海堤波浪爬高
浅论海堤防浪墙顶高程设计

式 中: 日为对于允许部 分越浪的取累积频率为 1% 的波 3
的组合结构 ,可发挥 两者 的优点 ,断 面较小 ,风浪爬 高较
收 稿 日期 :2 0-91 070 .2
高 ; 为 据 :粤) 按规 》 5. 2 值 根 ( ( 吾) 《定 图 . —确 2 5
定; L为平均波长。
作者简 介:吴挺 松 (9 1 ,男 ,助理 工程 师 ,大 学本 科 , 18 一)
2 3 海堤越 浪量计 算 .
吴挺松 ’ ,吴 ( .浙江省 水利 水 电勘 测设计 院 ,浙江 1 蕾’ 。王 希贤 平阳 350 ) 2 40
杭 州 30 0 ;2 10 2 .平 阳县 水利局 ,浙 江
摘
要 :以黄岙二期 围涂工程海堤防浪墙顶 高程 的计 算为案例 ,分析 了组合式海堤 波浪爬高计算方法 的选
用 ,以及通过越 浪量计算对海堤防浪墙顶高程进行 优化设计 ,并 通过 海堤断 面的物理模 型试验对 工程设计 的合
2. 上 陡下斜 中 间带 平 台 的组 合式 海 堤 断 面 波浪 2
爬高计 算方 法
海堤迎潮面结 构大致 可分 为 3类 :斜坡 式 、带宽 平 台 的直墙式 、上陡下 斜 中间带平 台的组合 式 ,斜坡式海 堤外 坡坡度平缓 ,反射 波小 ,防浪效果好 ,对 沉降变 形适 应性 好 ,但其断 面大 ,波 浪爬 高 高 ,堤身 高 ,投资 大 ;带 宽平 台的直墙 式波 浪爬 高小 ,堤 身低 ,有利岸线 开发 ,但 是波
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第2 期 总第 16期 5 20 年 3 08 月
浙 江 水 利 科 技 Z eag yrt h i hj n H do cnc i e s
No. 2 Toa tlNo. 1 6 5
海岸工程海堤设计——计算说明书

《海岸工程》课程设计计算说明书学院: 港口海岸与近海工程专业: 港口航道与海岸工程班级: 大禹港航班姓名:学号: *******第1章设计资料分析1.1工程背景介绍1.1.1主要依据乐清湾港区的开发建设需要对港区前沿的滩地进行大面积疏浚开挖,从而产生大量的疏浚土方。
从环境保护、减少工程投资的角度,采用就近吹泥上岸的疏浚土处理方式替代传统的外抛方式,既实现了宝贵疏浚土资源的综合利用,又缓解了土地供求的矛盾和压力,大大提高了疏浚弃土的综合经济效益和社会效益。
为了尽早形成拟建港区港池、航道疏浚工程的纳泥区,同时为临港产业经济用地的开发建设创造条件,拟通过围垦提供约1500亩的后备土地资源。
1.1.2主要规范、规程1.《海堤工程设计规范》(SL 435—2008)2.《浙江省海塘工程技术规定》(上、下)1.1.3工程项目内容和规模本工程尽可能实现筑堤与吹泥工程的同步实施,二者相互依托、互为条件,因此,作为工程项目必需内容的一部分,需在本研究阶段提出吹泥上岸工程的实施方案。
因此,本项目工程建设的主要内容包括围堤、吹泥上岸和临时排水工程。
工程规模如下:(1)围(海)涂面积约99.2万m2,合1487.7亩;围堤总长度3.200km;(2)围堤建设符合国家规范及地方规程要求,顺堤按照50年一遇标准建设,防洪高程+7.8m(85高程,下均同);南侧堤按照50年一遇标准建设,防洪高程+7.8~7.6m。
(3)围区内允许纳泥标高按+3.0m控制,纳泥容量约为660.53万m3。
1.1.4工程平面布置本工程位于乐清湾中部西侧打水湾山附近,因打水湾与连屿矶头的控制,该段区域为乐清湾最窄处,宽约4.5km,涨落潮流在此汇合、分流,水动力特性复杂、敏感。
根据项目前期研究工作成果和结论意见,结合土地开发需要,围涂工程顺堤位置推荐布置在-6m等高线处,走向为18°~198°,堤长约577.5m。
南侧堤布置时考虑东干河出口顺直,沿老海塘延长线向东以132°~312°走向延伸,后以110°~290°向东延伸500m后与顺堤垂直相交,南侧堤长度约2622.7m。
上海海事大学-海岸工程学-第3.2章海堤3(海堤结构计算)

