坝顶高程计算(程序)

h2%= 1.181510373
h2%= 2.170573154λ0.1%= 5.915535138λ1%=
莆田公式
鹤地公式
0.071115347
0.37497026
水库超高计算
计算安全超高y=e+R+A
鹤地公式
h 2%=0.00625W 1/6
(D 1/3g 1/3
/W 2/3
)*W 2
/g λp %=0.0386(gD/W 2)1/2*W 2
/g 1、本次计算的工况：设计洪量685m3/s，相应洪水位的平均水深（由水力计算求得2.55），风浪要素采用渭南地区暨铜川水文手册统计表中
汛期（6-10）最大平均风速的1.5倍（风速依次是20、18、16、20、22），风向采用对本工程最不利的西北风，吹程由1:1000平面图中量取，取最远吹程187m。

2波浪爬高R 的计算
1/221/2波浪爬高R 的计算
1/2
21/2
莆田公式计算结果：
鹤地公式计算结果：
1.71（m）校核情况：
y=e+R+A= 2.55（m）2.14（m）设计情况：y=e+R+A= 3.18（m）2.42（m）
地震情况：y=e+R+A= 1.31（m）校核水位540.24535.36 6.32设计水位540.46535.36 5.10地震水位538.40535.36 3.04
校核情况：y=e+R+A=设计情况：y=e+R+A=地震情况：y=e+R+A=
计表中的数字，风速采用
面图中量取，取最远吹程为
96
28.8
8.87330270637.5。

D-4 各种堰流水力学计算序作者 陈靖齐（水电部天津勘测设计院） 校核 潘东海（水电部天津勘测设计院）一、分类和判据（一）薄壁堰，δ/H ＜0.67；（二）实用堰，0.67＜δ/H ＜2.5； （三）宽顶堰，2.5＜δ/H ＜10。

式中：δ—堰的厚度；H —堰上作用水头。

二、薄壁堰（一）流量公式：（二）流量系数，用巴赞（Bazin ）公式：适用范围 H=0.1—0.6m ，q=0.2—2.0m ，H ≤2P式中：H —堰上水头（m ），不包括V 02/2g ；P —堰高（m ）。

考虑侧收缩时，式中：b —堰宽（m ）；B —引水渠宽（m ）。

（三）因为作为量测流量的薄壁堰不宜在淹没条件下工作，故本程序不包括薄壁堰的 淹没问题。

三、宽顶堰（一）流量公式式中：H 0=H+V 02/2g （m ），B —堰宽，其他：2/302Hg b m Q =⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++=20)(55.01)/0027.0405.0(P H H H m ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∙⎪⎭⎫⎝⎛++∙⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛--+=22055.01103.00027.0405.0B b P H H B b H m 2/302H g B m Q εσ=（三）侧收缩系数（四）流量系数m 因前沿形式而异：直坎：圆坎：无坎宽顶堰m 值已包括翼墙影响，计算侧收缩系数时，不计ξk 。

本数据库备有直角翼墙；八字形翼墙，ctg θ=0，0.5，1.0，2.0，圆角形翼墙r/b=0，0.2，0.3，0.5，分别对B/B 0=0，0.1，0.2，…，1.0之m 值。

（五）根据设计流量和水头计算堰宽时，本程序从流量公式中，经过适当变换，直接求出B 。

这比试算法、迭代法精度都高。

四、实用堰（一）堰形WES 剖面y/Hd=0.5（X/Hd ）1.85X ≥0上游三圆弧大圆狐 x 12+y 12=R 12 -b 1≤x ≤0 中圆弧 x 22+y 22=R 22 -b 2≤x ≤-b 1 小圆弧 x 32+y 32=R 32 -b 3≤x ≤-b 2 式中参数值：R 1=0.5Hd R 2=0.2Hd R 3=0.04Hd b 1=0.175Hd b 2=0.276Hd b 3=0.2818Hd()[]nbH n k /12.0100ξξε-+-=HP H P m /75.046.0/301.033.0+-+=HP HP m /5.12.1/301.036.0+-+=（二）流量公式式中：m —流量系数；m —f （H 0/Hd ），为实验曲线。

