不规则波作用下波浪爬高计算方法

大口门海堤一、求平均波周期T ，平均波高H ，波长L ①th ①②th ②28.82200 5.59.810.103364340.102997790.582625220.524570870.59387二、求各累积频率波高（查表6.1.3）（一）规则波根据H/d 数值查表求H 2%及H 13%0.144846340.593872 1.538 1.187740010.91337206 1.891.79 1.1224143（二）不规则波根据H/d 数值查表求H 1%0.144846340.59387 2.18 1.29463661 1.82 1.08084341.540.9145598三、求波浪爬高R （备注：式中d 为平均水深）（一）求规则波的R1、不允许越浪①th ①②sh ②4.117.568 1.187740010.40.8 1.465619310.898738492.931238629.348755132、允许越浪①th ①②sh ②4.117.5680.913372060.40.8 1.465619310.898738492.931238629.34875513（二）求不规则波的R vT/L 查表取值4.117.5681.2946366128.8 3.419999092 5.60655589 1.280.751≤m≤5E0.2-1v/(gd)^0.5查表取值0.5 4.54115218 1.290.750＜m＜1系数Kv 斜坡坡度m糙渗系数K △查表得H 5%/HH 5%查表得H 13%/HH 13%系数Kv 糙渗系数K △d(m)L(m)H 1%v T 斜坡坡度m 计算过程d(m)L(m)H 13%斜坡坡度m 糙渗系数K △d(m)L(m)H 2%斜坡坡度m 糙渗系数K △计算过程H/d 平均波高H(m)查表得H 1%/H H 1%H 2%H 13%查表得H 4%/H查表得H 5%/H H/d 平均波高H(m)查表得H 2%/H 查表得H 13%/H H 4%风速V 风区长度F(m)平均水深d(m)重力加速度g(m/s 2)计算过程平均波高H(m)波长公式右边1相互比较3.4199990917.56817.5684530.00045317.5680.14484634 4.1m上0.4m下0.4Z平台1.0630273Δm 0Z潮 5.31当Δm=0me0.4|dw|当Δm>0me 0.4dw 当Δm<0me 0.4dw 小值大值H/d-小值内插值0.10.21.56 1.510.044846341.537576830.8610.14200472.939524270.007447091.25383988 1.191.024594220.5 5.3111.56539942.939524270.001943721.243600090.910.781478270.30 5.31①th ①②sh ②1.465619310.898738492.931238629.348755131.942855742.939524270.871635142.515232343.12605939角度角度修正相对爬高R 0E0.5查表取值潮位1.4 1.65 1.35安全超高R 1R 1%不允许波浪爬高R 允许波浪爬高R 计算过程M (R 1)m R(M)M (R 1)m R(M)R 1波浪爬高RM (R 1)m R(M)R 1波浪爬高RH 5%备注：红色为自动计算，蓝色为查表，黑色为手动输入，虚线边框内为计算过程。

单坡不规则波爬高计算方法研究综述杨凯; 李怡【期刊名称】《《广东水利水电》》【年(卷),期】2019(000)009【总页数】6页(P5-9,21)【关键词】单坡; 不规则波; 波浪爬高; 计算公式【作者】杨凯; 李怡【作者单位】重庆交通大学河海学院重庆 400074【正文语种】中文【中图分类】TV139.21 概述波浪行近堤岸时，波浪沿着斜坡上爬高程与静水高程之差称为波浪爬高，即波浪在海堤上爬高点与静水点的垂直距离[1]。

