非潜没透水丁坝冲刷深度计算公式初探

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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

一
２７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
Ｓｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶｉｓｉｏｎ
科技视界
科技・探索・争鸣
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７１００００）
“ （（）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
２３ｔｇｄｏＶ＂

水力插板透水丁坝坝头冲刷深度规律初探

第38卷第12期2016年12月人民黄河YELLOW RIVERYol.38,No.12Dec. ,2016【防洪治河】水力插板透水丁坝坝头冲刷深度规律初探张凯，侍克斌，李玉建，吴福飞，王欣，任志(新疆农业大学水利与土木工程学院，新疆乌鲁木齐830052)摘要：水力插板透水丁坝的坝头局部冲刷严重影响着水力插板的稳定性和安全性。

采取单因素控制变量的方法进行室内动床试验，探索了坝头冲刷坑深度与模型沙粒径、束窄度、流量、水力插板透水率、丁坝挑角之间的关系。

结果表明：当模型沙粒径从0.058 m m至0.138 m m增大138%时，坝头冲刷坑深度从9.2 cm至5.7 cm减小38%;当丁坝束窄度从0.08至0.42增大425%时，坝头冲刷坑深度从5.3 cm至9.2 cm增大74%;当流量从10.28 L/s至16.03 L/s增大56%时，坝头冲刷坑深度从6.5 cm至9.6 cm增大48% ;当水力插板透水率从0增大至80%时，坝头冲刷坑深度从8.9 cm至2.1 cm减小76% ;当挑角沒小于90°，从30°至90°增大200%时，坝头冲刷坑深度从6.5 cm至9.0 cm增大38% ;当挑角沒等于90°时，坝头冲刷坑深度达到最大值；当挑角沒大于90°，从90°至150°增大67%时，坝头冲刷坑深度从9.0 cm至7.1 cm减小21%。

详细分析了模型沙粒径、束窄度、流量、水力插板透水率、挑角的变化对坝头冲刷坑深度影响的机理。

关键词：水力插板；透水丁坝；坝头冲刷；模型沙粒径；束窄度；流量；水力插板透水率；挑角中图分类号：TV863 文献标志码：A doi:10.3969/j.issn.1000-1379.2016.12.0171引言水力插板技术诞生于1992年，是由胜利油田管理局的何富荣在油田固井、喷射钻井、井下冲砂、打水泥塞等多项石油行业的特种专用技术原理的基础上，将水利工程、海洋工程、粧基工程与特种专用技术进行了巧妙的结合，形成了具有多种工程技术优势的一门技术[1]。

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）。

丁坝及淹没丁坝冲刷公式研究

丁坝及淹没丁坝冲刷公式研究马兴华;周海【摘要】针对整治建筑物冲刷问题,依托长江南京以下12.5 m深水航道治理一期工程,研究探讨了普遍冲刷和淹没丁坝冲刷的冲刷规律、主要影响因素、冲刷机理.基于河流动力学基础理论,分别推导了基于起动流速、起动切应力的冲刷深度半经验半理论公式,经非淹没丁坝冲刷实例和淹没丁坝冲刷数模成果验证和率定,效果良好,适用于非淹没丁坝和淹没丁坝冲刷深度计算,从冲刷计算原理看,同样适用于顺坝及护岸冲刷深度计算.对其中有关冲刷深度半经验半理论公式的主要研究成果进行了系统总结.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】8页(P126-133)【关键词】整治建筑物冲刷;丁坝冲刷;护岸冲刷;普遍冲刷;冲刷公式【作者】马兴华;周海【作者单位】中交上海航道勘察设计研究院有限公司,上海200120;中交上海航道勘察设计研究院有限公司,上海200120【正文语种】中文【中图分类】U617.8整治建筑物冲刷关系到整治建筑物安全，是整治建筑物建设需要考虑的重要问题。

长期以来，国内外水利水运工程界通过工程实践、室内试验和理论分析，对整治建筑物冲刷深度开展了持续的研究，基于不同的工程条件，研究得到了众多整治建筑物冲刷经验公式和半经验半理论公式，内容涵盖顺坝及平顺护岸冲刷、丁坝冲刷、锁坝冲刷等[1-3]。

但整治建筑物冲刷问题十分复杂，准确预测整治建筑物的冲刷深度仍然是困扰工程界的一大难题。

为解决整治建筑物冲刷深度问题，2012年以来，上海航道勘察设计研究院依托长江南京以下12.5 m深水航道治理一期工程开展了专题研究[4-5]，研究揭示了普遍冲刷和淹没丁坝冲刷的冲刷规律、主要影响因素、冲刷机理；并基于河流动力学基础理论，分别推导了基于起动流速、起动切应力的冲刷深度半经验半理论公式，公式及参数经黄河下游非淹没丁坝冲刷实例和淹没丁坝冲刷数模成果验证和率定[5]，效果良好，适用于非淹没丁坝和淹没丁坝冲刷深度计算，从冲刷计算原理看，同样适用于顺坝及护岸冲刷深度计算。