坝顶高程计算公式坝顶高程的计算(SL274-2001碾压式土石坝设计规范附录A)正常水位(m)825.7设计洪水位(m)827.17校核洪水位(m)827.89吹程(m)1000风速(m/s)8.3坝坡比m 1.4Ⅳ等建筑物正常超高(m)Ⅳ级为0.50.5非常超高(m)Ⅳ级为0.30.3地震安全加高(m)地震沉降及地震壅浪高(m)1鹤地水库公式(丘陵、平原)波高(m)h m=(1/2.23)h2%=0.000639W3/2D1/3波长(m)Lm=0.0122W*D1/2平均波浪爬高(m)Rm=K△K w/sqrt(1+m2)*sqrt(hλ)设计波浪爬高R5％=Rm*1.84斜坡糙率渗透系数K△0.9经验系数K w 1.02官厅水库公式(内陆狭谷水库)波高(m)h=0.00166W5/4D1/3波长(m)λ=0.062W1.00155*D1/3.75平均波浪爬高(m)Rm=K△K w/sqrt(1+m2)*sqrt(hλ)设计波浪爬高R5％=Rm*1.84水库风壅水面高(m)e=(KW2D)/2gH m*cosb水域平均水深H m(m)30坝顶高程计算一、设计洪水位情况设计洪水位+正常超高+设计工况风浪爬高+风壅水面高二、效核洪水位情况效核洪水位+非常超高+效核工况风浪爬高+风壅水面高三、地震情况正常水位+非常超高+效核工况风浪爬高+风壅水面高+地震风浪高课本《水工建筑物》P208水利水电科学院推荐的公式水深(m)15W风速(m/s)27D吹程(km)0.61官厅公式：波高(m)h l=0.0166W5/4D1/3波浪爬高ha=0.45h l m-1n-0.6风壅高度(m)e=KV2D/2gh 正常情况安全加高(m)0.5非常情况安全加高(m)0.3正常情况下超高(m)d=ha+e+A 非常情况下超高(m)d=ha+e+A 备注10.1458314473.2283692630.3661120470.6736461660.23385987当gD/w2=20～250时142.4009293.2575744720.4657167460.8569188120.0004213462.901172828.5273402828.5829.0473402829.1827.85734021282.30.866475072.4056970370.0054396332.91113667830.0811367 2.71113667830.6011367 80750806251.0015503880.034828。

坝体稳定计算书1坝顶⾼程及护坡计算根据《碾压式⼟⽯坝设计规范》（SL274-2001），坝顶⾼程等于⽔库静⽔位与坝顶超⾼之和，应分别按以下运⽤条件计算，取其最⼤值：①正常蓄⽔位加正常运⽤条件的坝顶超⾼；②设计洪⽔位加正常运⽤条件的坝顶超⾼；③校核洪⽔位加⾮常运⽤条件的坝顶超⾼。

考虑坝前⽔深、风区长度、坝坡等因素的不同，分别计算安全加固前后主坝及⼀、⼆、三副坝的坝顶⾼程。

计算波浪要素所⽤的设计风速的取值：正常运⽤条件下，采⽤多年平均年最⼤风速的1.5倍；对于⾮常运⽤条件下，采⽤多年平均年最⼤风速。

根据⽔库所处的地理位置，多年平均年最⼤风速值采⽤15.2m/s计算。

主坝风区长度为886m，西营副坝风区长度为200m，马尾副坝风区长度为330m 采⽤公式法进⾏计算。

1.1坝顶超⾼计算根据《碾压式⼟⽯坝设计规范》SL274—2001，坝顶在⽔库静⽔位的超⾼应按下式计算：y=R+e+A式中：R——最⼤波浪在坝坡上的爬⾼（m）；e ——最⼤风壅⽔⾯⾼度（m）；A——安全超⾼（m），对于3级⼟⽯坝，设计⼯况时A=0.7m，校核⼯况时A=0.4m；1.2加固前坝顶超⾼的计算1.2.1计算参数各⼤坝计算采⽤的参数见表1.2.1.1～2。