无论是湖泊、水库，还是海堤、防波堤，这些护岸工程设计中均由波浪爬高来确定堤顶高程。

因此，波浪爬高直接影响着工程安全与造价，具有实用价值[2]。

目前我国常用的波浪爬高计算公式有《海港水文规范》、《堤防工程技术规范》、欧美国家通常采用荷兰学者J.W.vandermeer的方法[3]。

由于影响波浪爬高的因素众多，主要包括斜坡坡率、波坦、波浪入射角等等，波浪与建筑物相互作用过程十分复杂。

各个公式方法与实际结果都有一定偏差，本文分析并总结了各个公式方法，并进行各公式内容及优缺点对比分析，为该问题的进一步研究提供参考。

2 研究背景1956年Saville[4]在模型试验的基础上，给出了波浪爬高和波陡、水深、建筑物形式的关系曲线。

1957年，Wassing.F[5]总结了从1936年开始在荷兰开展的关于波浪爬高的模型试验。

1958年，Saville[6]采用大比尺模型试验研究，提出了波浪爬高计算公式，后经美国海岸研究中心分析处理，于1976年编入《海岸防护手册》。

1977年日本Yuichi Iwagaki[7]进行了不规则波浪爬高研究，出版了《港口建筑物的防浪设计》。

1982年Losada[8]通过试验数据分析，得到在斜向波作用下的波浪爬高明显小于正向波作用下的波浪爬高。

1994年Vandermeer[9]对斜波堤波浪爬高进行了大量试验研究，提出了波浪爬高计算公式，后被美国《海岸防护手册》所采用。

兴宁市罗坝河塘堤加固工程堤顶超高值\堤岸冲刷深度计算详解摘要：以工程实例数据对堤防工程堤顶超高值、堤岸冲刷深度公式详细分解计算，说明堤防工程的设计的科学重要性。

关键词：工程简介波浪爬高波浪周期波长风壅增水高度冲刷深度兴宁市罗坝河塘堤加固工程位于兴宁市刁坊镇内，刁坊镇位于兴宁市东南部，面积58.01km2，工程围内由宁江河中游右岸及樟坑沥回水支堤组成，总长7.9km，围内集雨面积12.4km2，现有耕地0.55万亩，人口1.32万人。

全镇工业总产值17135万元，农业总产值16589.48万元。

交通便利，有S225线、河梅高速公路及广梅汕铁路等穿过。

一、堤防堤顶超高值计算该工程的堤顶超高值均按《堤防工程设计规范》(GB50286—98)中的有关公式和有关规定进行计算。

堤顶超高的计算公式为：Y=R+e+A (1)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(m)。

本工程为不允许越浪的4级堤防工程，查本规范表2.2.1可知，A取值为0.6m。

设计波浪爬高R和设计风壅增水高度e均按本规范附录C中的公式和有关规定进行计算。

由于该工程堤线较长，堤的走向变化复杂，故选取工程中较有代表性的堤段进行计算。

(一)、宁江河主堤段(神光沥出口至樟坑沥出口)该堤段采用护坡式，堤外坡(迎水面)坡比为1：2.0。

由于堤线较长，只能选取水深较深，水域较宽的典型断面进行计算。

1、风浪要素的确定风浪要素的计算公式为：其中不规则波的波长为式中——平均波高(m)；——平均波周期(S)；V——计算风速(m/s)；F——风区长度(m)；d——水域的平均水深(m)；g——重力加速度(9.81m/s2)；tmin——风浪达到稳定状态的最小风时(S)；L——波长(m)。

