河岸冲刷深度计算
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。
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。
天然河道冲刷深度计算
天然河道冲刷深度计算
天然河道河床深度是指河道底部到水面之间的距离，其计算方法通常是通过测量河道底部的高程和水面高程来确定。
然而，由于河道中的水流不断地冲刷着河床，导致河床深度会发生变化。
因此，对于天然河道的深度计算，需要考虑河道底部的深度变化。
河道沿程的沉积质量和河床坡度是影响天然河道河床深度变化的主要因素。
沉积质量受水体携带物质量和河道水流速度的影响，河床坡度则受到河道地形和水流力的影响。
因此，天然河道深度变化的计算需要考虑这些因素。
现有的计算方法主要是基于河道横截面形态的变化，将河道划分成若干个河段，按照时间序列对每个河段的河床高程进行测量，并计算出深度变化量。
同时，还可以利用一些数学模型来对河道的深度变化进行预测和模拟。
总之，天然河道深度的计算需要考虑河道沿程的变化和河床深度变化的影响因素。
通过对这些因素的综合分析，可以计算出河道的深度变化量，为河道管理和防洪工作提供参考。
- 1 -。
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—河槽计非粘性土河床的河槽一般冲刷公式如下：E系数表6 ．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。
河岸冲刷深度计算
河岸冲刷深度计算
1、水流平
行于岸坡产
计算公式式中：
h B -局部冲刷
深度（m)，h p -冲刷处的
水深（m)，V cp -平均流
速（m/s);V 允-河床面
上允许不冲n-与防护岸
坡在平面上
2
、水流斜冲防护岸坡计算公式式中：
Δh p -从河底
算起的局部α-水流流向
与岸坡交角m-防护建筑
物迎水面边d-坡脚处土
壤计算粒径V
j -水流的局
部冲刷流速
河岸冲刷深度计算
3、V j 的计算
⑴.
滩地河床，
计算公式式中：
B 1-河滩宽度
（m)，从河Q 1
-通过河滩
部分的设计H 1-河滩水深(m);η-水流流速
分配不均匀
⑵.无滩地河
床，
计算公式式中：
Q-设计流量
（m 3/s);W-原河道过
水断面面积W p -河道缩
窄部分的断
表B .2.3 水流流速不均匀系数。
自己的冲刷公式
1、河滩部分一般冲刷注:非粘性土河床的一般冲刷(就一个公式)h p=[(h tm/h tq)5/3Q1/(μB tj)/(V H1)]5/6 Q1= Q P Q t1/(Q C +Q t1)h tm—桥下河滩最大水深；123.45－116.75=6.70mh tq—桥下河滩平均水深； 6.0mB tj—河滩部分桥孔净长；1240－362－38=840mV H1—河滩水深1m时非粘性土不冲刷流速；0.38m/s2、河槽部分一般冲刷计算注:64-2简化式 非粘性土河床的一般冲刷h p = 1.04(A d Q2/ Q C)0.90{B C/[(1－λ)μB cg ]}0.66h cm A d—单宽流量集中系A =(√B C/H C)0.15B C—天然状态下河槽宽度；362mH C—平滩水位时河槽平均水深；4.04mQ2—桥下河槽部分通过的设计流量；Q2= Q P Q C/(Q C +Q t1)3、河滩局部冲刷注:65-1按65-1式计算V=Ed1/6 h p2/3式中：V— 一般冲刷后墩前行进流速；V0=0.0246(h p/d)0.14√(332d+(10+ h p)/d0.72)E-含砂率，见P28式中：V0—河床泥沙起动流速；0.081748∵V > V0∴h b=KξKη1B10.6(V－V0’)/ [(V－V0’)/(V0－V0’)]n1式中：Kξ — 墩形系数； Kξ=1.10B1 — 桥墩计算宽度； B1=L－b=6－4=2mKη1 — 河床颗粒影响系数；Kη1 =0.8(1/d0.45+1/d0.15)V0’ — 墩前泥沙始冲流速；V0’=0.462(d/B1)0.06V0式中：d —河床泥沙平均粒径; 0.5mm (由地质资料可知)n1 —指数n1= (V0/V)**（0.25d-0.19）4、河槽桥墩局部冲刷按65—2式计算V0=0.28(d+0.7)0.5式中：V0—河床泥沙起动流速；V=(A d0.1/1.04)(Q2/ Q C)0.1{B C/[(1－λ)μB