表1.2.1.1 主坝加固前波浪护坡计算参数表表1.2.1.2 西营副坝加固前波浪护坡计算参数表1.2.2加固前坝顶⾼程复核各坝坝顶⾼程计算成果见表1.2.2.1～2表1.2.2.1 主坝加固前坝顶⾼程计算成果表从表1.2.2.1可以看出，校核⼯况下主坝坝顶⾼程最⼤，所以坝顶⾼程取17.39m，⼩于现状防浪墙顶⾼程17.41~17.63m ，现坝顶⾼程满⾜现⾏规范的要求。

表1.2.2.2 西营副坝加固前坝顶⾼程计算成果表从表1.2.2.2可以看出，校核⼯况下西营副坝坝顶⾼程最⼤，所以坝顶⾼程取17.125m，西营副坝现状坝顶⾼程16.9~17.75m，⽆防浪墙，现有坝顶⾼程不完全满⾜现⾏规范要求。

h 2%=0.001365*W 9/6*D 1/3L m =0.01233*W*D 1/2 将上述公式简化后可得：2%及平均波长L （1）对于丘陵、平原地区水库，当W<26.5m/s、D<7500m时，波浪的波高和平均波长可采用鹤地水规范附录A公式（A.1.6-1）、（A.1.6-2）：3 风浪要素（平均波高h m 及平均波长L m ）的确定2 已知参数碾压式土石坝坝顶超高及坝顶高程的确定1 计算依据 《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）第5.3节及附录A有关规定。

2.320.94、5级大坝采用累积频率为5%的爬高值R 5%。

规范表A.1.13　不同累积频率下的爬高与平均爬高比值（Rp /R m ） （2）按规范A.1.11条，设计波浪爬高值应根据大坝级别确定，1、2、3级大坝采用累积频率为1%的1%，平均爬高R 计算结果表系数K 计算成果表 （2）按规范附录A.1.7及A.1.8条的规定，根据gD/W 2和h m /H m 值的范围可按规范表A.1.8求取平均波高h m ： 规范表A.1.8　不同累积频率下的波高与平均波高比值（h p /h m ）4 设计波浪爬高R的确定 （1）按规范A.1.12条，当上游坝坡为单坡且m=1.5～5时，平均爬高R m 按公式(A.1.12-1)计算：…………(A.1.12-1) 式中： K W ……………斜坡的糙率渗透性系数,根据W/(gH)1/2的值按规范表A.1.12-2用内插法确定m………………………单坡的坡度系数，m=K △……………斜坡的糙率渗透性系数,K △= 按规范5.3.1条，安全加高A根据大坝级别按规范表5.3.1确定。

6 安全加高A的确定7 超高y的确定 按规范5.3.1条，坝顶在水库静水位以上的超高y按规范公式(5.3.1)计算： y=R+e+A　……(5.3.1)　 按规范A.1.10条，风壅水面高度按公式(A.1.10)计算：……………(A.1.10)5 风壅水面高度e的确定7 坝顶高程（或防浪墙顶）确定 (1)按规范5.3.3条，坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，应按下列运用条件，取其大值：1加正常运用条件的坝顶超高；2 正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高；3 校核洪水位加非常运用条件 (2)按规范5.3.4条，当坝顶上游侧设有防浪墙时，坝顶超高可改为对防浪墙顶的要求。

