波浪要素及安全超高计算(堤防工程设计规范GB 50286-98)

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堤防工程设计规范

中华人民共和国国家标准堤防工程设计规范GB50286－98条文说明目次1总则2堤防工程的级别及设计标准2.1堤防工程的防洪标准及级别2.2安全加高值及稳定安全系数3基本资料3.1气象与水文3.2社会经济3.3工程地形3.4工程地质4堤线布置及堤型选择4.1堤线布置4.2河堤堤距的确定4.3堤型选择5堤基处理5.1一般规定5.2软弱堤基处理5.3透水堤基处理5.4多层堤基处理5.5岩石堤基的防渗处理6堤身设计6.1一般规定6.2筑堤材料与土堤填筑标准6.3堤顶高程6.4土堤堤顶结构6.5堤坡与戗台6.6护坡与坡面排水6.7防渗与排水设施6.8防洪墙7堤岸防护7.1一般规定7.2坡式护岸7.3坝式护岸7.4墙式护岸7.5其他防护型式8堤防稳定计算8.1渗流及渗透稳定计算8.2抗滑稳定计算8.3沉降计算9堤防与各类建筑物、构筑物的交叉、连接9.1一般规定9.2穿堤建筑物、构筑物9.3跨堤建筑物、构筑物10堤防工程的加固、改建与扩建10.1加固10.2改建10.3扩建11堤防工程管理设计11.1一般规定11.2观测设施11.3交通与通信设施11.4防汛抢险设施11.5生产管理与生产设施附录A堤基处理计算附录B设计潮位计算附录C波浪计算附录D堤岸防护计算附录E渗流计算附录F抗滑稳定计算21总则1.0.1我国洪、潮灾害十分严重，堤防是抵御洪、潮水危害的重要工程措施。

新中国成立以来，我国进行大规模的堤防建设，全国已建堤防总长20余万公里，在历次抗洪、潮灾害中发挥了巨大的作用。

随着社会经济的发展，新建、加固、扩建及改建堤防工程的任务将日益繁重，而堤防工程设计几十年来无标准可循，与大量的堤防建设需要极不适应。

由于缺乏反映堤防自身特点和要求的标准，堤防工程设计难以做到技术先进、经济合理、安全适用等要求。

因此，制定堤防工程设计的标准，是适应国家堤防建设的需要，也是使堤防工程建设走向科学化、规范化的轨道，不断提高堤防工程设计水平的必然要求。

关于印发《堤防工程勘察设计资格分级标准补充规定》和《水利水电施工企业承包堤防工程资质暂行规定》的通知

关于印发《堤防工程勘察设计资格分级标准补充规定》和《水利水电施工企业承包堤防工程资质等级暂行规定》的通知水建管[1998]541号堤防工程勘察设计资格分级标准补充规定一、根据《防洪标准》(GB50201-94)和《堤防工程设计规范》(GB50286-98)规定的堤防工程的级别，对已颁发的《水利水电行业工程勘察设计资格分级标准》(能源部、水利部基设〔1992〕2772号、建开〔1992〕5号)，就不同级别堤防工程的勘察设计资格明确如下：勘察设计资格等级甲乙丙堤防工程级别12、34、5二、穿堤建筑物、构筑物的勘察设计单位资格应不低于所穿越堤防的勘察设计单位资格。

三、各项目法人(建设单位)在委托堤防工程的勘察设计任务时，应认真审核承担单位的水利行业勘察设计资格等级，不得降级委托。

持有水利行业勘察设计资格的各单位在承接勘察设计任务时，必须符合资格等级要求承接任务，不得超越资格等级超范围承接任务。

对个别堤段的技施设计需要降级委托勘察设计单位承担时，应报行业主管部门批准，并由符合资格等级的设计单位负责技术审核，审核单位承担相应技术责任。

四、各级审查部门在审查上述项目时，应先审核承担设计单位的勘察设计资格。

对不符合勘察设计资格等级要求的设计项目，一律不予审批。

水利水电施工企业承包堤防工程资质等级暂行规定第一条为确保堤防工程施工质量，根据《水利工程质量管理规定》(中华人民共和国水利部令第7号)和《建筑业企业资质管理规定》(中华人民共和国建设部令第48号)及《水利水电工程施工企业资质等级标准》(建建〔1995〕666号)，制定本规定。

