(整理)土坝坝顶高程计算说明书.
坝顶超高计算00
0.3
设计孔深度(m)
15.12 14.86 14.77 14.9 15.06 15.14 15.15 15.2 15.51 16.13 16.76 17.51 18.27 19.03 19.8 19.93 20.02 20.11 20.19 20.14 19.34 18.5 17.7
m+坝顶高程 得，防浪墙 顶高程＝
2.367687121 m，hm/H＝ 0.01374905
cosβ＝ 风雍水面高度e＝
0.707106781 0.000539164 m
当m＝1.5～5.0 时：
单坡的坡度系数m ＝
2
斜坡的糙率渗透性 系数KΔ＝
0.9
W/（（gH） ^0.5)=
平均波浪爬高Rm ＝
0.176097119 m，Rp＝
单坡的坡度系数m
＝
斜坡的糙率渗透性 系数KΔ＝
0.9
2
W/（（gH） ^0.5)=
平均波浪爬高Rm ＝
0.297202693 m，Rp＝
0.54685295
水位（m） 1848.50
R
e
A
0.546852955 0.00121312
0.5
吹程D＝ 水域平均水深Hm
＝
综合摩阻系数K＝
170
m，多年平均 最大风速＝
1394.44
14.76
1.2
0.76
G30
1409.3
1394.63
14.68
1.3
0.63
G31
1409.53
1394.82
14.71
1.53
0.48
G32
1409.77
1395.01
坝顶高程计算
5.1.1坝顶高程的确定
砼重力坝为3级建筑物，按100年一遇洪水设计和1000年一遇洪水校核的控制工况来确定坝顶高程。
根据《混凝土重力坝设计规范》（SL319-2018），坝顶防浪墙顶高程=水库静水位＋∆h，其中∆h为坝顶距水库静水位（正常蓄水位或校核洪水位）的高度，∆h由下式确定：
∆h ＝h1%＋h z＋h C
式中：h1%──波浪高（m）；
h Z──波浪中心线至水库静水位高差(m)；
h C──安全超高(m)，本工程坝的安全级别为3级，正常蓄水位和校核洪水位下分别取0.4m和0.3m。
h c和h Z按照《混凝土重力坝设计规范》（SL319-2018）的相关规定计算，坝顶高程计算成果见表5.6 -1。
5.1.1.1坝顶高程的确定
均质土坝为3级建筑物，按50年一遇洪水设计和1000年一遇洪水校核的控制工况来确定坝顶高程。
根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2020），坝顶防浪墙顶高程=水库静水位＋y，其中y为坝顶距水库静水位（正常蓄水位或校核洪水位）的高度，y 由下式确定：
y＝R ＋e＋A
式中：R──波浪高（m）；
e ──波浪中心线至水库静水位高差(m)；
A──安全超高(m)，本工程坝的安全级别为3级，正常蓄水位和校核洪水位下分别取0.7m和0.4m。
R和e按照《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2020）的相关规定计算，坝顶高程计算成果见表5.6 -1。
2。
水库坝顶超高计算程序范本
h2%= 1.181510373
h2%= 2.170573154λ0.1%= 5.915535138λ1%=
莆田公式
鹤地公式
0.071115347
0.37497026
水库超高计算
计算安全超高y=e+R+A
鹤地公式
h 2%=0.00625W 1/6
(D 1/3g 1/3
/W 2/3
)*W 2
/g λp %=0.0386(gD/W 2)1/2*W 2
/g 1、本次计算的工况：设计洪量685m3/s，相应洪水位的平均水深（由水力计算求得2.55），风浪要素采用渭南地区暨铜川水文手册统计表中
汛期（6-10）最大平均风速的1.5倍（风速依次是20、18、16、20、22），风向采用对本工程最不利的西北风，吹程由1:1000平面图中量取，取最远吹程187m。
2波浪爬高R 的计算
1/221/2波浪爬高R 的计算
1/2
21/2
莆田公式计算结果：
鹤地公式计算结果：
1.71（m）校核情况：
y=e+R+A= 2.55（m）2.14（m）设计情况：y=e+R+A= 3.18（m）2.42（m）
地震情况：y=e+R+A= 1.31（m）校核水位540.24535.36 6.32设计水位540.46535.36 5.10地震水位538.40535.36 3.04
校核情况：y=e+R+A=设计情况：y=e+R+A=地震情况：y=e+R+A=
计表中的数字，风速采用
面图中量取，取最远吹程为
96
28.8
8.87330270637.5。
（整理）土坝坝顶高程计算说明书.