目录第一章调洪演算错误！未定义书签。

第二章非溢流坝设计计算12.1坝高的计算12.2坝挡水坝段的稳定及应力分析2第三章溢流坝设计计算93.1堰面曲线93.2中部直线段设计93.3下游消能设计103.4水力校核113.5WES堰面水面线计算13第四章放空坝段设计计算174.1放空计算174.2下游消能防冲计算184.3水力校核194.4水面线计算21第五章电站坝段设计计算235.1基本尺寸拟订23第六章施工导流计算266.1河床束窄度266.2一期围堰计算266.2二期围堰高程的确定27附录一经济剖面选择输入及输出数据30附录二坝体的稳定应力计算输入输出数据34附录三调洪演算源程序及输入数据44第二章 非溢流坝设计计算2.1 坝高的计算坝顶高出静水面Δh=2h 1+h 0+h c 2h 1——波浪高度校核时，V=16m/s 2h 1=0.0166×V 5/4×D 1/3=0.0166×165/4×0.51/3=0.42m 设计时，V=24m/s2h 1=0.0166×V 5/4×D 1/3=0.0166×245/4×0.51/3=0.70m h0——波浪中心线高出静水位高度校核时，2L 1=10.4×(2h 1>0.8=10.4×0.420.8=5.21mm L h 11.024h 1210==π设计时，2L 1=10.4×(2h 1>0.8=10.4×0.700.8=7.81mm L h 20.024h 1210==πh c ——安全超高，等知：校核时，h c =0.3m ；设计时，h c =0.4m 。

由以上可得坝顶超高为： 校核时Δh=2h 1+h 0+h c =0.42+0.11+0.3=0.83m设计时Δh=2h 1+h 0+h c =0.70+0.20+0. 4=1.30m 则 确定坝顶高程为： 校核时 Z 坝顶=324.7+0.83=325.53m 设计时 Z 坝顶=324.5+1.30=325.80m取其中大者即325.80m,作为坝顶高程<如图2-1所示）。

土坝坝顶高程计算说明书1 计算基本资料达兰河流域属大陆性气候，其特点是光照充足，夏季炎热，冬季寒冷，干燥少雨，蒸发量大，春季多风，库区最大风速18m3/s,多年平均最大风速12.6m3/s,风向多顺河，风向基本上与坝轴线正交，吹程D=5.3km。

东田水库属内陆峡谷水库。

东田水库枢纽工程的特征水位如下：●死水位1400.0m●正常蓄水位1435.5m●设计洪水位1437.66m●校核洪水位1440.25m本工程地震基本烈度为Ⅵ度，根据中华人民共和国国家经济贸易委员会发布的《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073－2000）总则所述：设计烈度为Ⅵ度时，可不进行抗震计算，但对1级水工建筑物仍应按规范采取适当的工程措施。

2 设计计算情况根据中华人民共和国水利部发布的《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001），第5.3.3条，坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，应按以下运用条件计算，取其最大值：(1)设计洪水位加正常运用条件下的坝顶超高超高；(2)正常蓄水位加正常运用条件下的坝顶超高；(3)校核洪水位加正常运用条件下的坝顶超高；(4)正常蓄水位加非常运用条件下的坝顶超高，再按本规范5.3.2条规定加地震安全加高。

本工程地震基本烈度为Ⅵ度，故由《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073－2000）知不考虑地震加高。

第5.3.4条规定：当坝顶上游侧设有防浪墙时，坝顶超高可改为对防浪墙顶的要求。

但此时在正常运用条件下，坝顶应高出静水位0.5m；在非常运用条件下，坝顶应不低于静水位。

第5.3.5规定，设计计算风速的取值应遵循下列规定：(1)正常运用条件下的1级、2级坝，采用多年平均年最大风速的1.5～2.0倍；(2) 正常运用条件下的的3级、4级和5级坝，采用多年平均年最大风速的1.5倍；(3) 非常运用条件下，采用多年平均年最大风速。

本次设计大坝为3级，故正常运用情况下，采用多年平均年最大风速的1.5倍，即：W=12.6×1.5=18.9m/s ；非常运用条件下，采用多年平均年最大风速，即：W=12.6m/s 。