第二条本规定适用于各种堤防的新建、续建、扩建和加固工程。

第三条本规定所称堤防工程是指江、河、湖、海各种堤防(以下简称堤防)的堤基、堤身和堤项等各种工程，以及各种涵、闸、泵站、桥梁等穿堤、跨堤建筑物。

第四条堤防工程等级按照《堤防工程设计规范》(GB50286-98)划分，各种穿堤、跨堤建筑物等级按照有关标准划分。

波浪要素及安全超高计算(堤防工程设计规范GB_50286-2013)

3.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 5 护面类型
KΔ ----- 斜坡的糙率渗透性系数 Kp----- 爬高累积频率换算系数
β ----- 风向与坝轴法线夹角 tmin----- 风浪稳定时最小风时
计算公式区
0.45 gF 0.0018 0 .7 2 gH V gd 0 . 13 th 0 . 7 th 2 0 .7 V2 V gd 0 . 13 th 0 . 7 2 V 0 .5 gT gH 13 .9 2 3 .45 V V gt min gT 168 V V 1 当m 1.5 ~ 5.0时；
光滑不透水护面（沥青混凝混凝土或混凝土板草皮砌石
hm L m 1 m2 2 当m 1.25时； R P K K W K P R 0 hm 3 当1.25 m 1.5时。
RP
K KW K P
2 d L th 2 L
e KV F cos 2 gd
2
gT 2
β (°) 0 15 20 30 40 50
滑不透水护面（沥青混凝土）
凝土或混凝土板
皮
石
填两层块石（不透水基础）
填两层块石（透水基础）
脚空心方块(安放一层)
0.55 0.4 0.38
60
0.76
脚锥体(安放二层)
工字块体(安放二层)
辅助计算区假设 L 2.305 计算 L 1.139 ΔL 1.166
Kv值
辅助计算区
V/(gd)^0.5 3 3.049
0.43845
名词解释区 V------计算风速 H------平均波高 L------平均波长 Kw------经验系数 F-----风区长度 T-----平均波周期 e-----风雍水面度 m-----坡度系数 d-----水域平均水深 A-----安全超高 K-----综合摩阻系数 R0、Rp----波浪爬高

堤顶超高计算第二段

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 。

洪水标准和安全超高-精选文档

◆
水电站厂房
SL 252-2000第3.3.3条规定：
平原区水电站厂房的洪水标准，应根据其级别，按表3.3.1确定。
平原区水电站厂房的洪水标准应取与永久性挡水建筑物洪水标准相同。
表格如下
◆
消能防冲设计
平原、滨海区水利水电工程的永久性泄
SL 252-2000第3.3.4条规定：
水建筑物消能防冲洪水标准，应根据泄水建
筑物的级别，分别按表3.3.1和表3.3.2确定。
平原、滨海区水利水电工程地质条件往往较差，消
能防冲工程一旦失事，会危及主要建筑物安全，故规定其消能防冲洪水标准与主要建筑物洪水标准一致。
灌溉和治涝工程
SL 252-2000第3.4.1条规定：
灌溉和治涝工程永久性水工建筑物洪水标准，应根据其级别，按表3.4.1确定。
，应根据其级别按表3.4.2确定。
〖检查要点和方法〗
(1) 供水工程包括向城镇及农村居民点、
工矿企业和部分农业灌区等供水的区域，引水或跨流域调水工程的干渠及其与河流的立交工程等。
(2) 位于山区、丘陵区的供水水源水库工
程的洪水标准，应按相应地区的水利水电工程的标准确定。平原区供水工程洪水标准按平原水闸洪水标准制定。
表格如下
表4.0.1
永久性挡水建筑物安全加高(m)
建筑物类型及运用情况设计永久性挡水建筑物级别 1 1.5 0.7 1.0 0.7 0.5 2 1.0 0.5 0.7 0.5 0.4 3 0.7 0.4 0.5 0.4 0.3 4、5 0.5 0.3 0.3 0.3 0.2
土石坝混凝土闸坝、浆砌石闸坝
〖案例分析〗
(1) 天津永定新河河口防潮闸过闸流量4820m3/s，2 级建筑物，潮水标准应为重现期50—100年。根据 1905年至今潮位观测资料，100年潮位为3.39m，但实测最高潮水位3.43m，高于100年潮位，防潮闸实际挡潮高程按历史最高潮水位校核确定。 (2) 广卅珠江两岸，水位受海洋潮汐和江河洪水的双重影响，故珠江堤岸堤顶高程，按200年洪(潮) 组合水位确定。

