莆田、鹤地、官厅波浪计算公式对比
波浪力的计算
波浪力的计算需要两方面理论的支持：波浪运动理论及波浪荷载计算理论。
前者研究波浪的运动，后者在已知波浪运动的前提下计算波浪对水中物体的作用。
几种常用的波浪普： 1.P-M 谱Pierson 和Moskowitz适用于无限风速发在的波浪普。
国际船模水池会议（ITTC）推荐采用这一形式的波，故也称为ITTC波谱。
JONSWAP（Joint north sea wave project）.是一种频谱。
3.应力范围的长期分布模型：1.离散型模型，2.分段连续型模型，3.连续模型。
1. 离散模型:用Hs作为波高，Tz为波浪周期，定义一个余弦波。
然后用规则波理论计算作用在结构上的波浪力。
并用准静定的方法计算结构呢I的应力。
缺陷：没有将波浪作为一个随机过程来处理。
每一海况的应力范围只有一个确的数值。
因此又称为确定性模型。
2.分段连续型模型每一短期海况中，交变应力过程是一个均值为0的平稳正态过程。
综合所有海况中应力范围的短期分布，并得出各个海况出现的疲劳，就得到应力范围的长期分布，它的形式是分段连续的。
应力范围的两种短期分布模型：1.Rayleigh分布和Rice分布。
在某一海况中交变应力均值为。
应力峰值服从Rayleigh分布。
通过计算得出应力范围也服从Rayleigh分布。
3.在船舶及海洋工程结构疲劳可靠性分析中，希望应力范围的长期分布能用一个连续的分布函数来描述。
这就是应力范围长期分布的连续模型.最常用的就是Weibull分布。
4.有义波高：（significant wave height）所有波浪中波高最大的三分之一波浪的平均高度。
用Hs表示。
5.Stokes五阶波给出了波陡的量度（H/L）H/L越大，波就越陡。
当波高与波长的比值大到一定程度时，波会破碎。
6.波速=波长与频率的乘积 C=λ/T或者C=λf,其中f是频率。
或者T=2π/ω7.圆频率1.圆频率即2π秒内振动的次数，又叫角频率，和角速度的ω没有任何关系。
波浪计算
设计高潮位2.87△h= 2.26风向组NE-ENE 42.65风向组N-NNE 2.35风向组Vc=13.3Cv=0.31Vc=15Cv=0.32Vc=Kp= 1.85Kp= 1.88Kp=Vap=30.24df=20.09Vap=34.44df=Vap=极限风区长实测风区长5.2极限风区长实测风区长6极限风区长风向组E-ESE 87.65风向组Vc=12.5Cv=0.35Vc=Kp= 1.99Kp=Vap=30.55df=Vap=极限风区长实测风区长5极限风区长L塘(假设）240塘前涂面高-0.550251030d前 3.372015dF/Lo 0.8480Ks=14130.5H'o=0.972030.5d前/Lo0.1133Ks=0.91353025H'前=0.882025L/Lo 0.8541115.5L=25.401010.5H*=0.262099.504.5H1% 1.7620.09H2% 1.66H13% 1.30H5% 1.50d前/Lo0.1133Hb/DbHb=5.26查表5.2.1-2Kv= 1.285Lo/H1%16.90查附图十一Ro＝ 1.32当m=0.4时海塘外护坡面取用砼K△0.8Ro＝1.32R 2％＝2.39Kf=1R 13％＝1.36Kf=0.77假定压载宽=15高＝2B/L=0.591L/H=19.491d1/H=0.779Ky＝0.87R 2％（实）＝2.08R 13％（实）＝1.18R 2％（不）＝ 5.65 6.1R 2％（允）＝4.451.15T L=25.40H塘/d前0.3H塘/L塘0.0348A=0.0132B=27.429查表5.2.1-3,F1%查表5.2.1-3,F13%三江查表5.2.9-1塘前有压载修正塘顶高程查表6.2.2无风越浪实际采用风区长＝主风向左45度5.2实际采用风区长＝波浪爬高V/（d前*9.81）^0.56实际采用风区右45度实际采用风区长＝5实际采用风区越顶水量q＝0.00032Hc=3.23Wf=2θ＝68.1986K'= 