堤岸冲刷深度计算
关于堤防工程设计中冲刷深度计算公式的应用及实际设计中存在问题的探究
２ ７ 中 刷深度计算公式
堤 防工程设计环节是整个项 目开发重要 的环节 之一 ， 保证设计 的 合理 、 准确 、 完整非常重要 。 堤防工程 的冲刷深度是设计 中需要确定 的 个重要参数 ． 关系到堤 防工程使用的年 限 在堤 防工程设 计过程 中 应用到 的冲刷深度计算是作为一项主要技术参数 ． 合 理的选用公式计 算不 同冲刷形式 下的冲刷深度是堤防防洪 、 堤 防防护 的关 键。 冲刷深 度计算有 两种不 同形式 ． 其一是水 流平行于岸坡 ． 其二是水 流斜冲岸
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｖｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
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关于堤防工程设计中冲刷深度计算公式的 应用及实际设计中存在 问题的探究
张 凯
（ 陕 西省水 利 电力勘 测 设计 研究 院 ， 陕西 西 安 ７ １ ０ ０ ０ ０ ）
“ （ （ ） ｎ ＿ １ ）
注： ｈ 表示从 水面起计算 的冲刷深度 ； ｈ 表 示近似设 计水位 深度 的冲刷 水深 ； 表示 平均速流 ； 表 示河床 面上允许 不冲流 速 ； ｎ 表 示与防护岸坡在平面上 的形状有关 ． 一般取 ｎ ＝ １ ／ ４ 在应 用此项公式 中会涉及到桥 渡公 式确定堤 防可能受 到的冲刷 程度 ． 具体 的公式是 ：
【 摘 要】 冲席 ｊ 深度 计算公 式是设计堤 防工程不 可缺 少的一项 ， 其是堤 防防洪、 堤 防防护的关键 。 本 文针对堤 防工程设计 中冲席 ｊ 深度计算公 式的应用及 实际设计 中存在问题进行 分析和探 究。 【 关键词】 堤 防工程 ； 冲刷深度 计算公 式； 设计 １ 堤 防 工 程
５ ／ ３
２ ３ ｔ ｇ ｄ ｏ Ｖ＂
河道一般冲刷深度分析计算-孙双元要求
说明：本摘抄来自水规总院的孙双元，目的在于将冲刷计算用于水调工程的设计之中。
本摘抄共有两部分关于冲刷计算的内容第一部分6．河道一般冲刷深度分析计算6．1 冲刷深度计算方法在天然河道上修建建筑物后，由于缩窄了河道宽度，增加了单宽流量和过水断面流速，从而引起的河床冲刷和变形可称为一般冲刷。
根据水利部长江水利委员会<南水北调中线工程渠道倒虹吸土建部分初步设计大纲》中的要求，一般冲刷按《铁路桥渡勘测设计规范》TBJl7—86(铁道鄯1987年7月)规定的方法进行计算。
经对青沙菏南、北两汊过水断面形态和河床质分析，应按“规范”中规定的非粘性土河床及单—河槽计算。
非粘性土河床的河槽一般冲刷公式如下：含沙量(kg／m3) <1．O 1～10 >10E O．46 O．66 O．866．2 交叉断面附近河床质及平均粒径应用上述公式计算河道一般冲刷时，需分析确定交叉断面河床质的平均粒径。
根据我院地勘队提供资料，南沙河与总干渠交叉河段南槽倒虹吸长1200m，有一个地质纵剖面(沿建筑物轴线地质纵剖面和三个地质横剖面)，布孔17个，孔深20～62．2m，孔距24～150m。
河床岩性为粗、细粒双层结构，分属第二工程地质单元和第三工程地质单元。
第二工程地质单元分布亍河床0～18m，其上部为砂卵石含漂石，卵石磨圆度较好，大部分砂较纯净；下部砂卵石、中卵石含量偏低，一般无漂石，砂中含土质较多。
经筛分平均粒径d50=52．9mm。
北槽倒虹吸全长800m，共布有19个钻孔，组成建筑物轴线纵剖面和四条横剖面、孔距25～150m，孔深20～40m，自地表至lom深度内属第二工程地质单元，河床质由砂卵石组成，砂卵石中含漂石，卵石含量约60～70％，次磨圆度。
经筛分平均粒径d50=84．3mm。
6．3 计算成果根据上述南沙河南、北槽河床质平均粒径等数据和一般冲刷公式，对南北槽不同方案、不同标准洪水进行冲刷分析计算，成果见表6一l在计算中，对亍南沙河南槽倒虹吸的设计方案和补充方案1，考虑不同标准洪水的主槽流量约占河槽总过流量的85％～95％左右，为了工程安全，忽略滩地行洪，总过流量全部计入主槽内，推算河槽部分的冲刷深度。
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。
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
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。
浅谈堤防设计中堤基设防深度
浅谈堤防设计中堤基设防深度摘要：在防洪规划的堤防设计中，洪水的冲刷深度、堤岸的侵蚀、堆积形态、冬季的冻胀影响是堤基设计埋深和结构设计中的关键因素。
采用不同的计算方法对侵蚀、堆积岸的冲刷深度进行计算论证，旨在找出山区河道冲刷的规律，为堤防设计服务。
结合实际情况，分析了河流的现状，以期对堤防设计中地基设防深度有所借鉴。
关键词：堤防设计；堤基设防；设防深度0 引言堤防工程是常见的一种水利工程，堤防工程设计直接影响堤防工程的建设质量，因此做好堤防工程设计是十分重要的。
堤基深度是堤防工程设计的重点，也是难点。
