第1章 绪论

1.1 桥涵水文

1.1.1 水文学的定义

水文或水文现象是自然界中水的变化、运动等现象的总称。例如某区域的降雨、蒸发、入渗、径流，某河流断面的水位、流量、含沙量，某湖泊的风浪等都是常见的水文现象。水文学，就是研究地球上各种水体的存在、分布、运动、形态、结构、化学性质、物理性质及其起源和演化规律，并应用于水资源开发利用与保护、水灾害（例如洪水、干旱、水污染、水土流失）防治、水与环境相互作用、水与生命活动过程等关系的一门技术科学。水文学分类的方法多种多样，按照水体存在的形式，可以分为水文气象学、地表水文学和水文地质学。地表水文学又可分为河川水文学、湖泊水文学、沼泽水文学、冰川水文学和海洋水文学等。河川水文学可细分为研究河流泥沙运动和河床演变的河流动力学；研究存取、整编、调查水文资料的水文测验学；用实验方法和数值方法研究水文现象的确定性物理过程、预报水文情势的水文预报学；用数理统计方法研究水文现象的统计规律的水文统计学；研究河川内、外环境变化过程的环境水文学。目前，水文学的应用范围很广，其中，工程水文学就是将河流动力学、水文测验学、水文预报学、水文统计学、环境水文学等方法应用于土木工程、水利工程、交通工程、农业工程的一门技术科学，主要包括控制水和使用水的工程设计与管理运行等方面的内容。

1.1.2 桥涵水文的研究意义

水文分析与计算在桥涵的设计、施工、运行等各个阶段都具有相当重要的意义。

1.规划设计阶段

在桥梁规划设计阶段，设计者应根据桥涵工程在使用期限内河流可能发生的流量、水位和流速进行分析和计算，从而确定桥涵工程的位置、规模和基本尺寸，为整个桥涵工程的后期技术设计和施工当好先行。如果河流水量估算过小，就会使桥涵工程规模过小，导致不安全；反之，就会使桥涵工程规模过大，导致不经济。

2.施工阶段

在施工阶段，桥涵水文设计主要是为了保障桥涵施工的安全性与经济性，估算施工期设计洪水，从而为桥涵的设计提供必要的数据计算依据。

3.运行阶段

在桥涵的运行阶段，桥涵水文设计主要是根据实际的河流水情编制相应的桥涵日常管理计划和制度，复核和修改规划设计阶段的水文分析计算结果，确定是否需要对桥涵工程进行相应的维修与改造，河床是否需要整治等。

大量的工程实践表明，桥涵工程的毁损大多是由洪水灾害所致，洪水冲毁桥涵、路基，破坏桥涵工程的正常运行，导致重大的社会损失、经济损失和生态环境损失。因此对重要的桥涵工程和已经运行较长时间的桥涵工程，如果规划设计时的水文资料短缺或者当前运行的河流水文情势已与规划设计时有显著变化，需对其进行水文分析计算的复核验算，判别原先的孔径和基础埋深是否恰当，桥涵布置与调治构造物设计是否合理，河滩路堤是否安全，是否具有足够的抗洪能力，从而作出综合评价，以确定是否需要维修、加固或者改建。如需要，则要提出相应的设计方案与措施。