cg)]}0.34(h cm/h c)2/3V C式中：V— 一般冲刷后墩前行进流速；H C—平滩水位时河槽平均水深；4.04mQ2—桥下河槽部分通过的设计流量；Q2= Q P Q C/(Q C +Q t1)Q C—天然状态下河槽流量；6700 m3/sQ p —设计流量；13960 m3/s式中：V— 一般冲刷后墩前行进流速；V0’ — 墩前泥∵V > V0V0’=0.12(∴h b=KξKη2B10.6 h p0.15 [ (V－V0’)/V0]n2n2 —指式中：Kξ — 墩形系数； Kξ=1.10n2= (V0/V B1 — 桥墩计算宽度； B1=L－b=6－4=2mh p = 1.04(A d Q2/ Q C)0.90{B C/[(1－λ)μB cg)]}0.66h cmKη2 — 河床颗粒影响系数； Kη2 =0.375d0.24+0.0023/d2.2按6.2.1—1式计算,L j=K q(Q P/Q C)n3B c按6.2.1—2式计算, Lj=Q P/(βq C),β=1.19(Q c/Q t)0.10β—水流压缩系数q c —河槽平均单宽流量,q c=Q c/B c需要填充的数据床的一般冲刷—单宽流量集中系数d=(√B/H)0.15dA d—单宽流量集中系数A =(√B/H)0.15V0’ — 墩前泥沙始冲流速；V0’=0.12(d+0.5)0.55n2 —指数；n2= (V0/V)0.23+0.19lgd。
河床冲刷深度计算
vcp v允
n ） 1]
管道跨河段冲刷深度计算
允许流速 形状系数 v允 n 1.8 0.25 1.4 0.25 1.6 1.5 0.25 0.25
8#跨河段 9#跨河段 10#跨河段 11#跨河段 12#跨河段
14.2 33.2 14.9 13.8 23.6
657.20 648.63 649.06 649.95 649.95
5.1 9.6 4.2 3.1 8.5
2.78 3.46 3.55 4.45 2.78
设计规范
《河道整治设计规范》（GB50707-2011） 《堤防工程设计规范》（GB50286-98） 《水力计算手册》（第二版）
河沟 河沟 河沟 河沟 河沟
011） 8）
P39 P47
黑石头冲跨河段 小卵石 15～25 2.3 1.5
流速计算
允许不冲流速 v允（m/s） 2.0 1.5 1.6 1.3 1.3 1.8 1.5 1.5 1.6 1.3 1.0 1.2 备注 冲沟 冲沟 冲沟 河沟 河沟 河沟 河沟 河沟 河沟 河沟 河沟 河沟 地面线 847.83 686.47 668.39 647.91 647.23 608.38 601.14 656.1 647.03 647.86 649.05 648.85 洪水位 848.53 687.07 669.09 649.11 648.43 609.78 602.24 657.2 648.63 649.06 649.95 649.95
跨河段设计流速计算
跨河河段 1#跨河段 2#跨河段 3#跨河段 4#跨河段 5#跨河段 6#跨河段 7#跨河段 设计洪水流量 设计洪水位 过水断面 设计流速 m m/s m3/s(5%) m2 15.2 848.53 3.9 3.90 14.1 687.07 4.2 3.36 13.7 669.09 3.8 3.61 16.8 649.11 4.1 4.10 17.3 648.43 4.3 4.02 25.3 609.78 5.6 4.52 15.5 602.24 3.5 4.43
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。
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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
床，
计算公式
Vj
Q1
W W p
式中： Q-设计流量 （W-m原3/河s);道过 水Wp断-河面道面缩积 窄部分的断
Q1
W
Wp
Vj
1
1
0.5
2
90° 3
计算公式
hp
23
tg
2
V
2 j
30 d
1 m 2 •g
hB 2.1004365
式中： Δhp-从河底 算α-水起流的流局向部 与m-岸防坡护交建角筑 物d-坡迎脚水处面土边 壤Vj-计水算流粒的径局 部冲刷流速
α
m
g
30
2
9.8
d
滩地
Vj
Δhp
0.5
有滩地 4.0489796 -10.38937