计算参数
百年一遇高潮位hP=3.10m 风速VZ=34.5m/s 风区长度D=1333m 安全超高A=0.5m,允许越浪 堤前水深d=hP-h滩=3.1-(-0.2)=3.3m 波高累积频率F%=1% 现状堤顶高程Ha=4.5m 现状防浪墙高程H=5.4m
➢堤顶高程复核式:ZP=hP+RF+A
1.设计波浪推算:由当地风场要素推算波浪要素
<0.125 H13%
注意:裴什金法也可以用在浆砌块石厚度,不过
浆砌块石厚度计算时,H均取H13%.
A 砌石护坡厚度计算
(3)《海堤工程设计规范》法(P113)
➢干砌块石护面
t K1 b
HL 3 mH
m cot
A 砌石护坡厚度计算
(3)《海堤工程设计规范》法(P113)
➢干砌条石
t 0.744 b
➢上、下坡度一致
➢上平下陡 ➢下平上陡
上述计算公式的使用范围是: • m(上)=1~4 • m(下)=1.5~3 • Dw/L=-0.067~0.67 • B/L<=0.25
应用在平台在静水位附近。堤坡断面均为斜 坡,对于上下断面中含陡墙的不适用。
D 堤前有压载时的爬高计算
计算步骤: • 先计算无压载条件下的爬高; • 将所得爬高值乘以压载修正系数; • 当dw/H<=1.5,M<=1.5时候,还要考虑dw的影响.
幅度的计算方法。且采用函数关系,方便 电算;
正向规则波在斜坡上的水位变化,包括爬高和 回落
正向规则波在斜坡上的水位变化,包括爬高和回落
R K R1H
K 是糙R率1系数K1 th(0.432M ) (R1 )m
R1 坡是数KMm有=1关,H=11m时( 候L波)浪1/ 爬2 (高th或2降深d,)与1斜/ 2
不规则波作用下波浪爬高计算方法

t u y s r ea e e e c o e e g n e i g d sg . h sma e v sa r f r n ef rt n i e rn e i n h
K e o ds a er n—p o l u v ; l— lp y w r :w v — ; bi ewa e mut — o e u u q is
(. 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 20 9 : 1河 10 8 2 浙 江 省 水 利 水 电勘 察 设 计 研 究 院 ,浙 江 杭 州 3 0 0 ) . 10 2
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 4 0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 。
关 键 词 :波 浪 爬 高 ;斜 向波 ;复 坡
中 图分 类 号 :T . 5 V l9 32
文献 标 志码 :A
文 章 编 号 : l0 — 9 2 2 )2 0 2 — 8 2 4 7 (0 0 — 0 3 0 0 l 0
Ca c a i n fwa e r n- l ul to o v u up und rt r e u a v c i n e hei r g l rwa ea to
不规则波作用下波浪爬高计算方法

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。
波浪爬高计算公式及附表

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.1.3.2C.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。
波浪爬高计算公式及附表

波浪爬⾼计算公式及附表附录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.1.3.2C.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。
港口码头护岸波浪爬高计算