冲刷、波浪要素及安全超高计算

1.286883119
2.09629力加速度g
θ
9.81
行近流速U
4.82
54.00
行近水流水深H0
6.47
数据输入区域
k1
k3
0.88
(Um Uc)0.75 gHO
1.03
1.00
0.08
LD H0
1.12
公式计算区
冲刷深度hs
23.78
冲刷深度hs
24.60
40。
1.50
1.75
粘性土当量粒径（cm) 粘土及重念壤土 1 4
8 10
50。 2.00
6 圆砾 1.2
7 卵石 1.5
8 漂砾
2
粘土及重念壤土 1 4
8 10
轻粘壤土 0.5 2
8 10
黄土 0.5
2
3 6
60。 2.25
70。 2.50
80。 2.75
90。 3.00
冲刷深度计算表
守恒连续方程，公式如下：
v12 ) 2g
；；
据断面数据，流量，逐。公式计算：
；积，m2;
‰）。
糙率n 比降J
0.045 0.012
起始断面水位~流量关系表
0
0
0
刷深度计算)
计规范》（GB50286-2013）附录D.2.2平行于岸坡水流冲刷经验公式进行计算
1
)7
10 H
00605
d 0.72 50
河段的平均局部水头损失系数；
L 上下游相邻两端面间距。
已知下游初始断面的流量、水位，根据断面数据，流量段向上游计算断面水位。

堤防工程设计规范[GB50286-98]条文说明

我国堤防种类繁多按抵御水体类别分为河堤湖堤海堤按筑堤材料分为土堤砌石堤土石混合堤钢筋混凝土防洪墙等工程建设性质又有新建堤防及老堤的加固扩建改建之分本条规定的适用范围是充分考虑我国堤防工程的不同类别及新老堤建设的具体情况使本规范有较好的通用性和可操作性
堤防工程是防洪防潮工程的重要设施在河流湖泊的综合规划或防洪专业规划中为实现防洪总体目标作为防洪体系中的水库堤防滞洪区分洪道等工程措施承担不同的任务堤防工程设计须按照规划确定的任务和要求进行城市堤防是城市的基础设施是城市总体规划的组成部分须按总体规划确定的任务和要求进行设计同时城市防洪工程又是河流湖泊海岸带综合规划或防洪专业规划的组成部分且是规划防洪的重点因此城市防洪工程应以上述两类规划作为依据
堤防工程涉及国民经济多个部门和专业主要涉及水利水电城建交通铁道地质等部门
堤防工程设计规范条文说明
和有关专业因此本条作了除满足本规范规定外还要符合国家现行有关标准的规定
堤防工程的级别及设计标准
堤防工程的防洪标准及级别
堤防工程是为了保护防护对象的防洪安全而修建的其自身并无特殊的防洪要求因此堤防工程的防洪标准主要由防护对象的防洪要求而定现行国家标准防洪标准中防护对象的防洪标准见表如果一个防护区范围较大当各类防护对象可以分别防护时按各防护对象的重要程度由防护对象的防洪标准分别确定堤防工程的防洪标准如果不能分别防护时为了保证主要防护对象的防洪安全应按本规范规定选取各防护对象中标准较高的防洪标准确定堤防工程的防洪标准堤防工程的级别根据堤防工程的防洪标准确定
运输设
江河港口
重要性防洪标准重现期年
施