（整理）土坝坝顶高程计算说明书.土坝坝顶高程计算说明书1 计算基本资料达兰河流域属大陆性气候，其特点是光照充足，夏季炎热，冬季寒冷，干燥少雨，蒸发量大，春季多风，库区最大风速18m3/s,多年平均最大风速12.6m3/s,风向多顺河，风向基本上与坝轴线正交，吹程D=5.3km。
东田水库属内陆峡谷水库。
东田水库枢纽工程的特征水位如下：●死水位1400.0m●正常蓄水位1435.5m●设计洪水位1437.66m●校核洪水位1440.25m本工程地震基本烈度为Ⅵ度，根据中华人民共和国国家经济贸易委员会发布的《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073－2000）总则所述：设计烈度为Ⅵ度时，可不进行抗震计算，但对1级水工建筑物仍应按规范采取适当的工程措施。
2 设计计算情况根据中华人民共和国水利部发布的《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001），第5.3.3条，坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，应按以下运用条件计算，取其最大值：(1)设计洪水位加正常运用条件下的坝顶超高超高；(2)正常蓄水位加正常运用条件下的坝顶超高；(3)校核洪水位加正常运用条件下的坝顶超高；(4)正常蓄水位加非常运用条件下的坝顶超高，再按本规范5.3.2条规定加地震安全加高。
本工程地震基本烈度为Ⅵ度，故由《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073－2000）知不考虑地震加高。
第5.3.4条规定：当坝顶上游侧设有防浪墙时，坝顶超高可改为对防浪墙顶的要求。
但此时在正常运用条件下，坝顶应高出静水位0.5m；在非常运用条件下，坝顶应不低于静水位。
第5.3.5规定，设计计算风速的取值应遵循下列规定：(1)正常运用条件下的1级、2级坝，采用多年平均年最大风速的1.5～2.0倍；(2) 正常运用条件下的的3级、4级和5级坝，采用多年平均年最大风速的1.5倍；(3) 非常运用条件下，采用多年平均年最大风速。
本次设计大坝为3级，故正常运用情况下，采用多年平均年最大风速的1.5倍，即：W=12.6×1.5=18.9m/s ；非常运用条件下，采用多年平均年最大风速，即：W=12.6m/s 。
土坝坝顶高程
土坝坝顶高程计算分析程序（莆田公式）
工程项目： 日期：
校核水位 坝基高程 吹程 坝顶超高A(m) 设计情况 校核情况 1 0.5 经验系数Kw 设计情况 校核情况 1.05 1 斜向波折减系数
1、输入数据：
设计水位
(m) 196.61
(m)
197.87
(m)
170
D(km)
1.5
0.5
多年平均最大风速
土坝坝顶高程计算分析程序
工程项目： 日期：
1、输入数据：
设计水位 校核水位 坝基高程 吹程 坝顶超高A(m) 设计情况 1 校核情况 0.5
(m) 143.4
(m)
147.85
(m)
132
D(km)
4
0.5
多年平均最大风速
W/(gH)
设计情况
经验系数Kw 设计情况 1.04 校核情况 1
W(m/s)
设计水位校核水位坝基高程吹程mmmdkm设计情况校核情况196611978717015105设计情况校核情况设计情况校核情况1588355771058903851051坡度系数糙率系数rpr风向夹角mk度25082230设计情况校核情况设计情况校核情况设计情况校核情况04970497803189017715292688598116237531288679825062002616e090设计情况校核情况设计情况校核情况设计情况校核情况191803712117199229000681176000302745292484891675019719953484919954502平均波高hm波长m平均周期ts设计爬高rpm风雍高度em坝顶高程hmwms175斜向波折减系数k12输出数据
1.86719864 1.1377701 0.01708754 0.00759446 146.28429 149.49536
坝顶高程计算公式
