波浪爬高计算公式及附表
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设计高潮位2.87△h= 2.26风向组NE-ENE 42.65风向组N-NNE 2.35风向组Vc=13.3Cv=0.31Vc=15Cv=0.32Vc=Kp= 1.85Kp= 1.88Kp=Vap=30.24df=20.09Vap=34.44df=Vap=极限风区长实测风区长5.2极限风区长实测风区长6极限风区长风向组E-ESE 87.65风向组Vc=12.5Cv=0.35Vc=Kp= 1.99Kp=Vap=30.55df=Vap=极限风区长实测风区长5极限风区长L塘(假设)240塘前涂面高-0.550251030d前 3.372015dF/Lo 0.8480Ks=14130.5H'o=0.972030.5d前/Lo0.1133Ks=0.91353025H'前=0.882025L/Lo 0.8541115.5L=25.401010.5H*=0.262099.504.5H1% 1.7620.09H2% 1.66H13% 1.30H5% 1.50d前/Lo0.1133Hb/DbHb=5.26查表5.2.1-2Kv= 1.285Lo/H1%16.90查附图十一Ro= 1.32当m=0.4时海塘外护坡面取用砼K△0.8Ro=1.32R 2%=2.39Kf=1R 13%=1.36Kf=0.77假定压载宽=15高=2B/L=0.591L/H=19.491d1/H=0.779Ky=0.87R 2%(实)=2.08R 13%(实)=1.18R 2%(不)= 5.65 6.1R 2%(允)=4.451.15T L=25.40H塘/d前0.3H塘/L塘0.0348A=0.0132B=27.429查表5.2.1-3,F1%查表5.2.1-3,F13%三江查表5.2.9-1塘前有压载修正塘顶高程查表6.2.2无风越浪实际采用风区长=主风向左45度5.2实际采用风区长=波浪爬高V/(d前*9.81)^0.56实际采用风区右45度实际采用风区长=5实际采用风区越顶水量q=0.00032Hc=3.23Wf=2θ=68.1986K'= 5.590越顶水量q=0.0018风速大于26.8有风越浪N-NNE 12.65风向组N-NNE 27.6515Cv=0.33Vc=15Cv=0.331.92Kp= 1.9235.15df=Vap=35.15df=实测风区长5.25极限风区长实测风区长 5.25NE-ENE 72.65风向组NE-ENE 57.6513.5Cv=0.3Vc=13.3Cv=0.31.82Kp= 1.8230.20df=Vap=29.77df=实测风区长6极限风区长实测风区长65.13180S-SSW实际采用风区长=6左15度实际采用风区长= 5.25左30度 5.25用风区长=风区水深Df=右30度右15度用风区长=6。
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。
波浪爬高计算表格一、概述波浪爬高,又称波浪爬升或波浪越浪,是指波浪在接近海岸或结构物时,其波峰可能达到的最大高度。
这一参数对于海岸工程、港口设计、船舶安全等领域至关重要,因为它关系到海岸结构的稳定性、船舶的航行安全以及防洪堤的设计高度等。
通过计算波浪爬高,工程师们可以评估不同设计方案的适应性和安全性,从而作出更为合理的设计决策。
二、波浪爬高计算方法波浪爬高的计算涉及多个参数,如波浪高度、周期、水深、底坡、结构物形状等。
不同的计算方法和公式可能适用于不同的场景和条件。
以下是一种常用的波浪爬高计算方法,即基于Morison公式的计算方法。
Morison公式是一种经验公式,用于估算波浪在垂直结构物上的爬高。
