坝顶超高计算

正确取1.5米
30.76552
《堤防工程设计规范》GB50286-2013
《堤防工程设计规范》：爬高累积频率换算系数，对不允许越浪的堤防，爬高累积频
2%，对允许越浪的堤防爬高累积频率宜取13%
地震涌浪高度m0.5
根据《水工建筑物抗震设计规范》5.2.3：确定
地震区土石坝的安全超高时应包括地震涌浪高
度，可根据设计烈度和坝前水深，取地震涌浪
高度为0.5～1.5m。

达旗地震烈度为七度
Kp
积频率为5%的爬高值R 5%。

2、《堤防工程设计规范》：爬高累积频率换算系数，对不允许越浪的堤防，爬高累积频率宜取
宜取13%
累积频率宜取
R0
值
1%
的爬高值R5%。

越浪的堤防，爬高累积频率宜取2%，对允许越浪的堤防爬高累积频率取13%。

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。

土坝坝顶高程计算说明书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：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； (1) 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；(2) 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 。

5.4 堤顶高程石川河阎良区段防洪工程防洪标准为50年一遇洪水，相应为2级堤防工程。

根据《堤防工程设计规范》(GB50286-98)要求，设计堤顶高程为设计洪水位加超高，超高为波浪爬高、风壅增高及安全加高三者之和。

（1）堤顶超高按下式计算：Y=R+e+A式中：Y ——堤顶超高(m)； R ——设计波浪爬高(m)； e ——设计风壅增水高度(m) A ——安全加高,取0.8(m)。

波浪的平均波高和平均波周期采用莆田公式计算：平均波高： 平均波周期：T m =4.438h m 0.5 式中： h m —平均波高，m ； T m —平均周期，s ；V —计算风速，m/s ；石川河历年汛期最大风速平均值的1.5倍（24m/s ）；D —风区长度，165m ； H m —水域平均水深，3.3m ； g —重力加速度，取9.81m/s 2。

⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=])(7.0[13.0)(0018.0])(7.0[13.07.0245.027.022V gH tg V gD th V gH th V gh m m m平均波长： L m =式中： L m —平均波长，m ； T m —平均波周期，s 。

（2）当m ＝1.5～5时，设计波浪爬高R p 按下式计算：式中：R P —累积频率为P 的波浪爬高(m)；K △—斜坡的糙率，草皮护坡取0.85；K V —经验系数，可根据风速V(m/s)、堤前水深d(m)、重力加速度g(m/s 2)组成的无维量gd V / 确定；K P —爬高累积频率换算系数，对不允许越浪的堤防，爬高累积频率宜取2％；m ＝ctga,根据边坡比m=3； h m —堤前波浪的平均波高(m)； L m —堤前波浪的波长(m)。

（3）设计风雍增水高度e 按下式计 算：式中：e —计算点的风壅水面高度(m)；K —综合摩阻系数，取K=3.6×10-6；V —设计风速，按计算波浪的风速确定，取24m/s ； F —由计算点逆风向量到对岸的距离，165(m)；)2(22mLH th m gT m ππmm P L h mK K K R 21+=P ∆νβ=cos 22gdFkV ed —水域的平均水深3.3(m)；β—风向与垂直于堤轴线的法线的夹角，23o 。

（B.6.3－1）L m ——平均波长（m)；D——风区长度（m)；D＝100m g——重力加速度；取g＝9.81m/s 3V 0——计算风速（m/s)；取历年最大风速平均值的1.0倍；Vmax＝13.7(m/s)V 0＝1.5Vmax＝20.55(m/s)最高水位24.22(m)河床平均高程18.7(m)H m ＝ 5.52mgD/V 02＝ 2.323gH m /V 02＝0.128gh m /V 02＝0.0026h m＝0.113(m)最高水位运行工况坝顶超高计算波高、波长按《混凝土重力坝设计规范》(SL319－2005)的莆田试验站公式（B.6.3－1）、(一) 波高、波长计算式中：（B.6.3－2）计算.Hm ——水域的平均水深（m)；hm——平均波高，m；根据公式（B.6.3－1）}])(7.0[13.0)(0018.0{])(7.0[13.07.02045.0207.02020v gH th v gD th v gH th v gh m m mh m /H m＝0.020查表B.6.3，取h 5％/H m ＝ 1.95h 5％＝0.220(m)(二) 波浪中心线至计算水位的高差根据规范公式（B.6.1－2）、（B.6.1－3）计算（B.6.1－2）（B.6.1－3）（B.6.3－2）（B.6.3－7）（B.6.3－8）式中:取H＝H m = 5.52mT m =1.490sL mgT m 2/2π＝3.464m取L m =3.464L m＝ 3.464mH ——坝前水深（m)；h 1％1——累积频率5％～10％的波高(m)；采用公式（B.6.3-7）试算平均波长采用公式（B.6.3－8）初算平均波长5.0200)(9.13v v m m =)2(22mm m L H th gT L ππ=π22m mgT L =H cr＝0.233mhz＝0.044m（三）坝顶超高坝顶超高按规范公式（8.1.1）计算：Δh=h5％+h z+h c（9.1.1）式中：Δh——防浪墙顶与水库正常蓄水位或校核水位的高差（m）；h5％——波高(m)；h z——波浪中心线至水库正常蓄水位或校核洪水位的高差（m）；h c——安全超高（m）；h c=0.3Δh=0.563（m）最高水位时坝顶高程为24.783（m）。