非淹没异侧双体丁坝水流恢复区长度计算

第５０卷第５期２０１９年５月
文章编号：１００１－４１７９（２０１９）０５－０１７６－０４
人Ｙａｎｇ民ｔｚｅ长Ｒｉｖｅ江ｒ
Ｖｏｌ．５０，Ｎｏ．５Ｍａｙ，２０１９
非淹没异侧双体丁坝水流恢复区长度计算
潘海静１，顾正华１，李云２，张荣茂３
（１．浙江大学建筑工程学院，浙江杭州３１００５８；２．南京水利科学研究院，江苏南京２１００２９；３．浙江大学数学科学学院，浙江杭州３１００２７）
流系统中丁坝群的合理布置提供一定的参考。
关键词：恢复区长度；间距阈值；作用尺度；ＲＮＧ κ－ε模型；非淹没异侧双体丁坝
中图法分类号：ＴＶ１４文献标志码：Ａ
ＤＯＩ：１０．１６２３２／ｊ．ｃｎｋｉ．１００１－４１７９．２０１９．０５．０３２
２．２数据收集２．２．１模型的建立
本文的数值模拟部分采用计算流体力学（ＣＦＤ）商用软件ＦＬＵＥＮＴ进行分析。湍流模型选择中，ＲＮＧ κ－ε紊流模型在分离流和曲线流以及弱漩涡中具有
摘要：丁坝恢复区长度是认识丁坝群作用尺度的一个重要指标，目前关于这方面的研究成果不多。分别基于
双丁坝断面流速分布相似划分准则（准则Ⅱ）和大尺度涡不相重叠的作用尺度划分准则（准则Ⅰ）计算两种间
距阈值，然后将恢复区长度转化为上述两个阈值的差，利用率定后的ＲＮＧ κ－ε紊流数学模型进行数值模拟

基于减小坝头局部冲刷的非淹没式水力插板透水丁坝群优化试验

水
道
港口
第３７卷第６期
１单因素试验
１．１试验总概况
模型试验是在长１０ｉｎ，宽１．２１ＴＩ，高０．４ｍ，底坡ｉ＝１／４０００的砖砌式混凝土水槽中进行。水槽进水口设置有消能栏栅进行消能，在离进水口６ｍ处放置丁坝群进行试验。试验的平
坝坝头冲刷坑深度的影响为：丁坝长度＞丁坝间距＞丁坝透水率＞丁坝挑角。水力插板透水丁坝群减小坝头局部冲刷的最佳设计参数和布置方案：第一个丁坝长度，第二个丁坝长度，第三个丁坝长度与河
宽的比值分别为０．２５、０．２１、０．２１；第一个、第二个丁坝透水率为３０％，第三个丁坝透水率为２０％；第一、二个丁坝间距与第一个丁坝长度的比值为３，第二、三个丁坝间距与第二个丁坝长度的比值为２；第一个、
第二个和第三个丁坝挑角为６０。。
关键词：水力插板透水丁坝；丁坝群；坝头冲刷；丁坝间距；挑角；透水率；丁坝长度；正交试验
中图分类号：Ｔｖ８３文献标识码：Ａ文章编号：１００５ — ８４４３（２０１６）０６ — ０５９９ — ０５
水力插板技术诞生于１９９２年，是一个具有多种工程技术优势的一门全新技术Ｈ］。由于水力插板技术具有预置化程度高，工程造价低，施工周期短等优点。经过２Ｏ多年的发展，水力插板技术在桥梁基础工程、河道整治工程口］、海港工程等多种工程技术领域中广泛应用］。有学者将透水丁坝与水力插板技术相结合，提出水力插板透水丁坝新型水工建筑物，水力插板透水丁坝整体轮廓见图１。并对水力插板透水丁坝进行数值模拟和动床模型试验，发现水力插板透水丁坝缓流促淤和防护堤岸的效果比其他类型丁坝显著］。任何类型丁坝都无法避免局部冲刷和沿程冲刷，而坝头局部冲刷严重威胁丁坝的稳定性和安全性］。有学者通过研究提出合理的单丁坝及双丁坝设计参数和布置方案随。而实际工程中往往是由丁坝群产生的累积效应来充分发挥丁坝的作用ｎ。所谓累积效应是指由河流中多个水工建筑物共同作用影响下的连锁反应产生的叠加效应，表现为河流中多个水工建筑物的共同影响下时间、空间、多元耦合等方面累积起来的差异性或非线性变化。因此，合理的布置和设计丁坝群对于其累积效应作用的发挥至关重要，还没有学者进行深入的研究。笔者１一水力插板２一透水孔在已有的研究基础上，通过单因素试验，正交试验寻找减小局部冲刷的水力图１水力插板透水丁坝整体轮廓插板透水丁坝群最佳设计参数和布置方案，为实际工程中水力插板透水丁Ｆｉｇ．１Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｌｆａｓｈｂｏａｒｄ坝的应用提供参考。

