河道堤防冲刷深度计算(新规范)
河道堤防冲刷深度计算(新计算)
参考资料
《城市防洪工程设计规范》（CJJ50-92）《防洪标准》（GB50201-94）
《堤防工程设计规范》（GB50286-98）1、护岸冲刷深度计算
依据《堤防工程设计规范》（GB50286—98）①顺坝及平顺护岸冲刷深度计算：
式中：h S
H p —冲刷处的水深（ｍ）；
U cp —近岸垂线平均流速（ｍ／ｓ）；
U C —泥沙的启动流速（ｍ／ｓ）；粘性与沙质河床采用张瑞瑾公式计算，卵石
ｎ—与防护岸坡在平面上的形状有关，一般取ｎ＝1/4-1/6.河床采用长江科学院公式计算；
d
50—河床的中值粒径（ｍ）；H 0—行进水流水深（ｍ）；
r s ,r分别为泥沙与水的重度（KN/m 3),g为重力加速度（m/s 2).U cp 的计算应符合下列规定：
式中：
U—行近流速（ｍ／ｓ）；
η—水流流速分配不均匀系数，根据水流流向与岸坡交角α角查表采用。
② 结论:防洪堤基础冲刷深度平顺段及凸岸段设计值取1.5m,凹岸斜冲段设计值取2m.
白龙江杜坝段河道冲刷深度计算书。
河堤岸冲刷深度计算
二.顺坝及平顺护岸冲刷深度计算
1.水流平行于岸坡产生的冲刷深度计算计算公式
式中：
h B -局部冲刷深度（m)，从水面算起;
h p -冲刷处的水深（m)，以近似设计水位最大深度代替;V cp -平均流速（m/s);
V 允-河床面上允许不冲流速（m/s);
n-与防护岸坡在平面上的形状有关，一般取n=1/4;
2.水流斜冲防护岸坡长生的冲刷深度计算公式
式中：
Δh p
-从河底算起的局部冲深（m);α-水流流向与岸坡交角（度);m-防护建筑物迎水面边坡系数;
d-坡脚处土壤计算粒径（cm）。
对非粘性土，取大于15%（按重量计）的筛孔直径；对粘性土，取表D.22-1的当量V j -水流的局部冲刷流速（m/s);
V j 的计算
计算公式
式中：
B 1-河滩宽度（m)，从河槽边缘至坡脚距离;Q 1-通过河滩部分的设计流量（m 3/s);H 1-河滩水深(m);
堤岸冲刷深度计算
η-水流流速分配不均匀系数，根据α角查表D.2.2-2;
计算公式
式中：
Q-设计流量（m 3/s);
W -原河道过水断面面积（m 2);W p -河道缩窄部分的断面面积(m 2);
土，取表D.22-1的当量粒径值;
V jαd△H P
（m/S）（º）（m）（m）
平直堤
段1.7642679950.50.0060.105278455
转湾堤
段1.76426799100.50.0060.391646627
桩号m 要求堤基埋深（m）。
天然河道冲刷深度计算
天然河道冲刷深度计算天然河道是经过长时间自然作用形成的自然河道，由于其形成过程中的一些特殊条件和因素，其河床深度和宽度非常复杂，难以准确测算。
而冲刷深度是天然河道中河床变化最为显著的指标之一，也是衡量河道演变过程中重要参数之一。
下面将介绍天然河道冲刷深度的计算方法。
一、冲刷深度的定义和意义冲刷深度指的是河床因为水流冲刷而发生变化的深度。
天然河道冲刷深度是河道演变过程中基本参数之一，可以反映河道演变史、河床勾配、河流水力环境等。
通过计算天然河道的冲刷深度，可以准确分析河道的演变趋势和演变速率，为河道治理和保护提供依据。
二、天然河道冲刷深度的计算方法天然河道的冲刷深度可以通过实地的测量数据和数学模型计算得出。
1. 实地测量数据法实地测量数据法指的是使用测量仪器直接在河床上进行测量。
常用的测量仪器有测线仪、测深仪和高差仪等。
