某水闸设计计算书

一、基本资料

1. 水位水闸计洪水位

2.96m (P=1%) 堤防设计洪水位

2.88m (P=2%) 历史最高洪水位 2.60m 内河最高控制水

位 1.30m 内河设计运行水位-0.30m

2 工程等级及标准

联围为 2 级堤围，其主要建筑物为 2 级建筑物，次要建筑物为 3 级，临时性建筑物为 4 级。

3 风浪计算要素

计算风速根据《河道堤防、水闸及泵站水文水利计算》中“相应年最高潮位日的最大风速计算成果表”查得为V=36m/s(P=2%) 。

吹程在1：500 实测地形图上求得D=300m 闸前平均水深H m =6.0m

4 地质资料

根据××××××××××××院提供的《** 水闸工程勘察报告》。

5 地震设防烈度

根据《×××省地震烈度区划图》，* 属7 度地震基本烈度地区，故×××水闸重建工程地震烈度为7 度。

6 规定的安全系数

对于 2 级水闸，规范规定的安全系数见下表 1.6-1

二、基本尺寸的拟定及复核

2. 1 抗渗计算

2.1.1 渗径复核如下图拟定的水闸底板尺寸：

如下图拟定的水闸底板尺寸：

L=0.5+0.7*2+6+0.5+0.5+1.3+0.5+0.76*2+16.4+0.5

+1.3+0.7*2+0.5+0.7*2+6+0.5+0.5=40.72m

根据《水闸设计规范》SL265-2001 第 4.3.2 条表 4.3.2, ×××水闸闸基为换砂基础，渗径系数取C=7 则：

设计洪水位下要求渗径长度：

L=C△H=7×[2.96-（-0.30）]=22.82m

∴L 实〉L

∴满足渗透稳定要求

2.2 闸室引堤顶高程计算

闸侧堤顶高程按 《堤防工程设计规范》 （ GB50286 —98） 中的有关规定进行计算。其公式为：

2

gT 2

th 2d 2L

2

KV 2

F cos 2gd

R —设计波浪爬高（ m ）。 e —设计风壅增水高

度（ m ） A —安全超高（ m ）。

H — 平均波高（ m ）。 T — 平均波周期（ s ）。

gH

013th[0.7(

gd

2 )

0.7

V 2

]th{

0 . 0018 (

gF

2 ) 0.45

V 2

0.13th[0.7(gd 2 )0.7

gT V

13 .9( g H

2

)0.5

R p 式中： K △K V K P R O H

Y —堤顶超高

m ）。

V —计算风速（ m/s ）。 F —风区长度（ m ）。

L —堤前波浪的波长（ m ）。 d —水域的平均水

深。

K —综合摩阻系数，取 K=3.6 ×10-6

。 β—风向与

垂直于堤轴线的法线的夹角（度） R p —累积频率为 p 的波浪爬高。

K △—斜坡的糙率及渗透性系数，取 0.80。 K v —经验系数。

K p —爬高累积频率换算系数。

R 0—无风情况下 ,光滑不透水护面 （K △=1）、 H =1m

时的爬高值。

地形图求得为 6.0m 。经计算：

g V T

0.702

求得平均波周期 T =2.58 s ，

平均波长 L=10.34m ，风壅水面高度 e=0.01m ，经验系数

K v 由附录 C 表 C.3.1-2求得为 1.289，爬高累积频率换算系

数

K p 由附录 C 表 C.3.1-3求得为 2.07，R 0由附录 C 表 C.3.1-4

设计工况的设计潮水位为 2.88m （P=2%），计算风速为

V=36m/s ；风区长度 F=300m ；

风区内的平均水深 d 根据实测 g V

H

2

0.0025 求得平均波高 H =0.34m ，

求得为 1.24，则计算得波浪爬高：

R p=0.8*1.289*2.07*1.24*0.34=0.90m ；

A=0.8m ，则堤顶的超高值 Y 为 1.71m ，堤顶的计算高程为 4.59m ，考虑到沉降的因素， 结合干堤现状则设计堤顶高程

取 为 4.90m 。

2.3 闸顶高程计算

堤顶的设计安全超高值按 2 级堤防，由规范取为

闸顶高程按 水闸设计规范》 中的有关规定进行计算。 其计算公式为：

h 0 h p h z A

gh m

2

v

0.13th[0.7(gH 2m )

v

02

0.0018 (

gD

2 ) 0.45

v 02

]th{

g 0

H

}

0.13th[0.7( gH 2m )0.7 ]

v

02

gT m 13.9(

gh 2m

)

0.5

v

L m gT m th

2 H m

2 L m h p 2

2 H h z

p

cth

L

m

L

m

式中： Z —闸顶高程( m )。

v

h 0— 计算潮水位

（ m ） A —安全超高

h m — 平均波高（ m ）。 v 0—

计算风速（ m/s ）。 D — 风区长度（ m ）。

H m — 风区内的平均水深

（ m ） T m — 平均波周期

L m —平均波周长（ m ）