第1章 緒論

1.1 橋涵水文

1.1.1 水文學的定義

水文或水文現象是自然界中水的變化、運動等現象的總稱。例如某區域的降雨、蒸發、入滲、徑流，某河流斷面的水位、流量、含沙量，某湖泊的風浪等都是常見的水文現象。水文學，就是研究地球上各種水體的存在、分布、運動、形態、結構、化學性質、物理性質及其起源和演化規律，并應用于水資源開發利用與保護、水災害（例如洪水、干旱、水污染、水土流失）防治、水與環境相互作用、水與生命活動過程等關系的一門技術科學。水文學分類的方法多種多樣，按照水體存在的形式，可以分為水文氣象學、地表水文學和水文地質學。地表水文學又可分為河川水文學、湖泊水文學、沼澤水文學、冰川水文學和海洋水文學等。河川水文學可細分為研究河流泥沙運動和河床演變的河流動力學；研究存取、整編、調查水文資料的水文測驗學；用實驗方法和數值方法研究水文現象的確定性物理過程、預報水文情勢的水文預報學；用數理統計方法研究水文現象的統計規律的水文統計學；研究河川內、外環境變化過程的環境水文學。目前，水文學的應用范圍很廣，其中，工程水文學就是將河流動力學、水文測驗學、水文預報學、水文統計學、環境水文學等方法應用于土木工程、水利工程、交通工程、農業工程的一門技術科學，主要包括控制水和使用水的工程設計與管理運行等方面的內容。

1.1.2 橋涵水文的研究意義

水文分析與計算在橋涵的設計、施工、運行等各個階段都具有相當重要的意義。

1.規劃設計階段

在橋梁規劃設計階段，設計者應根據橋涵工程在使用期限內河流可能發生的流量、水位和流速進行分析和計算，從而確定橋涵工程的位置、規模和基本尺寸，為整個橋涵工程的后期技術設計和施工當好先行。如果河流水量估算過小，就會使橋涵工程規模過小，導致不安全；反之，就會使橋涵工程規模過大，導致不經濟。

2.施工階段

在施工階段，橋涵水文設計主要是為了保障橋涵施工的安全性與經濟性，估算施工期設計洪水，從而為橋涵的設計提供必要的數據計算依據。

3.運行階段

在橋涵的運行階段，橋涵水文設計主要是根據實際的河流水情編制相應的橋涵日常管理計劃和制度，復核和修改規劃設計階段的水文分析計算結果，確定是否需要對橋涵工程進行相應的維修與改造，河床是否需要整治等。

大量的工程實踐表明，橋涵工程的毀損大多是由洪水災害所致，洪水沖毀橋涵、路基，破壞橋涵工程的正常運行，導致重大的社會損失、經濟損失和生態環境損失。因此對重要的橋涵工程和已經運行較長時間的橋涵工程，如果規劃設計時的水文資料短缺或者當前運行的河流水文情勢已與規劃設計時有顯著變化，需對其進行水文分析計算的復核驗算，判別原先的孔徑和基礎埋深是否恰當，橋涵布置與調治構造物設計是否合理，河灘路堤是否安全，是否具有足夠的抗洪能力，從而作出綜合評價，以確定是否需要維修、加固或者改建。如需要，則要提出相應的設計方案與措施。