港⼝码头护岸波浪爬⾼计算⼀、设计条件(⼀)设计⽔位:设计⾼⽔位 2.46m设计低⽔位0.42m极端⾼⽔位 2.91m极端低⽔位-0.10m(⼆)设计波浪要素:H1% 6.7m风速UH4%0m重⼒加速度gH5% 5.8mH13% 5.1m平均波⾼H3m斜坡⽐m平均周期T13.8sL134.7m(三)系数:K1 1.24K2 1.029K3 4.98⼆、断⾯尺度确定(⼀)胸墙顶⾼程1、允许越浪的斜波堤,堤顶⾼程:堤顶⾼程宜在设计⾼⽔位以上不⼩于0.6倍的设计波⾼值。
堤坝顶⾼程=设计⾼⽔位+0.8H13%0.8= 6.54m2、对基本不越浪的斜波堤,堤顶⾼程:堤顶⾼程宜在设计⾼⽔位以上不⼩于1.0倍的设计波⾼值。
堤坝顶⾼程=设计⾼⽔位+1.20H13% 1.2=8.58m3、对堤顶设胸墙的斜波堤,胸墙堤顶⾼程:根据《防波堤设计与施⼯规范》(JTS154-1-2011)有关规定:(4.1.3.3胸墙顶⾼程=设计⾼⽔位+1.25 H13%=8.835m4、根据港⼝⼯程《海港⽔⽂规范》(JTS 145-2-2013)有关规定:按波浪爬⾼确定其胸墙顶⾼程,正向规则波的爬⾼按公式(1)设计⾼⽔位 2.46m取13%H 5.1mL134.7m建筑物前⽔深d 2.46m斜坡坡度m 1.51:m.与斜坡的m值有关的函数M1/m0.66666710.1364L/H26.411762πd15.456642πd/L0.114749th(2πd/L)0.114248爬⾼函数R(M)0.007485系数 1.09M3.322185.419系数-1.25(-1.25M)-12.6705exp:指数函数,exp(2)-- e的2次⽅exp(-1.25M) 3.14E-06相应对于某⼀d/L时的爬⾼最⼤值R1(m)0.566471K3 4.98K3/2 2.494πd30.913274πd/L0.229497sh(4πd/L)0.231517(4πd/L)/(sh(4πd/L))0.9912751+(4πd/L)/(sh(4πd/L)) 1.991275 K△=1,H=1m时波浪爬⾼(m)R1 1.236148K1 1.24K2 1.0290.432M 4.378927th(0.432M)0.999686R1(m)-K2-0.46253波浪爬⾼(m),从静⽔⾯算起,向上为正R2.963047K△0.47故按波浪爬⾼确定的胸墙顶⾼程为:设计⾼⽔= 5.423047(m) 2.462)极端⾼⽔位 2.91m故按波浪爬⾼确定的胸墙顶⾼程为:极端⾼⽔= 5.873047(m) 2.915、在风直接作⽤下,不规则波的爬⾼按下式计算:累积频率为1%的爬⾼R1% 3.89263mK△0.47与风速有关的系数KU1查表得K△=1,H=1m时波浪爬⾼(m)R1 1.236148mH1% 6.7mR2% 3.620146m故按波浪爬⾼确定的胸墙顶⾼程为:极端⾼⽔= 6.530146(m) 2.916、根据《堤防⼯程设计规范》(GB50286-98)有关规定:(6.3.1)堤顶⾼程=设计洪⽔位或设计⾼潮位+堤顶超⾼=10.89391(m) 2.917.9839141)当m=1.5~5.0时,按下式计算:堤顶超⾼Y=R+e+A=7.983914m设计波浪爬⾼R7.483914m设计风雍增⽔⾼度e0m安全加⾼A0.5m(可变量)堤防⼯程不允许越浪斜坡坡率m 1.51+m2 3.25(1+m2)1/2 1.802776堤前波浪的平均波⾼H3m堤前波浪的波长L134.7mHL404.1(HL)1/220.10224斜坡的糙率及渗透系数K△0.47经验系数Kv 1.02(可变量)gd24.1326(gd)1/2 4.912494V/(gd)1/20爬⾼累积频率换算系数Kp 1.4(可变量)(查表得)H/d 1.2195122)当m≤1.25时,按下式计算:堤顶⾼程=设计洪⽔位或设计⾼潮位+堤顶超⾼=7.839656(m) 2.91 4.929656堤顶超⾼Y=R+e+A= 4.929656m设计波浪爬⾼R 4.429656m设计风雍增⽔⾼度e0m安全加⾼A0.5m下,光滑不透⽔护⾯(K△=1)、H=1m时的爬⾼值(m)Ro 2.20m三、斜坡提堤顶越浪量计算p60《海港⽔⽂规范》(JTS148.2.4.1 本条所列公式宜符合下列条件:(1)2.2≦d/H1/3≦4.70.482353(2)0.02≦H1/3/Lpo≦0.100.037862(3)1.5≦m≦3.0 1.5(4)0.6≦b1/H1/3≦1.4 1.176471(5)1.0≦Hc/H1/3≦1.60.694118(6)底坡i≦1/25式中d 2.46建筑物前⽔深(m)H1/3 