坝顶高程的计算(SL274-2001碾压式土石坝设计规范附录A)正常水位(m)825.7设计洪水位(m)827.17校核洪水位(m)827.89吹程(m)1000风速(m/s)8.3坝坡比m 1.4Ⅳ等建筑物正常超高(m)Ⅳ级为0.50.5非常超高(m)Ⅳ级为0.30.3地震安全加高(m)地震沉降及地震壅浪高(m)1鹤地水库公式(丘陵、平原)波高(m)h m=(1/2.23)h2%=0.000639W3/2D1/3波长(m)Lm=0.0122W*D1/2平均波浪爬高(m)Rm=K△K w/sqrt(1+m2)*sqrt(hλ)设计波浪爬高R5％=Rm*1.84斜坡糙率渗透系数K△0.9经验系数K w 1.02官厅水库公式(内陆狭谷水库)波高(m)h=0.00166W5/4D1/3波长(m)λ=0.062W1.00155*D1/3.75平均波浪爬高(m)Rm=K△K w/sqrt(1+m2)*sqrt(hλ)设计波浪爬高R5％=Rm*1.84水库风壅水面高(m)e=(KW2D)/2gH m*cosb水域平均水深H m(m)30坝顶高程计算一、设计洪水位情况设计洪水位+正常超高+设计工况风浪爬高+风壅水面高二、效核洪水位情况效核洪水位+非常超高+效核工况风浪爬高+风壅水面高三、地震情况正常水位+非常超高+效核工况风浪爬高+风壅水面高+地震风浪高课本《水工建筑物》P208水利水电科学院推荐的公式水深(m)15W风速(m/s)27D吹程(km)0.61官厅公式：波高(m)h l=0.0166W5/4D1/3波浪爬高ha=0.45h l m-1n-0.6风壅高度(m)e=KV2D/2gh 正常情况安全加高(m)0.5非常情况安全加高(m)0.3正常情况下超高(m)d=ha+e+A 非常情况下超高(m)d=ha+e+A备注10.1458314473.2283692630.3661120470.6736461660.23385987当gD/w2=20～250时142.4009293.2575744720.4657167460.8569188120.0004213462.901172828.5273402828.5829.0473402829.1827.85734021282.30.866475072.4056970370.0054396332.91113667830.08113672.71113667830.601136780750806251.0015503880.034828。
土石坝坝顶高程的计算
2 已知参数碾压式土石坝坝顶超高及坝顶高程的确定1 计算依据 《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）第5.3节及附录A有关规定。
3 风浪要素（平均波高h m 及平均波长L m ）的确定 （1）对于丘陵、平原地区水库，当W<26.5m/s、D<7500m时，波浪的波高和平均波长可采用鹤地水算，即按规范附录A公式（A.1.6-1）、（A.1.6-2）： 将上述公式简化后可得：2%及平均波长Lh 2%=0.001365*W 9/6*D 1/3L m =0.01233*W*D 1/2 （2）按规范附录A.1.7及A.1.8条的规定，根据gD/W 2和h m /H m 值的范围可按规范表A.1.8求取平均波高h m ：2.470.8…………(A.1.12-1) 式中： K W ……………斜坡的糙率渗透性系数,根据W/(gH)1/2的值按规范表A.1.12-2用内插法确定m………………………单坡的坡度系数，m=K △……………斜坡的糙率渗透性系数,K △=4 设计波浪爬高R的确定 （1）按规范A.1.12条，当上游坝坡为单坡且m=1.5～5时，平均爬高R m 按公式(A.1.12-1)计算： 规范表A.1.8 不同累积频率下的波高与平均波高比值（h p /h m ）系数K 计算成果表 （2）按规范A.1.11条，设计波浪爬高值应根据大坝级别确定，1、2、3级大坝采用累积频率为1%的1%，平均爬高R 计算结果表4、5级大坝采用累积频率为5%的爬高值R 5%。
5 风壅水面高度e的确定 按规范A.1.10条，风壅水面高度按公式(A.1.10)计算：……………(A.1.10)6 安全加高A的确定7 超高y的确定 按规范5.3.1条，坝顶在水库静水位以上的超高y按规范公式(5.3.1)计算： y=R+e+A ……(5.3.1) 按规范5.3.1条，安全加高A根据大坝级别按规范表5.3.1确定。
7 坝顶高程（或防浪墙顶）确定 (1)按规范5.3.3条，坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，应按下列运用条件，取其大值：1加正常运用条件的坝顶超高；2 正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高；3 校核洪水位加非常运用条件高； (2)按规范5.3.4条，当坝顶上游侧设有防浪墙时，坝顶超高可改为对防浪墙顶的要求。
坝顶高程计算
设计洪水位+正常运用条件的坝顶超高324.3852校核洪水位+非常运用条件的坝顶超高坝前风壅高度 e=KW 2Dcos α/（2gHo ）