堤防工程设计规范

新中国成立以来，我国进行大规模的堤防建设，全国已建堤防总长20余万公里，在历次抗洪、潮灾害中发挥了巨大的作用。

随着社会经济的发展，新建、加固、扩建及改建堤防工程的任务将日益繁重，而堤防工程设计几十年来无标准可循，与大量的堤防建设需要极不适应。

由于缺乏反映堤防自身特点和要求的标准，堤防工程设计难以做到技术先进、经济合理、安全适用等要求。

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光滑不透水护面混凝土或混凝土板草皮砌石抛填两层块石抛填两层块石
1+ m2 2 当m ≤ 1.25时；
RP =
K ∆ KW K P
hm L m
2π d L = × th 2π L gT 2
e= KV F cos β 2 gd
2
R P = K ∆ K W K P R 0 hm 3 当1.25 < m < 1.5时。
值
辅助计算区 Kv 1.22 1.249 1.25 1.00 1.02 1.08 1.16 1.22 1.25 1.28 1.30 护面类型
R0 值 m 1 2.500 1.25 0 0.5 1 1.25 m 1.25 2.500 1.50
辅助计算区 R0 2.2 4 2.5 1.24 1.45 2.20 2.50 Rp 0.412 0.887 0.507 KΔ
辅助计算区 Kβ 1.00 1 0.96 0.92 0.87 0.82
β(°) 0 15 20 30 40 50
滑不透水护面（沥青混凝土）
凝土或混凝土板
填两层块石（不透水基础）
填两层) 安放二层)
0.55 0.4 0.38
60
0.76
3.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 5
KΔ----- 斜坡的糙率渗透性系数 Kp----- 爬高累积频率换算系数
β----- 风向与坝轴法线夹角 tmin----- 风浪稳定时最小风时
计算公式区
0.45 0.0018 × gF 2 0 .7 gH gd V = 0.13 × th 0.7 × 2 × th 2 0 .7 V V gd 0.13 × th 0.7 × V 2 0 .5 gT gH = 13 .9 × 2 3 .45 V V gt min gT = 168 × V V 1 当m = 1.5 ~ 5.0时；
按莆田试验公式) 堤防高程计算 (按莆田试验公式) V(m/s) 18.9 H(m) 0.075 F(m) 50 T(s) 1.215 d(m) 3 tmin(s) 65.971 m 2.5 L(m) 2.305 β(°) 0 Kv 1.249 KΔ 0.85 Kp 2.070 A(m) 0.5 R0 0.00
可由 m = 1.25和m = 1.5的计算值按内插法确定
1 当m = 1.5 ~ 5.0时； 1+ m2 2 当m ≤ 1.25时； RP = K ∆ KW K P hm L m
KV 2 F cos β e= 2 gd
R P = K ∆ K W K P R 0 hm 3 当1.25 < m < 1.5时。
四脚空心方块四脚锥体(安放二层扭工字块体(安放二层
可由 m = 1.25和m = 1.5的计算值按内插法确定
单元格颜色说明设计水位(m) 45.46 Rp 0.339 超高Y 超高Y(m) 0.840 K 3.60E-06 堤顶高程( 堤顶高程(m) 46.300 e(m) 0.001 数据输入单元格单变量求解单元格公式计算单元格参考公式及数据单元格
L值 A 0.01578 B 0.13081 C
辅助计算区假设 L 2.305 计算 L 2.305 ΔL 0.000
Kv值
辅助计算区
V/(gd)^0.5 3 3.484
0.63084
名词解释区 V------计算风速 H------平均波高 L------平均波长 Kw------经验系数 F-----风区长度 T-----平均波周期 e-----风雍水面度 m-----坡度系数 d-----水域平均水深 A-----安全超高 K-----综合摩阻系数 R0、Rp----波浪爬高
1 0.9 0.85~0.90 0.75~0.80 0.60~0.65 0.50~0.55
Kp值 H/d P(%) 2 0.1 1 2 3 4 5 10 13 Kβ 值 2.07 2.66 2.23 2.07 1.97 1.90 1.84 1.64 1.54 < 0.1
辅助计算区 0.1~0.3 Kp=Rp/R 1.94 2.44 2.08 1.94 1.86 1.80 1.75 1.57 1.48 1.76 2.13 1.86 1.76 1.70 1.65 1.61 1.48 1.40 > 0.3