根据测量数据，计算出两个时间点之间的河床平均高度差，即为河道冲刷深度。
这种方法具有准确性高，实时性好的特点，但是需要在实地进行测量，费时费力。
2. 数学模型法数学模型法通过建立数学模型计算河道冲刷深度，其中最为常用的数学模型是算法模型。
算法模型是一种基于特定算法的数学模型，可以通过对过去一段时间河道演变状态的分析，将河道冲刷深度与河道环境因素联系起来，并得到相应的计算公式。
通过输入不同的河道环境数据，就可以得到相应的冲刷深度计算结果。
算法模型是一种快速高效的计算方法，适用于大规模的河道冲刷深度计算，但是其准确性依赖于河道参数的选取以及模型的精度。
三、总结天然河道冲刷深度是反映河道演变过程的重要指标之一，准确求算天然河道冲刷深度对于河道治理和保护具有重要意义。
通过实地测量数据法和数学模型法两种方法，可以得到较为准确的冲刷深度计算结果。
对于不同的河道环境和需求，应选择适合的方法进行计算，以取得最优的结果。
堤岸冲刷深度计算
3#渣场1、基础数据（m）水流流向与岸坡夹角α（°）n 冲刷处水深H9.3090.000.25水容重γ（kN/m3)床沙的中值粒径d50（m）重力加速度g（m/s2)9.800.069.802、计算中间数据水流不均匀系数η近岸垂线平均流速U cp（m/s)泥沙起动流速U c（m/s)3.00 2.75 1.823、计算结果冲刷深度h（m） 1.01s1#渣场1、基础数据冲刷处水深H（m）水流流向与岸坡夹角α（°）n16.3090.000.25水容重γ（kN/m3)床沙的中值粒径d50（m）重力加速度g（m/s2)9.800.069.802、计算中间数据水流不均匀系数η近岸垂线平均流速U cp（m/s)泥沙起动流速U c（m/s)3.00 1.40 1.973、计算结果（m）-1.34冲刷深度hs3#渣场1、基础数据（m）水流流向与岸坡夹角α（°）n 冲刷处水深H19.0090.000.25水容重γ（kN/m3)床沙的中值粒径d50（m）重力加速度g（m/s2)9.800.069.802、计算中间数据水流不均匀系数η近岸垂线平均流速U cp（m/s)泥沙起动流速U c（m/s)3.00 1.40 2.023、计算结果（m）-1.65冲刷深度hs泥沙容重γ（kN/m3)河床类型河床宽度（m）体积系数s21.00卵石10.000.67行进流速U（m/s)流量（m3/s）河床深度（m）行洪面积1.831830.00 5.001000.00 U c（m/s)（kN/m3)河床类型河床宽度（m）体积系数泥沙容重γs21.00卵石10.000.67行进流速U（m/s)流量（m3/s）河床深度（m）行洪面积0.931400.00 5.001500.00 U c（m/s)（kN/m3)河床类型河床宽度（m）体积系数泥沙容重γs21.00卵石10.000.67行进流速U（m/s)流量（m3/s）河床深度（m）行洪面积0.931400.00 5.001500.00 U c（m/s)。
[重点]冲刷深度
![[重点]冲刷深度](https://img.taocdn.com/s3/m/583760fd18e8b8f67c1cfad6195f312b3169eb99.png)
4.4.4 护岸冲刷深度计算蹦河河床多为砂砾石，建堤后，改变了原河槽流态，其流速超过了河床的允许流速，将对堤脚产生冲刷。
需设置护脚防止堤冲刷破坏。
护脚埋深的计算，选择不同的代表断面，计算10年一遇冲刷深度。
采用《水力计算手册》所列公式计算。