5.1mLpo134.7以谱峰周期Tp计算的深⽔波长(m)m 1.5斜坡坡度系数注:变量根据实际情况b16坡肩宽度(m)Hc 3.54堤顶在静⽔⾯以上的⾼度(m)i⽔底坡度1.33倍T Tp18.354谱峰周期(s)8.2.4.2 斜坡堤⽆胸墙时,堤顶的越浪量计算:gTP2m4957.0322πH1/332.04424(gTP2m)/(2πH1/3)154.6934(gTP2m)/(2πH1/3)1/212.43758LN() 2.520722m1/2 1.2247451.5/m1/2 1.224745d/H1/30.482353(d/H1/3)-2.8-2.31765((d/H1/3)-2.8)2 5.371488th()0.999957<> 2.224702Hc/H1/30.694118(Hc/H1/3)-1.7 1.860218(H1/3)226.01(H1/3)2/Tp 1.41713经验系数A0.035护⾯结构影响系数Ka0.4堤顶越浪量Q0.206966m3/m.s0m/s9.81m/s2深⽔波设计标准波⾼换算:深⽔波:堤前⽔深>半个波长处的波浪H 1%=2.42H 2.42H= 2.768595H 5%=1.95H 1.95H= 2.9743591.5H 13%=1.61H 1.61H= 3.167702堤顶⾼程对⽐分析允许越浪 6.54m基本不越浪8.58m堤顶设胸墙8.835m设计⾼⽔位 5.423047m极端⾼⽔位 5.873047m在风作⽤下 6.530146m堤防防洪10.89391m m=1.5~5.0堤防防洪7.839656m m﹤1.25设计波⾼值。
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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 1.89
1.79 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 1.0808434
1.540.9145598三、求波浪爬高R (备注:式中d 为平均水深)
(一)求规则波的R
1、不允许越浪
①th ①②sh ②4.117.568 1.18774001
0.40.8 1.465619310.898738492.931238629.348755132、允许越浪①th ①②sh ②4.117.5680.91337206
0.40.8 1.465619310.898738492.931238629.34875513(二)求不规则波的R vT/L 查表取值4.117.568
1.2946366128.8 3.419999092 5.60655589 1.280.751≤m≤5
E0.2-1v/(gd)^0.5查表取值0.5 4.54115218 1.290.75
0<m<1
系数Kv 斜坡坡度m
糙渗系数K △查表得H 5%/H
H 5%查表得
H 13%/H
H 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Δ
m=0me
0.4|dw|当Δm>0
me 0.4dw 当Δm<0
me 0.4dw 小值
大值H/d-小值内插值0.1
0.21.56 1.510.044846341.53757683
0.8610.14200472.939524270.007447091.25383988 1.19
1.024594220.5 5.3111.5653994
2.939524270.001943721.243600090.91
0.781478270.30 5.31①th ①②sh ②
1.465619310.89873849
2.931238629.348755131.942855742.939524270.871635142.51523234
3.12605939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R
M (R 1)m R(M)R 1波浪爬高R
H 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。
平均波周期T(s)假设波长L (m )计算过程最终确定波长L (m )
H/d 堤前水深d(m)
Kb
Kb
Kb
2.91 2.25
0011
2.907235 2.250763
5.31 5.31
8.2172357.560763
0.50.3
8.7172357.860763 2.55
不允许波浪爬高R 允许波浪爬高R。