5.590越顶水量q＝0.0018风速大于26.8有风越浪N-NNE 12.65风向组N-NNE 27.6515Cv=0.33Vc=15Cv=0.331.92Kp= 1.9235.15df=Vap=35.15df=实测风区长5.25极限风区长实测风区长 5.25NE-ENE 72.65风向组NE-ENE 57.6513.5Cv=0.3Vc=13.3Cv=0.31.82Kp= 1.8230.20df=Vap=29.77df=实测风区长6极限风区长实测风区长65.13180S-SSW实际采用风区长＝6左15度实际采用风区长＝ 5.25左30度 5.25用风区长＝风区水深Df=右30度右15度用风区长＝6。
海堤设计波浪计算有关问题探讨
q 2gH 03 ∞(H 0 L0，h H 0，h c H 0 )
(1)
式中：q 为平均越浪量；H0 为有效波高的等效深水波高；h 为塘身高度；L0 为深水波长。 图表的适用条件：海堤堤前坡度 i＝1/10 或 i=1/30。H0/L0=0.012、0.017、或 0.036。
（2）SPM 法 计算越浪量的 SPM 公式为：
（3）行政审查有一定难度。由于上两条原因，尤其是第二条原因的存在，会给工程项目的审 批带来一定的难度。 3.2 《导则》推荐的计算波浪爬高方法及其优越性
针对广东省以往海堤设计波浪爬高计算的具体特点，《导则》在编制时把国内外应用相对成熟 的公式进行了对比计算，并把计算结果和模型试验成果进行了对比分析，《导则》规定在计算时以 利用不规则波波浪要素作为计算输入波浪要素，并提出针对不同的计算要求应采用不同波高累积 频率来进行计算，《导则》中对单坡、带平台的复式坡、带防浪墙的单坡、采用工程措施护面的海 堤、堤前种植有防浪林、堤前有压载或设置潜堤等不同情况下的波浪爬高计算均给出了计算公式。 《导则》推荐爬高公式的原则为：
64
高度难以达到，而且其沉降量一般较大，从而造成投资的增大。因此，结合广东省海堤建设的特 点和国内外建设海堤的经验和最新理念，在进行《导则》编制时，提出了广东省海堤建设以允许 越浪量来控制堤顶高程的方法。 4.2 越浪量计算 4.2.1 影响越浪量的因素
影响越浪量的因素非常多，主要有海堤断面的结构型式、堤顶高程、堤前水深、堤前波浪要 素、堤前地形、临海侧边坡坡度、风速、风向与海堤轴线的夹角以及堤的透水性等。
（1）实用性不是很强。这些公式主要是基于规则波基础上进行试验统计而得到的公式，对于 不规则爬高来讲其实用性不强，且计算结果存在着一定的差异。
公式介绍
波浪爬高计算公式简介
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 3. 波浪爬高计算公式分类 • 3.1 按海堤型式分类： 按海堤型式分类： • 海堤坡度 海堤坡度m=1~5 E.0.1和E.0.2 ► 和 单一坡度 • 海堤坡度 海堤坡度0<m<1 E.0.3 ► • 上下均为斜坡，中间带平台 E.0.4 ► 上下均为斜坡， 复式坡 • 下部为斜坡，上部为陡墙 E.0.6 ► 下部为斜坡， 复坡） （复坡） • 带防浪墙的单坡式 E.0.6 E.0.7 ►
• 3.2 按海堤堤前情况分类： 按海堤堤前情况分类： • （1）普通情况，海堤前沿没有建筑物和 ）普通情况， 防浪林等； 防浪林等； • （2）海堤堤前有压载（镇压平台）► ； ）海堤堤前有压载（镇压平台） • （3）海堤堤前设有潜堤 ► ； ） • （4）海堤堤前有种植有防浪林 ► 。 ） 海堤堤面情况： 3.3 海堤堤面情况： （1） 糙渗系数 ► ；
风浪要素计算
护岸工程设计1结构设计1.1基本资料1.2风浪计算V=15.59m/s F=4000m d= 3.5m 经计算：H=0.368m T=2.694s L=10.932m 10.9321.3砼板厚度计算根据嘉荫县气象局提供实测风速资料，多年最大风速平均值为10.39m/s，设计情况采用平均风速的1.5倍，即计算风速为15.59m/s。
