56159.975.334.341773.78311.587360.3235100.79932-40158.726.585.9551695.28241.21.190.966232.984-20157.298.017.29520145.95320154.8810.429.21520184.3479.11.651.42680.3790.339627153.8811.4210.9227294.847457153.4811.8211.6230348.6649.12.251.951265.751946.12380.33642.221882153.0812.2212.0225300.5953108152.5812.7212.4726324.22698.92.412.331628.440.32110137152.1813.1212.9229374.681628.4370.328534.1271164167151.6813.6213.3730401.1752.62.592.51881.550.33512193151.8813.4213.5226351.521881.550.3425644.4311375217152.8812.4212.9224310.08639.62.472.531618.290.3514245154.1811.1211.7728329.561618.28920.3495565.5921586277155.889.4210.2732328.647002.32.3851669.40.34916306157.168.148.7829254.621669.40460.3295550.06917321157.887.427.7815116.71897341158.386.927.1720143.4376.92.142.22836.6070.3119376158.886.426.6735233.45836.6070.3205268.13320108411159.286.026.2235217.7432.62.112.125919.3180.33121447159.385.925.9736214.92919.31750.3355308.43122119477159.286.025.9730179.1332.31.471.79594.7450.3423505160.384.925.4728153.16771.082760.34262.1682412536161.084.224.5731141.67277.31.060.636176.33725567162.882.423.3231102.92右水边594165.3165.301.212732.67断面流量11582.4m3/s水面宽686.2m断面输沙率3.876t/s水 位 (m)开始水位结束水位平均水位断面面积5685.47m2平均水深8.29m断面平均含沙量0.335kg/m3基本断面水位165.31165.28165.3死水面积135.59m2最大水深13.52m相应单位含沙量0.331kg/m3测流断面水位平均流速2.03719m/s相应水位165.3m最大测点流速m/s测线数/测点数12/36说测距方法GPS铅鱼重量310kg流速仪悬吊方式悬索悬吊仪器轴中心至铅鱼底距离(m)0.5总不确定度明测深方法回声仪测悬索直径7.7mm回零误差0计算流量所用断面施测号数2007-7已定系统误差施测:赵善群计算:杜明一校:月 日二校:月 日施测号数：76标准文档

4相关分析：已知某流域154~1965年的年径流量及年降雨量，年径流量与年降雨量在成因上具有联系。试用解析法推求相关直线。

解：数据处理如下所示 年降雨量 年径流量 序年份 号 x(mm)) y(mm) 1 1954 2014 1362 2 1955 1211 728 3 1956 1728 1369 4 1957 1157 695 5 1958 1257 720 6 1959 1029 534 7 1960 1306 778 8 1961 1029 337 9 1962 1310 809 10 1963 1356 929 11 1964 1266 796 12 1965 1052 383 合计 15715.000 9440.000

Kx 1.538 0.925 1.320 0.883 0.960 0.786 0.997 0.786 1.000 1.035 0.967 0.803 12.000 Ky 2𝐾𝑥 2𝐾𝑦 KxKy 2.663 0.856 2.296 0.781 0.879 0.533 0.986 0.337 1.029 1.223 0.978 0.391 12.951 1.731 2.365 0.925 0.855 1.740 1.741 0.883 0.781 0.915 0.921 0.679 0.617 0.989 0.995 0.428 0.617 1.028 1.001 1.181 1.072 1.012 0.935 0.487 0.645 12.000 12.545 2.998 0.856 3.028 0.781 0.838 0.461 0.978 0.184 1.058 1.395 1.024 0.237 13.836 相关性曲线200015001000500005001000经验点150020002500线性(经验点)

相关系数r较大，非常接近1，而且|𝑟|>|4𝐸𝑟|,表明年径流量和年降雨量之间存在直线相关，相关程度也较为密切

因此，可用之间相关进行流量的插补和延长。

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则可求得y倚x的回归直线方程式为

5某站有24年实测径流资料，试绘制其经验频率曲线，并用求矩适线法推求年径流量频率曲线的三个统计参数。

解：数据处理如下 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 合计 年份 1969 1957 1960 1975 1967 1964 1968 1974 1961 1954 1958 1953 1965 1970 1955 1973 1971 1972 1956 1962 1952 1963 1966 1959 年径流深 (mm) 1065 998 964 884 789 769 733 709 687 663 642 625 616 607 592 588 587 567 557 547 538 510 417 341 15994 经验频率/% 𝑚P=×100 𝑛+14 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96 𝐾𝑖 1.597 1.498 1.448 1.327 1.185 1.155 1.100 1.065 1.032 0.996 0.963 0.938 0.924 0.911 0.888 0.882 0.881 0.852 0.837 0.821 0.808 0.766 0.626 0.512 24.012 (𝐾𝑖−1)2 (𝐾𝑖−1)3 0.357 0.248 0.200 0.107 0.034 0.024 0.010 0.004 0.001 0.000 0.001 0.004 0.006 0.008 0.012 0.014 0.014 0.022 0.027 0.032 0.037 0.055 0.140 0.238 1.595 0.213 0.123 0.090 0.035 0.006 0.004 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.001 -0.001 -0.002 -0.002 -0.003 -0.004 -0.006 -0.007 -0.013 -0.052 -0.116 0.265 P% 统计参数 一 二 实用文案