0.002146坝前风壅高度 e=KW 2Dcos α/（2gHo ）波浪爬高R5%
0.563013波浪爬高R5%带马道的复坡上的平均波浪爬高Rm
0.305985带马道的复坡上的平均波浪爬高Rm 单坡上的平均波浪爬高Rm
0.305985单坡上的平均波浪爬高Rm 安全加高A
0.5安全加高A 计算风速W
22.5计算风速W 多年平均年最大风速V1
15多年平均年最大风速V1水域平均水深Ho
6.5水域平均水深Ho 风区长度D （m)
150风区长度D （m)计算风向与坝轴线法线的夹角α
0计算风向与坝轴线法线的夹角β浅丘区平均波高hm
浅丘区平均波高hm
峡谷区平均波高hm
峡谷区平均波高hm 浅丘区平均波长Lm
浅丘区平均波长Lm 斜坡的糙率渗透性系数K △
0.77斜坡的糙率渗透性系数K △经验系数Kw
1.02经验系数Kw 单坡的坡度系数m
2.6单坡的坡度系数m h2%
h2%h5%
h5%峡谷区平均波长Lm
峡谷区平均波长Lm 设计洪水位校核洪水位
1.065159
坝顶超高计算
根据《碾压式土石坝设计规范》SL274—2001P15，本工程为浅丘区4级坝，取设计概率5% BBT 水库
，取设计概率5%
324.4291
0.0003126
0.3187861
0.1732533
0.1732533
0.2
15
15
3
80
5
0.77
1
2
0.3414032
0.5190987。
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土坝坝顶高程计算说明书
1 计算基本资料
达兰河流域属大陆性气候，其特点是光照充足，夏季炎热，冬季寒冷，干燥少雨，蒸发量大，春季多风，库区最大风速18m3/s,多年平均最大风速12.6m3/s,风向多顺河，风向基本上与坝轴线正交，吹程D=5.3km。
东田水库属内陆峡谷水库。
东田水库枢纽工程的特征水位如下：
●死水位1400.0m
●正常蓄水位1435.5m
●设计洪水位1437.66m
●校核洪水位1440.25m
本工程地震基本烈度为Ⅵ度，根据中华人民共和国国家经济贸易委员会发布的《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073－2000）总则所述：设计烈度为Ⅵ度时，可不进行抗震计算，但对1级水工建筑物仍应按规范采取适当的工程措施。
2 设计计算情况
根据中华人民共和国水利部发布的《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001），第5.3.3条，坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，应按以下运用条件计算，取其最大值：
(1)设计洪水位加正常运用条件下的坝顶超高超高；
(2)正常蓄水位加正常运用条件下的坝顶超高；
(3)校核洪水位加正常运用条件下的坝顶超高；
(4)正常蓄水位加非常运用条件下的坝顶超高，再按本规范5.3.2条规定加地震
安全加高。
本工程地震基本烈度为Ⅵ度，故由《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073－2000）知不考虑地震加高。
第5.3.4条规定：当坝顶上游侧设有防浪墙时，坝顶超高可改为对防浪墙顶的要求。
但此时在正常运用条件下，坝顶应高出静水位0.5m；在非常运用条件下，坝顶应不低于静水位。
第5.3.5规定，设计计算风速的取值应遵循下列规定：
(1)正常运用条件下的1级、2级坝，采用多年平均年最大风速的1.5～2.0倍；
(2) 正常运用条件下的的3级、4级和5级坝，采用多年平均年最大风速的1.5倍；
(3) 非常运用条件下，采用多年平均年最大风速。
本次设计大坝为3级，故正常运用情况下，采用多年平均年最大风速的1.5倍，即：W=12.6×1.5=18.9m/s ；非常运用条件下，采用多年平均年最大风速，即：W=12.6m/s 。
第5.3.6规定坝顶应预留竣工后的沉降超高。
3 坝顶超高计算
混凝土面板堆石坝的设计中坝顶上游常采用高防浪墙，采用高防浪墙可以减少较多的坝体填筑量，节省工程投资。
防浪墙高一般为4～6m ，且与混凝土面板相结合。
故面板坝的坝顶超高应采用重力坝的坝顶超高计算公式进行计算。
3.1 坝顶超高计算公式
防浪墙顶高程由各种水库静水位加超高△h 所得数值的最大值确定。
(1) 根据中华人民共和国水利部发布的《混凝土重力坝设计规范》（SL319-2005），第8.1.1条，坝顶在水库静水位以上的超高h ∆按下式计算：
c z h h h h ++=∆%1 （附录C-1）
式中：
h ∆——防浪墙顶至特征水位（正常蓄水位、设计洪水位或校核洪水
位）的高差，m ；