最大吹程在1/50000地形图上量得4km。
根据《堤防工程设计规范》（GB50286—98）附录C ，波浪的平均波高和平均波周期采用莆田试验站公式：按平均波周期计算的波长可按下式计算：根据《堤防工程设计规范》（GB50286—98）附录D 计算公式：）。
—重力加速度（—）；—水域的平均水深（—）；—风区长度（—）；—计算风速（—）；—平均波周期（—）；—平均波高（—式中：25.027.0245.027.022/81.9/)(9.13)(7.013.0)(0018.0)(7.013.0s m g m d m F s m V s T m H VH g V T g V gd th V gF th V gd th V H g =⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡=）。
—平均波长（—式中：m L Ld th T g L )2(22ππ=BmLr r r H t b -=ηη=0.075rb=23.54KN/m 3r=9.8KN/m 3H=0.833m 2.26L=10.932m B=0.6m m=2.5经计算：t=0.14m 1.4干砌石厚度计算K1=0.266rb=20.58KN/m 3r=9.8KN/m 3H=0.707m 1.92L10.932m m=2.5经计算：t=0.27m H ——计算波高（m ）取H 1%；根据《堤防工程设计规范》附表C.1.3-1计算：计算波高H 1%=0.368×2.26=0.833m ；L ——波长（m ）；B ——沿斜坡方向（垂直于水边线）的护面板长度（m ）；B=60 cm 。
区县涉水项目审批平台水文复核数字助手研发
第 5 期2023 年 10 月NO.5Oct.2023水利信息化Water Resources Informatization0 引言随着水利智能应用业务体系的提出，水利现代化改革进入新的阶段，全国各地也持续开展相应的探索和实践[1-3]。
浙江省通过推行“最多跑一次”改革，积累了厘清事项、制定标准、网上办事等经验，但仍然有待进一步精简和规范[4]。
在推进水利项目审批数字化转型的同时，基层审批事项也在不断增多，且涉水项目的防洪影响评价，作为涉水工程项目中较为重要和普遍存在的部分，也是区县级涉水审批复核的主要内容，因此在繁重的任务压力下，传统审批复核计算方式的局限性日益凸显。
当前审批复核计算的短板问题主要体现在以下 3 个方面：1）水文复核计算方法多样，计算软件集成化和系统性不足。
经过多年发展，水文计算方法已经颇为成熟，但在方法应用上还较多使用纸笔运算，或用Excel 表格工具利用编程语言计算，实现计算方法程序化、模块化的应用还有所不足，且多为单机版的程序，集成复用性较差，同时水文复核计算内容的差异性也导致在系统整合、智能应用上存在较大困难。
2）计算工作量大，过程繁琐，标准化和便利性不足。
传统的审批工作通常是对提交的纸质报告进行审阅，设计复核计算也多采用手工计算的方式，需要查阅多种标准规范，并依据地区特性对参数进行审慎取值，费时费力，且复核人员主观因素导致的偶然误差具有较大的隐蔽性，二次验算也存在诸多困难，缺乏便利性。
3）复核流程难以全程留痕，数字化和规范性不足。
复核计算的过程和审批记录难以全程留痕，不利于后续的监督检查、数据共享和业务协同。
此外，当前审批流程由设计单位提交纸质版设计报告进行审批，审批流程的数字化水平不高。
现有的审批数字化改革研究多聚焦于流程转变和制度改革[5]，或对网上行政审批监管平台整体功能体系的探讨[6]，以及平台系统架构设计[7]等方面，有关涉水审批水文复核计算模型的开发应用研究较少。
水工建筑物的荷载计算
[
]
gT m gh = 13 .9 ( 2m ) 0 .5 vo vo
PWK =