其基本形式为:(R = K_1 \times H \times \left( \frac{H}{D} \right)^{K_2})其中:(R) 是波浪爬高(单位:米);(H) 是波浪高度(单位:米);(D) 是水深(单位:米);(K_1) 和(K_2) 是经验系数,其值取决于结构物的形状、底坡和其他因素。
三、波浪爬高计算表格以下是一个基于Morison公式的波浪爬高计算表格的示例:四、使用说明参数输入:根据具体的波浪条件和工程要求,在表格中输入相应的波浪高度、水深、经验系数等参数值。
计算:根据所选用的计算公式(如Morison公式),在表格中计算出相应的波浪爬高值。
结果分析:根据计算结果,分析波浪爬高在不同条件下的变化趋势,为工程设计和决策提供参考依据。
五、注意事项参数准确性:输入参数的准确性直接影响计算结果的可靠性,因此在实际应用中需要尽可能获取准确的波浪数据和工程条件。
公式适用性:不同的计算公式可能适用于不同的波浪条件和结构物形状,因此在选择计算公式时需要考虑实际情况的适用性。
安全考虑:波浪爬高计算是为了保证工程安全而进行的,因此在设计和决策时需要充分考虑安全因素,避免因计算结果偏低而引发安全隐患。
用波浪理论计算浪的高度(经典可收藏)用第一浪测第三浪:
公式:
第三浪高点第一价格点=0.618*(第一浪高点-第一浪起动点)+第一浪高点
第三浪高点第二价格点=1.618*(第一浪高点-第一浪起动点)+第一浪高点
用一浪测第五浪:
第五浪高点第一价格点=1.618*(第一浪高点-第一浪起动点)+第一浪高点
第五浪高点第二价格点=2.618*(第一浪高点-第一浪起动点)+第一浪高点
实例:
用A浪测C浪:
公式:
C浪低点第一价格点=A浪低点-0.618*(A浪起动点-A浪低点)C浪低点第二价格点=A浪低点-1.618*(A浪起动点-A浪低点)。
波浪计算公式(二)波浪计算公式1. 波长计算公式•公式:波长(λ) = 速度(v) / 频率(f)•示例:如果一个波的速度是10m/s,频率为5Hz,那么波长可以计算为:λ = 10m/s / 5Hz = 2m2. 频率计算公式•公式:频率(f) = 速度(v) / 波长(λ)•示例:假设波的速度是15m/s,波长为3m,那么频率可以通过以下计算得到:f = 15m/s / 3m = 5Hz3. 速度计算公式•公式:速度(v) = 波长(λ) * 频率(f)•示例:当波长为4m,频率为2Hz时,速度可以计算如下:v = 4m * 2Hz = 8m/s4. 能量计算公式•公式:能量(E)= 振幅(A)^2 * 密度(ρ) * 波速(v) * 波速(v)•示例:如果振幅为3,密度为2kg/m^3,波速为10m/s,那么能量可以通过以下方式计算:E = (3)^2 * 2kg/m^3 * 10m/s *10m/s = 900 J5. 群速度计算公式•公式:群速度(v_g)= 速度(v) / 折射率(n)•示例:假设波的速度为20m/s,折射率为,那么群速度可以计算如下:v_g = 20m/s / = /s6. 相速度计算公式•公式:相速度(v_p)= 波长(λ) * 频率(f)•示例:如果一个波的波长为6m,频率为3Hz,那么相速度可以通过以下公式计算:v_p = 6m * 3Hz = 18m/s7. 相位差计算公式•公式:相位差(Δφ)= 2π * (距离(d)/ 波长(λ))•示例:当两个波的距离为4m,波长为2m时,相位差可以通过以下公式计算:Δφ = 2π * (4m / 2m) = 4π8. 反射率计算公式•公式:反射率(R)= (电磁波的反射强度) / (电磁波的入射强度)•示例:如果电磁波的反射强度为10 W/m^2,入射强度为5 W/m^2,那么反射率可以计算如下:R = 10 W/m^2 / 5 W/m^2 = 2以上是一些与波浪计算相关的公式和示例解释。
附录C 波浪计算
C.1 波浪要素确定