%1h ——频率为1%的波高，m ；
z h ——波浪中心线至特征水位（正常蓄水位、设计洪水位或校核洪
水位）的高差，m ；
c h ——安全超高，m ；
由《碾压式土石坝设计规范 》（SL 274-2001）表5.3.1查得3级建筑物设计情况为c h =0.7m ，山区、丘陵区的校核超高c h =0.4m 。
(2)由《碾压式土石坝设计规范 》（SL 274-2001）附录A.1波浪计算知，对于内陆峡谷水库，当设计计算风速W<20 m/s , ，吹程D=5.3km<20km 时，波浪的波高和平均波长可采用官厅水库公式计算：
3
/1212/120076.0⎪
⎭
⎫ ⎝⎛=-W gD W W gh (附录C-2)
75
.3/1215.2/12331.0--⎪⎭
⎫ ⎝⎛=W gD W W gL m (附录C-3)
式中：
h ——当2W gD =20～250时，为累积频率为5%的波高%5h ，m ；当
2W gD =250～1000时，为累积频率为10%的波高%10h ，m 。
g ——重力加速度（m 2/s ），g =9.81m 2/s ；
D ——吹程，km ，D =5.3km ；
W ——设计计算风速，正常运用情况时W =18.9 m/s ，非常运用情况
时W =12.6m/s ；
L m ——平均波长，m 。
(3)
(4)波浪中心线至水库特征水位（正常蓄水位、设计洪水位或校核洪水位）的高差可由下式计算：
m
m
z L H
cth
L h h ππ2%
12=
（附录C-4） 式中：
H ——挡水建筑物迎水面前的水深，m ,设计所选坝址处原河床底部
高程为1384.0m , H 正=51.5m , H 设=53.66m , H 校=56.25m 。
3.2 竣工后坝体预留沉降
附表C-1 超高值h ∆及防浪墙顶高程计算统计表
列表项目
正常运用情况 非常运用情况
设计洪水位+正常超高
正常蓄水位+正常超高
校核洪水位+非常超高 正常蓄水位+非常超高 1=⑴+⑵
防浪墙顶 高程Z(m)
1440.316
1438.156
1442.005
1437.255
⑴特征水位
Z(m)
1437.66 1435.5 1440.25 1435.5 ⑵=①+②+③超高值△h(m) 2.656 2.656 1.755 1.755
水头H(m) 53.66 51.5 56.25 51.5
吹程D（km） 5.3
设计计算
风速V0(m/s)
18.9 12.6
V02357.21 158.76
gD/V02145.553 327.494
平均波长
L m(m)
11.593 11.593 7.724 7.724
波高h(m) 1.139 1.139 0.686 0.686
①
累计频率为
1%的波高h1%
1.414 1.414 0.971 0.971
πh1%2/L m0.542 0.542 0.384 0.384 2πH/L m29.083 27.913 45.760 41.895 cth(2πH/L m) 1 1 1 1
②
波浪中心线
至特征水位
的高差hz(m)
0.542 0.542 0.384 0.384
③安全加高
hc(m)
0.7 0.7 0.4 0.4
4 坝体预留竣工后沉降超高确定
根据规范《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）第5.3.6条知，坝体应预留竣工后沉降超高，各坝段的预留沉降超高应根据相应坝段的坝高而变化，预留沉降超高不应计入坝的计算高度，在坝体中段预留竣工后沉降超高值为0.3～0.5m。
同时《混凝土面板堆石坝设计规范》（SL228-98）第5.1.4条也规定：坝顶应预留沉降超高，其值可参考类似工程确定。
沉降超高的设置应由坝头处的零值，渐变到坝最高处得最大值，用局部放陡顶部坝坡实现沉降超高。
现拟定坝体沉降为1.0m。
5 结论及结果分析
5.1 结论
根据附表C-1计算结果，取最大值为防浪墙顶高程，即校核洪水位加非常运用条件下的坝顶超高值，现取值为1442.01m；墙顶高出坝顶1.2m,坝顶高程为1440.81m。
5.2 结果分析
面板坝坝顶高程计算不同于一般土石坝的坝顶高程计算，面板坝的防浪墙与面板紧密结合且为高放浪墙，波浪多数会沿防浪墙上爬；一般的土石坝防浪墙是和把内部
防渗体相结合，波浪是沿坝坡向上攀爬。
二者性质截然不同，计算原理自然不同。
面板坝的波浪运动原理类似于重力坝，故而超高应按照重力坝的超高计算公式计算更为合理些。
另外，按不同方法计算超高相差较大，按土石坝的计算超高值比按重力坝的计算超高值要大相当大的尺寸，这样面板坝按重力坝公式计算，可以又减少坝体填筑量，降低工程投资。
综上所述，按此法设计更为经济合理些。