坝顶高程计算的方法在水利工程中，坝顶高程是一个重要的参数，它直接关系到坝体的稳定性和工程的安全性。

因此，准确计算坝顶高程是非常重要的。

本文将介绍以坝顶高程计算的方法。

一、确定基准面在进行坝顶高程计算之前，首先需要确定一个基准面。

基准面是一个参考标志，用于测量各点的高程值。

常见的基准面有国家高程基准、地方高程基准等。

根据实际情况选择适当的基准面。

二、测量控制点为了准确计算坝顶高程，需要在工程现场进行测量，确定一些控制点。

控制点的选择应考虑到其位置与坝顶的关系，以及易于观测和测量的因素。

通常选择在坝体上分布均匀的几个控制点。

三、测量方法1.水准测量法水准测量法是最常用的测量坝顶高程的方法之一。

该方法的基本原理是利用水准仪和水平仪进行测量，通过观测水平线上两点的高差来计算坝顶高程。

在实际测量中，需要注意仪器的使用和观测的精度，以减小误差。

2.全站仪测量法全站仪测量法是一种现代化的测量方法，其测量精度较高，并且具有自动记录和数据处理的功能。

在测量坝顶高程时，可以通过设置全站仪的位置和测量参数来获得高程数据。

同时，全站仪还可以进行水平角和垂直角的测量，从而提高测量的精度。

四、计算方法在测量完成后，可以根据观测数据计算坝顶高程。

计算方法通常采用代数平差法或最小二乘法。

在计算过程中，需要考虑各观测数据的权重，以及其他误差因素的影响。

通过计算，可以得到坝顶高程的准确值。

五、误差控制在进行坝顶高程计算时，需要注意误差的控制。

误差是不可避免的，但可以通过合理的方法进行控制和修正。

常见的误差来源有仪器误差、观测误差、环境条件等。

通过合理设置观测参数和检查数据，可以减小误差的影响，提高计算结果的准确性。

六、实例分析为了更好地理解以坝顶高程计算的方法，下面通过一个实例进行分析。

假设某坝体的高程控制点分别为A、B、C，测量结果如下：控制点高程(m)A 100.50B 101.20C 99.80根据上述数据，可以进行坝顶高程的计算。

2 已知参数碾压式土石坝坝顶超高及坝顶高程的确定1 计算依据 《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）第5.3节及附录A有关规定。

3 风浪要素（平均波高h m 及平均波长L m ）的确定 （1）对于丘陵、平原地区水库，当W<26.5m/s、D<7500m时，波浪的波高和平均波长可采用鹤地水算，即按规范附录A公式（A.1.6-1）、（A.1.6-2）： 将上述公式简化后可得：2%及平均波长Lh 2%=0.001365*W 9/6*D 1/3L m =0.01233*W*D 1/2 （2）按规范附录A.1.7及A.1.8条的规定，根据gD/W 2和h m /H m 值的范围可按规范表A.1.8求取平均波高h m ：2.470.8…………(A.1.12-1) 式中： K W ……………斜坡的糙率渗透性系数,根据W/(gH)1/2的值按规范表A.1.12-2用内插法确定m………………………单坡的坡度系数，m=K △……………斜坡的糙率渗透性系数,K △=4 设计波浪爬高R的确定 （1）按规范A.1.12条，当上游坝坡为单坡且m=1.5～5时，平均爬高R m 按公式(A.1.12-1)计算： 规范表A.1.8　不同累积频率下的波高与平均波高比值（h p /h m ）系数K 计算成果表 （2）按规范A.1.11条，设计波浪爬高值应根据大坝级别确定，1、2、3级大坝采用累积频率为1%的1%，平均爬高R 计算结果表4、5级大坝采用累积频率为5%的爬高值R 5%。

5 风壅水面高度e的确定 按规范A.1.10条，风壅水面高度按公式(A.1.10)计算：……………(A.1.10)6 安全加高A的确定7 超高y的确定 按规范5.3.1条，坝顶在水库静水位以上的超高y按规范公式(5.3.1)计算： y=R+e+A　……(5.3.1) 按规范5.3.1条，安全加高A根据大坝级别按规范表5.3.1确定。

7 坝顶高程（或防浪墙顶）确定 (1)按规范5.3.3条，坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，应按下列运用条件，取其大值：1加正常运用条件的坝顶超高；2 正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高；3 校核洪水位加非常运用条件高； (2)按规范5.3.4条，当坝顶上游侧设有防浪墙时，坝顶超高可改为对防浪墙顶的要求。