⑴水流平行于岸坡产生的冲刷可按下式计算：h B=h P×[（V cp/V允）n－1]式中：h B ——局部冲刷深度（m）；h P ——冲刷处的水深（m），以近似设计水位最大深度代替；V cp——平均流速（m/s）V=Q/A=2.25 m/s；V允——河床面上允许不冲流速（m/s），按地质条件确定V允=1.05；n ——与防护岸坡在平面上的形状有关，一般取n=1/4；计算结果h B=0.11m。
t ——护脚在冲刷线以下超深t=0.5m。
（2）水流斜冲防护岸坡生产的冲刷按下式计算：△h p={(23tan(α/2)V j2)/(1+m2)0.5*g}-30d式中：△h p——从河底算起的局部刷深度（m）；α——水流流向与岸坡交角，α=60°；m——护岸迎水坡边坡系数；d——坡脚处土壤计算粒径，取d=3cm；V j——水流偏斜时，水流局部冲刷流速，V j=Q1/B1H1*[ (2β/(1+β) ]。
Q1——通过河滩部分的设计流量；B1——河滩宽度，从河槽边缘至坡脚距离；B1=70mH1——河滩水深；取H1=6mβ——水流流速分配不均匀系数，与α有关，通过查表查得。
通过计算右岸顺坝的冲刷深度△h p=0.8m，t=0.5m见表4-2。
表4-2 护脚冲刷深度计算表（单位：米）为解决冻胀问题，根据已确定的水利坡度和计算的冲刷深度确定：浆砌石坝基础埋深1.5米，0+000断面～0+800断面总坝高为2.5m，地面以上1.0 m，地面以下1.5m。
通过计算和现场踏勘，确定在桩号0+200～0+500段浆砌石坝脚设置石笼水平铺盖，长300米，宽4米，深0.6米。
新堤防规范的冲刷公式
5.1 设计计算
5.1.1 防冲计算
5.1.1.1 计算公式
墙基冲刷有纵向冲刷和斜向冲刷两种情况，根据《堤防工程设计规范》(GB50286—2013)，平顺护岸冲刷深度公式如下：
0[()1]cp n s c
U h H U =⨯- 21cp U U ηη
=+
050()c H U d = 其中：
h s —局部冲刷深度(m)；
H 0—冲刷处的水深(m)；
U cp —近岸垂直平均流速(m/s)；
U —行近流速(m/s)，根据水文计算成果，取最大流速1.20m/s
n —与防护岸坡在平面上的形状有关，取n=1/4。
η—水流流速不均匀系数，根据水流流向与岸坡交角α 查表D.2.2 采用。
； d 50—床沙的中值粒径(m);
γs ，—泥沙的容重(kN/m 3)
γ—水的容重(kN/m 3)
5.1.1.2 计算结果
经计算，
顺向冲刷深度为0.6～1.0m，故顺向冲刷埋深取1.0m；
斜向冲刷深度30°以内，冲刷深度为0.9～1.18m，故30°以内的斜冲基础埋深取1.2m；
斜向冲刷深度30°以上，冲刷深度为1.2～1.46m，30°以上的斜冲基础埋深取1.5m。
表5.6.1防冲计算结果表。
河岸冲刷深度计算
1、水流平 行于岸坡产
计算公式
hB
hp
[( V cp V允
）n
1]
式中： hB-局部冲刷 深hp-度冲（刷m处)，的 水Vc深p-平（均m流)， 速V允（-河m床/p
V允
n
hp
3.9333862 0.6
0.25
3.5
2、水流斜 冲防护岸坡
21.07
4 8 10
3、Vj的计算 ⑴.滩地河 床， 计算公式
Vj Q1 • 2 B1 • H1 1
2
2
8
3
10
6
式中： B1-河滩宽度 （Q1m-通)，过从河河滩 部H1分-河的滩设水计深
(ηm-水); 流流速 分配不均匀
Q1
B1
H1
496
42