不同堤防工程的实际情况不相同，堤防设防深度也不相同。
本文里对堤防基础设防深度的设计进行了分析，为堤防设计工作提供参考。
1 工程概述本文研究的该河位于某城市，由于堤防长期遭受水流侵蚀，防洪堤设施老化，威胁到城市居民的生命财产安全，因此对堤防进行修复设计是十分紧急的。
调查分析表明，该河段河床相对狭窄。
随着河流的流势，河床的侧向冲刷非常明显。
由于河道流速较大，水流冲刷力较强。
不同河流段的地质条件不同，在堤防设计中应考虑这些因素。
河床侵蚀主要发生在河床表层。
在堤防设计中，应首先考虑河水对河底的冲刷，其次考虑软弱层对堤防的影响。
2 A河的冲刷深度分析2.1影响河道冲刷深度相关的因素影响河流的冲刷效果的主要有两个因素，其中之一就是河流速度，而影响流速的重要因素是河流的纵坡，因此计算河道冲刷深度首先要确定河流的纵坡。
影响河流冲刷效果的另外一个因素是河床本身的岩石类型。
根据相关规范，不同类型的土层岩层对应的不冲流速不一样。
因此，河道冲刷的关键因素是流速。
2.2冲刷深度的计算及分析经过工作人员的调查与分析，很多学者都对细砾土进行了研究，但是缺乏对粗砾石的研究。
本文介绍了2种计算方法，并进行验证，同时比较了2种方法的优势和缺点:2.2.1方法一依据《堤防工程设计规范》(GB50286)，附录D.2堤岸冲刷的计算公式：从水面起算的冲刷深度为3.57m，河底的冲刷深度为0.57m。
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）。
关于堤防工程基础冲刷计算问题的探讨
关于堤防工程基础冲刷计算问题的探讨摘要:随着经济的发展,我国的环境形势越来越严峻,对水利工程防洪减灾能力的要求越来越高。
所以我国的堤防工程建设必须要科学、严谨,其中堤防工程的基础冲刷计算在工程建设中有着重要的作用。
进行冲刷计算时一定要注意堤顶超高、水面线推算、堤身及护坡的稳定等因素,把握好他们之间的比例与关系,确保堤防建设的安全牢固。
本文主要讨论堤防工程基础冲刷计算的相关问题。
关键词:堤防工程基础冲刷计算在水利工程建设中,工程建筑基础埋设深度直接影响着工程安全的成败,科学、合理的进行冲刷深度计算是堤防工程设计的重要内容。
传统的堤防工程冲刷计算没有的固定的计算公式,而河床的冲刷计算受冲刷影响因素比较大,准确计算的难度也比较大。
必须提出一种合理、固定、相对准确的冲刷公式,来满足实际工程设计需求的堤身高度和安全埋深。
1 堤防工程基础冲刷计算现状目前,在水利工程建设中关于河道治理、冲刷、防洪工造物的建设设计等计算公式很多,由于不同地段、不同河流差异性比较大,所以在计算公式上也各有不同。
冲涮计算公式一般都是根据特定河段、特定边界条件建立的,所以应用起来局限性比较大。
如果某一河段,河段特性千差万别,就很难找到合适的计算公式。
所以在世纪的工程设计中,公式的应用不能死搬硬套,要根据实际情况灵活运用,合理调整计算参数,掌握河流实际冲刷的大量数据,建立适合本工程的计算公式,确保工程建设的安全。
2 冲刷深计算在实际工程计算中,堤防基础工程冲刷计算一般分为水流平行于岸坡和水流斜冲案坡两种工程状况。
其中水流平行于岸坡的冲刷一般发生在两个弯道之间的过渡段,水流斜冲岸坡的冲刷一般发生在河流弯道的凹岸,这种冲刷一般冲刷情况比较严重。
2.1 水流平行于岸坡冲刷深度计算这种冲刷的计算公式一般是依据《堤防工程设计规范》附录中的公式进行相关的计算。
具体计算公式如下:hB=hp+[(Vcp/V允)n-1]这种冲刷公式物理意义比较模糊,量纲标准不一致,有很多的计算错误存在,比如公式中各项计算指标物理意义不变,正确的公式应该为:hB=hp+hp[(Vcp/V允)n-1] (1)此公式中hB表示工程的局部冲刷深度,生m来表示,从水面开始计算；如果从冲刷外滩面开始算起,则hB=hp+[(Vcp/V允)n-1]；hp表示冲刷出的水深程度,单位用m来表示,以近似设计水位最大深度来代替；Vcp代表河流的平均流速,单位用(m／s)来表示；V允代表河床面上的允许不冲流速(m／s)；N与防护岸坡在平面上的形状有关,一般取n=l／4。
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。
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二.顺坝及平顺护岸冲刷深度计算
计算公式
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 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;
1.846841
0.5 1.779953
5.61039
2.水流斜冲防护岸坡产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);
-1.96832
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);
η-水流流速分配不均匀系数，根据α角查表D.2.2-2;
堤岸冲刷深度计算
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;。