该堤段中，计算风速V=16m/s，水域平均水深d=8.25米，风区长度F=97米，风向按垂直于堤线计。

根据这些已知条件，利用公式(2)可求得波浪的平均高H。

不规则波浪长度计算公式不规则波浪长度计算公式是用于测量海洋表面上波浪的长度的一种方法。

由于海洋表面上的波浪通常是不规则的，所以无法直接使用传统的测量方法来得到准确的波浪长度。

不规则波浪长度计算公式是通过分析波浪的特征来计算波浪长度。

下面将介绍两种常用的不规则波浪长度计算公式。

第一种不规则波浪长度计算公式是基于波峰和波谷之间的距离来计算波浪长度的。

在海洋表面上，波峰和波谷是波浪的两个基本特征，其波峰和波谷之间的距离可以用来表示波浪的长度。

计算波浪长度的公式可以表示为：L=1/n*∑d其中，L是波浪的长度，n是波浪中波峰和波谷的数量，d是每个波峰和相邻波谷之间的距离。

通过计算所有波峰和波谷之间的距离，并取其平均值，就可以得到波浪的长度。

第二种不规则波浪长度计算公式是基于波浪的频谱分析来计算波浪长度的。

频谱分析是将不规则波浪分解为一系列频率成分的方法，通过对波浪频谱进行分析可以得到波浪的长度。

计算波浪长度的公式可以表示为：L=2π/k其中，L是波浪的长度，k是波浪的波数。

波数是波长的倒数，表示单位波长中所包含的波数。

通过计算波数的倒数和2π之比，就可以得到波浪的长度。

不规则波浪长度计算公式是从波峰和波谷之间的距离以及波浪的频谱分析两个方面来计算波浪长度的。

这两种方法都可以得到相对准确的波浪长度，但在实际应用中需要根据不同的情况选择合适的方法进行计算。

除了波峰和波谷之间的距离和波浪频谱分析之外，还有其他方法可以用于计算不规则波浪的长度，如波速传播方向、波浪群速度等。

这些方法在不同的研究领域和实际应用中有着广泛的应用。

不规则波对不同建筑物的作用浅谈摘要不规则波对建筑物的作用有很多，因建筑物不同，主要关注点不同。

本文主要介绍了不规则波对直墙式建筑物的波浪力作用；对斜坡式建筑物的爬高和越浪量；对单桩（柱）的波浪力，群桩的群桩效应；对离岸式高桩码头面板底部的波浪浮托力。

关键词：不规则波；波浪力；越浪量；波浪浮托力0、前言随着海洋工程的发展，需要在海边和海中建设各种不同的建筑物。

波浪力是这类工程的一个重要的外荷载。

对于规则波的作用研究有很多，工程中对于不规则波的处理一般是选择一个特征波高作为规则波进行计算。

但这样处理有时会产生严重后果。

在设计工作中将海浪视为一种随机不规则波是很有必要的。

不规则波对建筑物的作用有很多，因建筑物不同，而关注点不同。

如对直墙建筑物关注不规则波对墙的波浪力，斜坡式的则主要是爬高和越浪量。

下文将进行简要介绍。

1、不规则波对直墙式建筑物的作用直立式防波堤是外海防护建筑物和护岸建筑物的一种重要型式。

由于其具有以下优点如:适用于水深较大的地区，造价要低于斜坡式防波堤，同时其内侧可兼作码头等，因而在日本、意大利和中国的海岸地区得到广泛采用。

但由于其消浪差，所受波浪力较大，一旦破坏则不易修复，故应对其所受波浪力进行研究，以确定合理的设计波浪力，保证所建防波堤既安全又经济。

自然界中的波浪是多向不规则的，而且常斜向击堤，入射波与反射波相互干涉，在堤前形成短峰波，Hsu[1]，Fenton[2]等对短峰波的理论研究表明，短峰波对直堤有可能产生比正常立波更大的波浪力。

波浪力是作用在直立堤上的主要荷载。

计算作用在单元堤上的总波浪力时，首先需要确定作用在单位堤长上的波浪力，我国《海港水文规范》中规定按单向波正向击堤计算堤面水平波浪力和堤底浮托力。

然而自然界中的波浪是多向不规则的，而且常斜向击堤，所以计算中应考虑波浪斜向作用和多向性对波浪力的影响。

这种影响表现在两个方面:一是对单位堤长上波浪力的影响，二是对作用在整个单元堤上总波力的影响。

多向不规则波浪作用下群墩结构上爬高的计算研究季新然; 邹丽; 任智源; 柳淑学【期刊名称】《《海洋学报（中文版）》》【年(卷),期】2019(041)003【总页数】9页(P35-43)【关键词】多向不规则波浪; 方向分布; 爬高; 群墩【作者】季新然; 邹丽; 任智源; 柳淑学【作者单位】海南大学土木与建筑工程学院海南海口 570228; 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024; 大连理工大学船舶工程学院辽宁大连 116024; 国家海洋环境预报中心北京 100081【正文语种】中文【中图分类】O353.21 引言大尺度墩柱及群墩是海洋工程中常用的结构形式，其尺度较大，一般认为其构件直径D与波长λ的比值D/λ≥0.20。

波浪是海洋工程结构物上的主要荷载，合理的确定波浪荷载是海洋工程结构物能否正常工作的主要因素，因此精确计算作用在群墩上的波浪荷载对于工程设计具有重要的意义。

波浪与群墩结构作用时，不仅要考虑墩柱自身绕射的影响，还要考虑群墩结构中其他墩柱绕射波浪的影响。

Linton和Evans[1]在MacCamy和Fuchs[2]对单个圆柱求解的基础上对流场内的速度势进行了简化，得到求解规则波与群墩作用时墩柱所受波浪力的简化公式。

Ohl等[3]通过理论计算和实验等方法研究了规则波和不规则波浪对四圆柱方阵群墩作用时的绕射现象，通过数值结果与实验结果的对比，发现采用线性绕射理论可以获得与实际情况比较符合的计算结果。