C.1.1 计算风浪的风速、风向、风区长度、风时与水域水深的确定,应符合下列规定:
1 风速应采用水面以上10m 高度处的自记10min平均风速。
2 风向宜按水域计算点的主风向及左右22.5°、45°的方位角确定。
3 当计算风向两侧较宽广、水域周界比较规则时,风区长度可采用由计算点逆风向量到对岸的距离;当水域周界不规则、水域中有岛屿时,或在河道的转弯、汊道处,风区长度可采用等效风区长度Fe,Fe可按下式计算确定:
式中ri——在主风向两侧各45°范围内,每隔Δα角由计算点引到对岸的射线长度(m);
αi——射线ri与主风向上射线r0之间的夹角(度),αi=i×Δα。
计算时可取Δα=7.5°(i=0,±1,±2,…,±6),初步计算也可取Δα=15°(i=0,±1,±2,±3),(图C.1.1)。
图C.1.1 等效风区长度计算
4 当风区长度F小于或等于100km 时,可不计入风时的影响。
5 水深可按风区内水域平均深度确定。
当风区内水域的水深变化较小时,水域平均深度可按计算风向的水下地形剖面图确定。
C.1.2 风浪要素可按下列公式计算确定:
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)。
C.1.3 不规则波的不同累积频率波高Hp与平均图C.1.1 等效风区长度计算波高之比值Hp/可按表C.1.3-1确定。
表C.1.3.1 不同累积频率波高换算
不规则波的波周期可采用平均波周期表示,按平均波周期计算的波长L 可按下式计算,也可直接按表C.1.3-2确定。
表C.1.3.2 波长~周期~水深关系表L=f(T,d)
续表 C.1.3.2
C.1.4 设计波浪推算应符合下列规定:
1 对河、湖堤防,设计波浪要素可采用风速推算的方法,并按本附录第
C.1.2条计算确定。
设计波浪的计算风速可采用历年汛期最大风速平均值的
1.5倍。
2 对河口、海岸堤防,可按下列方法确定:
1)当工程地点有20年以上的长期测波资料,设计波高可采用某一累积频率的年最大波高系列进行频率分析的方法确定,其重现期可采用设计潮位的重现期。
2)当工程地点无长期测波资料时,在风区长度小于或等于100km 条件下,设计波浪要素可采用风速推算的方法,并按本附录第 C.1.2条计算确定,计算风速重现期可采用设计潮位的重现期。
在开敞水域条件下,可采用历史地面天气图确定风场,并采用风场推算风浪要素方法确定设计波高。
3)与设计波高对应的波周期,对有限水域可按本附录式 C.1.2-2计算确定;对开敞水域宜通过分析确定。
C.1.5 近岸波浪浅水变形计算应符合下列规定:
1 波浪向近岸浅水区传播时,可假定平均波周期不变,任意水深处的波长可按本附录式C.1.3-1或本附录表C.1.3-2确定。
2 浅水区任意水深处的波高,应按浅水变形计算确定。
当水底坡度平缓,波浪传播距离较长时,浅水变形计算宜计入底摩阻的影响。
3 当浅水波浪变形计算得到的波高大于该处的极限波高时,设计波高不应大于极限波高。
C.2 风壅水面高度计算
C.2.1 风壅水面高度在有限风区的情况下,可按下式计算:
式中e——计算点的风壅水面高度(m);
K——综合摩阻系数,可取K=3.6×10-6;
V——设计风速,按计算波浪的风速确定;
F——由计算点逆风向量到对岸的距离(m);
d——水域的平均水深(m);
β——风向与垂直于堤轴线的法线的夹角(度)。
C.3 波浪爬高计算
C.3.1 在风的直接作用下,正向来波在单一斜波上的波浪爬高可按下列方法确定:
1 当m=1.5~5.0时,可按下式计算:
式中Rp——累积频率为p的波浪爬高(m);
KΔ——斜坡的糙率及渗透性系数,根据护面类型按表C.3.1-1确定;
KV——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/s2)组成的无维量可按表C.3.1-2确定;