计算方法参见《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001坝顶超高计算公式：y＝R+e+AR－最大波浪在坝坡上的爬高计算如下： ∵m＝ 2.5∈（1.5～5.0）Rm －平均波浪爬高m－坡度系数＝ 2.5K △－斜坡的粗糙率渗透系数，根据护面类型查表A.1.12-1得0.9K W -经验系数，根据查表A.1.12-2校核洪水位K w ＝ 1.153.83设计洪水位K w ＝ 1.274.45正常蓄水位K w ＝1.29h m －平均波高，计算公式采用莆田公式0.214校核洪水0.107设计洪水0.087正常蓄水2.106校核洪水1.462设计洪水1.462正常蓄水∴采用下面公式计算0.003770.086m0.0026∴h m ＝0.134m 0.002580.133mL m(一般说来，H>0.5L m ）1.304其中1.6261.6212.658m 校核洪水∴L m ＝4.128m 设计洪水4.103m正常蓄水0.184m 校核洪水∴R m ＝0.316m 设计洪水0.319m 正常蓄水根据规范规定：4级5级坝采用累积频率为5％的爬高值查表A.1.13可知R 5％与平均波浪爬高R m 的比例关系1.840.339m 校核洪水∴R=R m ×1.84＝0.581m 设计洪水0.587m 正常蓄水e－风壅水面高度K－综合摩阻系数，取3.6×10-6β－计算风向与坝轴线法线的夹角0.00117396m 校核洪水∴e＝0.00317572m 设计洪水0.0042708m 正常蓄水A-安全超高，查表5.3.1可知0.3校核洪水A=0.5设计洪水0.5正常蓄水非常运用下坝顶超高y＝0.640m 正常运用下下坝顶超高y＝ 1.091m大坝坝顶高程根据不同工况计算如下：1.设计洪水位加正常运用下的坝顶超高27.301m2.正常蓄水位加正常运用下的坝顶超高26.401m3.校核洪水位加非常运用下的坝顶超高27.560m4.正常蓄水位加非常运用下坝顶超高加地震安全加高26.950m(地震超高参见《水工建筑物抗震设计规范》DL5073-2000,P21)取1.0m∴大坝坝顶高程取最大值为：m27.5600.54.438m mT h==。

坝顶高程
1、△h=h1%+hz+he
坝顶高程主要根据重力坝、库内风浪作用，按照设计规范确定.一般来说坝顶应高于校核洪水位，坝顶上游防浪墙的高程应高于波浪顶高程，与正常蓄水位和校核洪水位的高差,有公式△h=h1％+hz+he计算,应选择两者之中防浪墙顶高程的较大之作为选定高程。

式中△h-防浪墙顶至正常蓄水位和校核洪水位的高差；
h1%-波高;
hz—波浪中心线至正常蓄水位火校核洪水位的高差；
he-安全超高。

2、y=R+E+A
通过对水库大坝的具体运用情况与计算风速、地震烈度的分析，在现行规范的基础上确定坝顶高程应增加正常蓄水位加正常运用条件下的坝顶超高.大坝按Ⅳ级建筑物设计，根据土石坝设计规范，水库坝顶在水库静水位以上的超高按下列公式确定：y=R+E+A。

式中：
Y-坝顶超高(m）；
R—最大波浪在坝坡上的爬高（m)；
e—最大风壅水面高度（m）；
A—安全加高（m）。

3、坝顶高程应不低于校核洪水位。

坝顶上游侧防浪墙顶高程与水库正常蓄水位的高差或与校核洪水位的高差,应选择两者计算所得防浪墙顶高程的高者作为最终的选定高程。

它是水库在正常运用情况下允许达到的最高水位，也是挡水建筑物稳定计算的主要依据之一。

可采用相应大坝设计标准的各种典型洪水，按拟定的调洪方式，进行调洪计算求得。