1 p o [(1.5 − 0.5λ )h1% + (0.7 + λ ) H ] 2
六、地震作用
1．概述 一般对设计烈度为 6 度以下地区的建筑物，可不考虑地震作用；而设计烈度在 9 度以上地震区的水工建筑物或高度大于 250m 的壅水建筑物， 必须进行专门的抗震研究。 基本烈度是指在 50 年基准期内，一般场地条件下，可能遭遇的地震事件中，超越 概率 P50 为 0.01 所对应的地震烈度。 2．地震作用力计算 （1）地震惯性力 1） 水平地震惯性力采用拟静力法计算地震作用效应时， 沿建筑物高度作用于质点 i 的水平向地震惯性力代表值应按下式计算：
八、山体围岩压力
当岩体较破碎时，其可能产生塌落、滑移，而施加在隧洞衬砌上的压力，称为围岩 压力。
qVk = (0.2 ~ 0.3)γ R B q hk = (0.05 ~ 0.10)γ R H 九、风荷载及雪荷载
对砼坝、土石坝等结构物，风雪荷载占全部荷载的比重很小，一般可忽略不计，但 对渡槽、进水塔、启闭机房、泵房等架空、高耸结构物，则必须计入风、雪荷载的作用。 1．风荷载 对一些架空建筑物、厂房等结构物其侧面受风的作用后，垂直作用于建筑物侧表面 上的风荷载标准值可按式（2-48）计算
1 Fak = γH 2 k a 2
式中：Fak ——主动土压力标准值（KN/m，其作用点距墙底
大坝设计水力计算公式
6.83
2.47
2.47
1.63
1.12
1.10
1.02
1
3.00 0.36
3.82 1.17 3.16 0.32 31 0.920 0.30
3.00 0.36
3.90 1.19 3.16 0.32 31 0.920 0.30
3.00 0.19
2.65 0.71 3.16 0.18 31 0.920 0.16
表3.1.1
项目名称 系数 w w1/6 g D w2 gD/w2
(gD/w2)1/3 h2% p(%) hm Hm
hm/Hm
平均波高计算表
单位 m/s
m
m m m
正常蓄水位 0.00625 20.00 1.65 9.81 240 400 5.89 1.81 0.758
2.13 0.36 3.34 0.11
（适用于w<20m/s及D<20km）
h1%---累计频率为1%的波高。
表3.1.2
项目名称 系数 w g D w2 gD/w2
(gD/w2)1/2 Lm
平均波长计算表
单位 m/s m
m
正常蓄水位 0.0386 20.00 9.81 240 400 5.89 2.43 3.82
设计洪水位 0.0386 20.00 9.81 250 400 6.13 2.48 3.90
坝顶高程计算表
单位 m
m m m m m m m
正常蓄水位 0.30 0.11 1.75 0.519 0.004 0.50 1.02
368.00 369.02
369.02
设计洪水位 0.30 0.11 1.75 0.518 0.004 0.50 1.02
水工建筑物荷载的计算【范本模板】
§2-2水工建筑物上的作用以及作用效应组合
一、作用及作用效应组合
作用-——-—外界环境对水工建筑物的影响
作用效应—-—-—建筑物对外界的响应
作用的变异性和随机性—-—应随时间变异按随机过程看待,可统计分析
建筑物承受的作用分为：
3．上埋式埋管的土压力
对坝下埋管或倒虹吸管，往往管上埋有土体,这些土体将对管身产生垂直土压力和侧向土压力（见图2-8).
作用在单位长度上的垂直土压力的标准值Fsk和侧向土压力标准值Ftk可按下式计算：
式中:Fsk、Ftk——埋管垂直和侧向土压力标准值（KN/m）
Hd--管顶以上填土高度（m）
D1-—埋管外直径（m）
对宽缝重力坝、大头坝河床段α取0。2，岸坡段为0.3；对实体重力坝拱坝等。河床段取0。25，岸坡段取0。35，扬压力强度系数α2取0。15~0.2；残余扬压力系数α2与排水强度有关,一般情况下均取0。5。
2．水闸扬压力
水闸挡水后,产生上下游水头差的水流沿铺盖及闸底板底面向下游渗透，使闸底板底面上作用有扬压力.