Kp——爬高累积频率换算系数,可按表C.3.1-3确定;对不允许越浪的
堤防,爬高累积频率宜取2%,对允许越浪的堤防,爬高累积频率宜取13% ;
m——斜波坡率,m=ctgα,α为斜坡坡角(度);
——堤前波浪的平均波高(m);
L——堤前波浪的波长(m)。
2 当m≤1.25时,可按下式计算:
R p=KΔK V K p R0(C.3.1-2)式中R0——无风情况下,光滑不透水护面(KΔ=1)、=1m 时的爬高值(m),可按表C.3.1-4确定。
表C.3.1.1 斜坡的糙率及渗透性系数KΔ
表C.3.1.2 经验系数KV
表C.3.1.3 爬高累积频率换算系数Kp
表C.3.1.4 R0值
3 当1.25<m<1.5时,可由m=1.5和m=1.25的计算值按内插法确定。
C.3.2 带有平台的复合斜坡堤(图 C.3.2)的波浪爬高,可先确定该
断面的折算坡度系数me,再按坡度系数为me的单坡断面确定其爬高。
折算坡度系数me可按下列公式计算:
图C.3.2 带平台的复式斜坡堤
1 当Δm=(m下-m上)=0,即上下坡度一致时:
2 当Δm>0,即下坡缓于上坡时:
3 当Δm<0,即下坡陡于上坡时:
式中m上、m下——分别为平台以上、以下的斜坡坡率;
dw——平台上的水深(m),当平台在静水位以上时取正值;平台在静水位以下时取负值(图C.3.2)。
|dw|表示取绝对值;
B——平台宽度(m);
L——波长(m)。
注:折算坡度法适用于m上=1.0~4.0,m下=1.5~3,dw/L=-0.067~+0.067,B/L≤0.25的条件。
C.3.3 当来波波向线与堤轴线的法线成β角(度)时,波浪爬高应乘以系数Kβ,当堤坡坡率m≥1时,Kβ可按表C.3.3确定。
表 C.3.3系数Kβ
1、水文地质
滁县水文站1958~2016年资料统计:多年平均降雨量1016mm,最大年
降雨量为2003 年的1686.2mm,最小年降雨量为1994 年的561.5mm。
滁县站最大流量为1975年的2050m3/s。
历史最高水位15.12m(2003 年7 月5日)最低水位为3.79m(1995年3 月27日);汛期多年平均水位5.74m,枯水期多年平均水位为5.23m。
2、气象
根据滁州市气象站资料,统计分析年平均气温为15.2℃,年内1 月份最低,平均为1.6℃;7、8 月份最高,平均为28.2℃,历史上出现过极端气温,最低为-23.8℃(1955 年1月6 日),最高为41.5℃(1966 年8月8 日)。
多年平均无霜期大于217d,相对湿度为75%左右,年日照时数2217h,冬少夏多,太阳辐射年总量为120kal/cm2,6~8 月期间太阳能占全年总量的1/3
以上。
多年平均风速2.7m/s,最大风速为18m/s,大风多发生在7~9 月,恰逢主汛期,风向季节性变化明显,全年以偏东风为主,冬季盛行偏北风,夏季偏南风。
多年平均年蒸发量为924mm。
根据滁州市水文及气象资料及波浪爬高计算公式;可知波浪爬高为
0.63m;根据《水利水电工程施工组织设计规范》SL303-2017 要求4级不过水土石围堰堰顶安全超高值下限值为0.5m。
本工程的等别为Ⅲ等,排水沟、岸墙、前池、泵站站身和自流控制闸建筑物级别均为 3 级;考虑到规划中滁州市中心城区防洪标准将提高至100 年一遇,对应工程所在堤防级别将提高为 1 级,本次工程中穿堤箱涵和防洪闸建筑物级别取不低于所在堤防的级别为 1 级,根据SL 645-2013 《水利
水电工程围堰设计规范》要求,本工程对应围堰级别为4级,压实度为95%。
经查阅《滁州市城市防洪规划报告(修编)》成果,得知清流河内城河口10年一遇洪水位为13.85m。
综上所述,围堰设计标准堰顶高程=设计静水位高程+波浪爬高+围堰的安全超高。
13.85m+0.63m+0.5m=14.98m。