王俊杰和王连堂[4]应用Nyström方法求解Helmholtz方程得到了计算大尺度墩柱上波浪力的数值模型。

上述的研究都是基于入射波是规则波浪或者单向不规则波浪，而实际海洋中的波浪是多向不规则波浪，波浪的方向分布对波浪的传播及其与工程结构物的作用都具有明显影响。

由于多向波浪传播的复杂性及多向不规则波浪实验、数值模拟手段的限制[5]，目前关于多向不规则波浪与墩柱或群墩结构作用的研究并不多见。

坝底高程，m 79.679.6水库淤积高程，m 80计算水位，m 97.2197.42风区末端水深，m 22.5坝址到风区末端河道比降1:m`17.094017117.42627351.基本数据基本风速W,m/s 34.523风区长度D,m 260260库区平均水深Hm ，m 9.6059.96坝前水深H, m 17.2117.42坝坡坡比m 22糙率及渗透系数KA 0.90.9风向与水域中线的夹角,度002.计算结果平均波高h2％，m 1.763950990.9601706平均波周长Tm ，s 5.894277184.3487205(初步计算值）平均波长Lm ，m 6.855806794.57053786平均波长Lm ，m 6.855806794.57053786hm/H 0.183649240.096402671、2、3级坝0.79100941(<0.1)0.43056976(<0.1)0.828146(0.1`0.2)0.45078431(0.1`0.2)4、5级坝 1.76395099(<0.1)0.83961104(<0.1)1.54863303(0.1`0.2)1.00524901(0.1`0.2)W/SQRT(gH)2.655181151.75941892Kw 1.22(查表填入）1.08(查表填入）1.14350337(m=1.5~5.0)0.609799(m=1.5~5.0)0R0(查表）0R0(查表）0（m<=1.25)0（m<=1.25)1.84(查表A.1.13填入）2.66(查表A.1.13填入）2.1040462(<0.1)1.62206525(<0.1)(0.1`0.2)(0.1`0.2)>0.3>0.3风雍水面高度e, m 0.005911770.0025338安全超高值A, m 0.5(查表填入）0.3(查表填入）最终结果坝顶超高 y, m 2.609957971.9245991水位97.21输入值97.42输入值要求坝顶高程99.81995899.3445991设计波浪hp5％波浪爬高Rm, m 波浪爬高Rp,5％ m 正常运用非常运用波浪hm(均值）需要输入2.005。

不规则波作用下波浪爬高计算方法陈国平;王铮;袁文喜;陈佳【摘要】通过物理模型试验,研究了不规则波作用下光滑不透水单坡和复坡上的波浪爬高,分析了主要影响因素波陡、坡度、波浪入射角、平台宽度和高程对波浪爬高的影响规律,得到了海堤结构波浪爬高的计算公式及其不同累积率换算关系,并提出了多级平台海堤断面波浪爬高计算方法,可适用于复杂海堤断面的爬高计算,与40多个实际工程的模型试验结果对比,具有较好的计算精度,可供工程设计参考.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2010(000)002【总页数】8页(P23-30)【关键词】波浪爬高;斜向波;复坡【作者】陈国平;王铮;袁文喜;陈佳【作者单位】河海大学交通学院海岸灾害与防护教育部重点实验室,江苏,南京,210098;河海大学交通学院海岸灾害与防护教育部重点实验室,江苏,南京,210098;浙江省水利水电勘察设计研究院,浙江,杭州,310002;河海大学交通学院海岸灾害与防护教育部重点实验室,江苏,南京,210098【正文语种】中文【中图分类】TV139.2+5波浪行进堤岸时，水体沿堤坡斜面上爬高程与静水高程之差称为波浪爬高。

在海塘、防波堤以及护岸工程设计中均由波浪爬高来确定堤顶高程，它直接影响着工程的安全和造价，因此研究波浪的爬高具有重要的实用价值。

从20世纪30年代开始研究波浪爬高问题以来，国内外对爬高的试验研究非常多，相应计算爬高的公式不下数十种[1-8]。

目前我国常用的爬高计算公式有：《海港水文规范》[1]、《堤防工程技术规范》[2]、《浙江省海塘工程技术规定》[3]，欧美国家采用荷兰学者J.W.van der meer[4]的方法。

由于海堤结构的多样性，波浪与建筑物相互作用过程十分复杂，因此，现有计算方法存在着诸多不足，提供的经验公式使用条件比较局限，各家公式计算结果差异较大，其计算值与实际值偏差甚远，造成了海堤堤顶高程设计较大偏差。

因此，进一步研究单坡上不规则波浪爬高仍是十分必要的。