式中： ——主动土压力标准值（KN/m，其作用点距墙底 处，与水平面呈 的夹角(见图2—7(b））；
ka——主动土压力系数，可按土力学及有关规范计算。
2．淤沙压力
式中:Psk--淤沙压力标准值 （KN/m）
——淤沙的浮重度 （KN/m3）
hs——挡水建筑物前泥沙的淤积高度 (m）
——淤沙的内摩擦角（°）
1．波浪要素
一般来讲，波浪要素包括平均波高(hm),平均坡长（Lm），平均波周期（Tm）等（见图2—10）。
对平原、滨海地区的水库及水闸,宜按莆田试验站公式计算波浪要素值：
风浪计算——精选推荐
波浪计算厂址一： 1.计算风速1.1当有海上风速资料时直接用海上风速资料计算。
1.2短缺海上测风资料时，可运用邻近岸站长系列测风资料，推求设计频率平均最大风速，一般不作岸站的海拔高度订正，而采用式的近似方法来确定海面设计风速。
陆海KV V 式中尺为风速增大系数，应通过陆上和海上或海岛上同步风速资料的对比分析求得。
若当地缺乏实际资料，海上风速增大系数尺可参考表1确定。
取值方法为：当陆上风速小时，K 值取大，反之，K 值取小；岸站离海岸距离远时，K 值取大，反之，K 值取小；海面距海岸距离按风区长度的0.5分风向不同重现风速（m/s ）这里都按K=1.1换算2.2风区长度和风时2.2.1风区,风时和风浪状态的定义风区：风速差不大于2—4m/s ，而风向差小于30度的风吹行的区域。
风区长度：计算点到风区上沿的距离为风区长度。
风时：在均匀风速下，连续吹刮的时间。
定常状态：在给定风速下，当海浪受制于风区长度F ，而海浪成长与风时无关。
这种海浪状态为定常状态。
（一般风区很短或计算点离风区上沿很近）。
过渡状态：当风区很大，在给定风速下，海浪成长受制于风时，此时海浪状态与风区无关，这种海浪状态为过渡状态。
（外海风区长度能达到几百公里）。
充分成长状态：在给定风速下，当海浪达到最大值时，此时，风输入给海浪的能量与涡粘消耗的能量达到平衡，海浪的尺寸与风区，风时无关，这种海浪状态称为充分成长状态。
2.2.2风区长度的确定: 1. 单一风向法运用海图或实测海域地形图，从计算点反风向对岸零米等深线起量，量至计箅点，作为单一方向风向的风区长度。
2. 等效风区法当水域狭窄、形状不规则或有岛屿等障碍时，风区宽度对波浪的成长是有影响的，若海底地形起伏较大，对波浪的成长也有影响。
等效风区长度是指在±22. 5°范围内各风距在主风向上投影的平均值，按(1)式计算。
∑∑=ααi2i2i cos cosF F （ i= 0， 士 1， 士2， 士3，…） （1） 式中^用图解法求得：从计算点沿主风向作一直线为主射线，i=0， α=0°，风距F沿主风向的距离；从计算点在主射线两侧士22. 5°范围内，每隔7.5°作一直线，其与主射线夹角为5.7⨯=i iα,沿射线到上风岸的距离即为F i。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一点：
碾压土石坝规范 波浪要素计算 算坝顶高程
规范推荐3个公式莆田、鹤地、官厅波浪计算公式，
可是 用三种公式计算得出的波浪爬高差别不小（主要是三种公式计算的平均波高、平均波长就有差别了）
最后以哪个为准？？
第二点：
溢洪道规范sl253-2000 P5页2.3.7
控制段的闸墩、胸墙或岸墙的顶部高程在泄水和挡水时都分别计算。
那么 当溢洪道算出的闸墩顶高程 比 大坝坝顶高程计算的还要高，为了统一高度，要让大坝的顶高程（通
常是防浪墙顶高程-1.2m）跟溢洪道的顶高程齐平，这样 防浪墙的顶高程是否就不用那么高了？因为抬高
后的坝顶高程可能已经比原来的防浪墙顶高程还要高了。
比如 大坝那边计算出来的坝顶高程是100m，防浪墙顶高程是100+1.2=101.2m， 而溢洪道计算出来（通
常要多受制于一项高度即交通桥的梁高）顶高是100.6m，那么为了大坝顶高度跟溢洪道闸墩高度齐平，就
把大坝顶高程也算到100.6m，则这样一来，大坝防浪墙顶高程还要加1.2m吗（100.6+1.2=101.8m），加了
就显的没有意义，而不加的话大坝顶没有1.2的防浪墙用做护栏，就显的矮了一小截（虽然高度肯定还是
够大坝的波浪超高）。
第三点
在计算溢洪道的墩顶波浪超高高程时用到的波浪要素比如吹程D、计算断面前水深H等波浪计算要素，是
用溢洪道的？还是统一用大坝处的？
大坝处的D、H通常很大 而溢洪道处的D、H可以很小，这样会造成计算差别。
请有遇到以上问题的大侠一起探讨一下