土石坝坝顶高程计算例题土石坝坝顶高程计算是土石坝设计和施工中非常重要的一个问题。

坝顶高程是指土石坝的最高点相对于其中一水平面的高度，它直接影响到整个坝体的稳定性和防洪能力。

在设计和施工阶段，正确计算土石坝坝顶高程非常关键，下面举例进行详细说明。

假设其中一水库的土石坝的坝顶高程需要计算，相关数据如下：水库正常蓄水位为150m边坡顺坡比为1:1.5坝体的土石比为1:2坝顶线长为400m坝顶线离均匀坝顶高程为0.5m。

根据给定的数据，我们可以按以下步骤进行计算：第一步：确定设计洪水位和安全水位。

在计算坝顶高程之前，我们需要根据水库的具体情况确定设计洪水位和安全水位。

这些数据可以从水利规划、设计文件中获取，或者根据相关经验值进行确定。

假设设计洪水位为160m，安全水位为140m。

第二步：计算最大坝顶高程。

最大坝顶高程是指在设计洪水位时，坝顶的最高点相对于其中一水平面的高度。

根据边坡顺坡比和坝体的土石比，可以计算出边坡平顶线对应的高程，即最大坝顶高程。

根据给定数据，边坡顺坡比为1:1.5，坝体的土石比为1:2，可以计算出最大坝顶高程为：最大坝顶高程=水库正常蓄水位+边坡平顶线高程=150+1.5*坝顶线长=150+1.5*400=750m。

第三步：计算工作洪水位对应的坝顶高程。

工作洪水位是指在工作状态下，即一般正常蓄水时，坝顶的最高点相对于其中一水平面的高度。

根据边坡顺坡比和坝体的土石比，可以计算出边坡平顶线对应的高程，即工作洪水位对应的坝顶高程。

根据给定数据，边坡顺坡比为1:1.5，坝体的土石比为1:2，可以计算出工作洪水位对应的坝顶高程为：工作洪水位对应的坝顶高程=水库正常蓄水位+边坡平顶线高程=150+1.5*坝顶线长=150+1.5*400=750m。

第四步：确定均匀坝顶高程。

均匀坝顶高程是指坝顶线上各点的平均高程。

根据给定数据，坝顶线离均匀坝顶高程为0.5m，可以计算出均匀坝顶高程为：均匀坝顶高程=工作洪水位对应的坝顶高程-坝顶线离均匀坝顶高程=750-0.5=749.5m。

第五章. 水库大坝抗洪能力的复核根据《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）4.5.1规定，根据规范（SDJ218-84）及其他坝型设计规范的有关大坝安全的规定和工程质量评价结果，复核并确定水库安全度汛的设计和校核洪水位及其相应的最大下泄流量。

据此确定的设计和校核洪水位相应的设计洪水频率和校核洪水频率，即为水库大坝现状的抗洪能力。

根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）（替代SDJ218-84）5.3.1规定，土坝坝顶在水库静水位以上的超高按下式确定，要求分别计算最大波浪爬高R ，最大风壅水面高度e 和安全加高A 。

y=R+e+A (5-1)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 。

5.1. 波浪爬高采用莆田试验站公式计算波浪的平均浪高h m 和平均波周期T m 。

0.450.72220.720.00180.130.70.130.7m m m gD gh gH W th th W W gH th W ⎧⎫⎛⎫⎪⎪ ⎪⎡⎤⎪⎪⎛⎫⎝⎭=⎢⎥⎨⎬ ⎪⎡⎤⎝⎭⎢⎥⎛⎫⎪⎪⎣⎦⎢⎥ ⎪⎪⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦⎩⎭ (5-2) 0.54.438m mT h = (5-3) 式中：m h ——平均波高，m ； m T ——平均波周期，s ；D ——风区长度，根据规范SL274-2001附录A.1.3计算风区长度计算公式： 2c o s c o s i iieiiD D αα=∑∑ （5-4）本次复核风区长度取1200.0m 。

W ——计算风速，m/s ，正常运用条件下的3级坝，采用多年平均年最大风速的1.5倍，非常运用条件下，采用多年平均年最大风速。

本次复核计算风速取15m/s 。

H m ——水域平均水深，在库区地形图上分段计算得风区内水域平均底高程h 0=23.55m ，计算得H m 设计=30.19m ，H m 校核=30.93m 。

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。