3.5
η
Vj
1.5
4.0489796
α
≤15°
土性质 不密实的
表B.2.2 粘性土的当量粒径值
空隙比 0.9～1.2
干容重 （kN/m3）
11.76
粘性土当量粒径 （cm）
粘土及重粘壤 土
轻粘壤土
黄土
1
0.5
0.5
中等密实的 0.6～0.9 密实的 0.3～0.6
很密实的 0.2～0.3
11.76～ 151.56.868～ 191.96.060～
20°
η
1
1.25
表B.2.3 水流流速不均匀系数
30°
40°
50°
60°
70°
80°
1.5
1.75
2
2.25
2.5
2.75
⑵.无滩地河
堤防工程基础冲刷深度计算问题
大片 防护林 带 。讨 赖河 市 区段 防洪 堤
工 程 河 道 治 理 长 度 ３５ｋ 河 道 平 均 ． ｍ，
面 起算 ： 如从 冲刷处 滩 面算 起 ， ｈ＝ 则 Ｂ
平 时水 小 。 床 长期 在 造 床 流量 作 用 河 下 易 使 河 相 发 生 变 化 。河 流 曲 状 蜿
比降 ｌ‰ ， １ 防洪 标准 为 ５ ０年 一 遇 ， 相
２ １ ．２ 中国 水 利 ０ ２１
表 １ 堤 防 平顺 段 冲刷 深 度 计 算 表 （ ０年 一遇 洪 水 ） ５
（堤 防 工 程 设计 规 范》 《 附录 Ｄ公 式 ） 断 面
ＨＤ０ ５ ＨＤ０ ６ ＨＤＯ ７ ＨＤ０ ８ ＨＤ０ ９ ＨＤ１ Ｏ ＨＤ１ １ ＨＤ１ ２ ＨＤ１ ３ ＨＤ１ ４ ＨＤ１ ５ ＨＤ１ ６ ＨＤ１ ７ ＨＤ１ ８
２０ １ ２Ｏ １
２Ｏ １
１３ －３ １１ ．４
１３ ．４
３６ ．５ ３９ Ｏ
．
２４ ．６ ２７ ．４ ２－７ ３ ２６ ．２ ２ ５１
．
３ ６ １
．
ＨＤ１ ５ ＨＤ１ ４ ＨＤ１ ３ ＨＤｌ ２ ＨＤ１ ｌ ＨＤ１ Ｏ ＨＤ０ ９ ８８ ４
深度 计算 。
水 流 平 行 于 岸 坡 产 生 的 和 中小河 流治 理” 。近年 ， 地 中小 各 河 流 治理 特 别 是 以 防 洪 堤 和 河 道 治 理项 目为 主的工 程建设 蔚然 成风 。笔
者 主持 或参 与 了 多 个 区 内 此 类项 目
《 防 工 程 设 计 规 范 》（ Ｏ ８ — 堤 ＧＢ ５ ２ ６
１ ９ ） 录 Ｄ 中公式 （ ２２ １ 进行 计 ９ ８附 Ｄ． — ） ．
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
参考资料
《城市防洪工程设计规范》（CJJ50-92）《防洪标准》（GB50201-94）
《堤防工程设计规范》（GB50286-98）1、护岸冲刷深度计算
依据《堤防工程设计规范》（GB50286—98）①顺坝及平顺护岸冲刷深度计算：
式中：h S
H p —冲刷处的水深（ｍ）；
U cp —近岸垂线平均流速（ｍ／ｓ）；
U C —泥沙的启动流速（ｍ／ｓ）；粘性与沙质河床采用张瑞瑾公式计算，卵石ｎ—与防护岸坡在平面上的形状有关，一般取ｎ＝1/4-1/6.
河床采用长江科学院公式计算；
d 50—河床的中值粒径（ｍ）；H 0—行进水流水深（ｍ）；
r s ,r分别为泥沙与水的重度（KN/m 3),g为重力加速度（m/s 2).U cp 的计算应符合下列规定：
式中：
U—行近流速（ｍ／ｓ）；
η—水流流速分配不均匀系数，根据水流流向与岸坡交角α角查表采用。
②白龙江杜坝段河道冲刷深度计算书
江杜坝段河道
结论:防洪堤基础冲刷深度平顺段及凸岸段设计值取1.5m,凹岸斜冲段设计值取2m.。