0.1 ф Kp Qp ф 3.81 1.99 1326 4.53 1 2.68 1.70 1130 3.02 2 2.31 1.60 1066 2.54 5 1.77 1.46 972 1.88 10 1.32 1.34 895 1.34 20 50 90 95 99 Cv=0.26 Cs=2Cv Cs=0.52 Cv=0.26 0.81 -0.08 -1.22 -1.49 -1.96 1.21 0.98 0.68 0.61 0.49 806 652 455 408 327 0.76 -0.16 -1.13 -1.32 -1.59 标准文档 Cs=4Cv Kp Cs=1.04 Qp 1200Cv=0.26 ф 三1100 Cs=2.6Cv Kp 1000Cs=0.69 Qp 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 0.010.1

2.18 1.79 1.66 1.49 1.35 1.20 0.96 0.71 0.66 0.59 海森几率格纸1450 1189 1106 992 898 798 638 470 437 391 4.1 2.82 2.4 1.82 1.33 0.79 -0.12 -1.18 经验点-1.42 -1.81 2.066 1.733 1.624 1.473 1.346 1.205 0.969 0.693 0.631 0.529 Cv=0.261376 1154 1082 981 896 803 645 462 Cs=0.69420 353 Cs=2CvCs=4Cv12510203040506070809095989999.999.99频率（%）31n1QQi15994666msni124

CvKi1ni12n11.5950.26241经过适线法调试 Cs0.69

实用文案

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、

6 已知某坝址断面有30年的洪峰流量实测值，如下表所示，根据历史调查得知1890年和1912年曾发生过特大洪水，推算得洪峰流量分别为8000m3/s和6700m3/s，实测期内也发生过一次特大洪水，流量为7360m3/s，试用求矩适线法推求该坝址断面200年一遇洪峰流量。

解：分析可知，资料中共有3个特大值的不连续系列，即a=3；实测期为30年。即n=30；

实测期内有一次特大值，即l=1；特大值洪水最早出现的年份是1890年，二实测期最后的年份是1986年，则调查考证期N=97年，数据处理如下所示。

序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 实用文案

年份 1890 1912 1964 1959 1968 1985 1970 1967 1982 1975 1977 1984 1961 1963 1986 1962 1976 1969 1957 1974 流量 (m3/s) 8000 6700 7360 3440 3200 3100 2620 2600 2600 2520 2400 2400 2200 2100 2100 1860 1820 1800 1720 1700 PMM100 N1aml ml 1N1nl1nl1aaml Pm1100N1N1nl1

1.031 2.062 3.093 0.033 0.067 0.100 0.133 0.167 0.200 0.233 0.267 0.300 0.333 0.367 0.400 0.433 0.467 0.500 0.533 0.567 0.032 0.065 0.097 0.129 0.162 0.194 0.226 0.258 0.291 0.323 0.355 0.388 0.420 0.452 0.485 0.517 0.549 6.323 9.553 12.784 16.014 19.244 22.474 25.704 28.935 32.165 35.395 38.625 41.856 45.086 48.316 51.546 54.777 58.007 标准文档 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

1958 1966 1981 1973 1972 1979 1978 1965 1980 1971 1983 1960 1560 1540 1450 1400 1300 1100 900 860 850 620 480 310 0.600 0.633 0.667 0.700 0.733 0.767 0.800 0.833 0.867 0.900 0.933 0.967 0.581 0.614 0.646 0.678 0.711 0.743 0.775 0.808 0.840 0.872 0.904 0.937 61.237 64.467 67.698 70.928 74.158 77.388 80.619 83.849 87.079 90.309 93.540 96.770 11aNan973QQjQ525501983i22060Nj1nlij1973012211aNan11973CvQQQQ87366507177097320.619jinlij1301QN1j11983971

 P% 统计参数 一 Cv=0.619 Cs=2Cv Cs=1.24 Cv=0.619 Cs=4Cv Cs=2.48 Cv=0.7 Cs=2Cv Cs=1.6 ф Kp Qp ф Kp Qp ф Kp Qp 0.1 1 2 5 10 20 50 90 95 -1.24 0.23 461 -0.791 0.51 1012 -1.1 0.23 529 99 -1.45 0.10 203 -0.8 0.50 1001 -1.2 0.16 368 二 4.81 3.15 2.62 1.91 1.34 0.73 -0.19 -1.08 3.98 2.95 2.62 2.18 1.83 1.45 0.88 0.33 7887 5850 5199 4327 3628 2879 1750 657 6.55 3.85 3.04 2.01 1.25 0.52 -0.36 -0.772 5.05 3.38 2.88 2.24 1.77 1.32 0.78 0.52 10023 6709 5715 4450 3517 2621 1541 1035 5.37 3.39 2.78 1.96 1.33 0.68 -0.25 -0.99 4.759 3.373 2.946 2.372 1.931 1.476 0.825 0.307 10946 7758 6776 5456 4441 3395 1898 706 三 实用文案

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试取Cv=0.7,Cs=1.6, Q=2300,理论频率曲线与点群整体分部配合较好，如上图所示。

3则: Q0.5%(3.990.71)23008724ms

1600015000140001300012000110001000090008000700060005000400030002000100000.01海森几率格纸Cs=2CvCv=4CsCv=0.7 Cs=1.62特大洪水0.11251020304050607080频率（%）9095989999.999.99实用文案