丁坝工程冲刷与防护措施研究综述

第２９卷第１期
自然灾害学报
２０２０年２月
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＮＡＴＵＲＡＬＤＩＳＡＳＴＥＲＳ
Ｖｏｌ．２９Ｎｏ．１Ｆｅｂ．２０２０
文章编号：１００４－４５７４（２０２０）０１－０００１－１０
ＤＯＩ牶１０．１３５７７／ｊ．ｊｎｄ．２０２０．０１０１
丁坝工程冲刷与防护措施研究综述
关于丁坝冲刷的研究可追溯到２０世纪２０年代，由于在冲刷过程中，丁坝周围水流、泥沙与丁坝间具有
收稿日期：２０１９－０８－０５；修回日期：２０１９－０９－０４基金项目：国家重点研发计划资助项目（２０１８ＹＦＣ１５０８４０３）Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙ：ＮａｔｉｏｎａｌＫｅｙＲ＆ＤＰｒｏｇｒａｍｏｆＣｈｉｎａ（２０１８ＹＦＣ１５０８４０３）作者简介：武永新（１９６２－：３２９３６７７８６８＠ｑｑ．ｃｏｍ通讯作者：苑希民（１９６８－），男，教授，博士，主要从事防洪减灾与水利信息化研究．Ｅｍａｉｌ：ｙｘｍ＠ｔｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
武永新１，２，王建家１，２，苑希民１，２
（１．天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津３０００７２；２．天津大学建筑工程学院，天津３０００７２）
摘要：丁坝是一种典型的河道整治建筑物，在控导工程中被广泛应用，实际工程中对于丁坝冲刷与防护的研究尤为重要，关系到丁坝的稳定与安全。本文系统的回顾了国内外丁坝工程冲刷与防护安全的研究进展，重点从机理研究、原型观测、物理模型、数值模拟和防护措施等五个方面对丁坝冲刷及防护的研究成果进行综述，总结分析了国内外丁坝冲刷的理论研究动态及存在的不足，并提出大致的研究思路以期为后续的丁坝冲刷与防护相关问题的研究提供科学建议。关键词：丁坝；控导工程；冲刷机理；冲刷过程；防护措施；研究综述中图分类号：ＴＶ８１；Ｘ９文献标志码：Ａ

水利工程常用计算公式

水利专业常用计算公式一、枢纽建筑物计算1、进水闸进水流量计算：Q=B0δεm（2gH3）1/2式中：m—堰流流量系数ε—堰流侧收缩系数2、明渠恒定均匀流的基本公式如下：流速公式：u＝Q＝K＝A3△x=f1112 22i-i 2g2g⎭⎝⎭⎝式中：△x——流段长度（m）；g——重力加速度（m/s2）；h 1、h2——分别为流段上游和下游断面的水深（m）；v 1、v2——分别为流段上游和下游断面的平均流速（m/s）；a 1、a2——分别为流段上游和下游断面的动能修正系数；f i——流段的平均水里坡降，一般可采用⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-2f 1f -f i i 21i 或⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=∆=3/4222224/312121f f v n R v n 21x h i R 式中：h f ——△x 段的水头损失（m ）；n 1、n 2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数，当壁面条件相同时，则n 1=n 2=n ； R 1、R 2——分别为上、下游断面的水力半径（m ）； A 1、A 2——分别为上、下游断面的过水断面面积（㎡）； 4、各项水头损失的计算如下：（1）沿程水头损失的计算公式为（25（1（2（3（4（5 （66式中：h a —计算断面处的大气压强水柱高（m ）； H v —水的气化压强水柱高（m ）最小淹没深度S ，可按下式估算：式中：0γF —吼道断面的水流弗劳德数，000gh /V F =γ。

虹吸的发动与断流宜选用以下的几种装置和方法来实现：（1）用真空泵抽气发动，可根据设计条件和工况做设备选型；（2）自发动；（3）水力真空装置；（4）水箱抽气装置。

断流装置常采用真空破坏阀。

在已知h B 、a 值时，真空破坏时的瞬间最大进气量可按下式估算：式中：μ—真空破坏阀系统的流量系数；a ω—真空破坏阀的断面面积（㎡）；a ρρ、—分别为水河空气的密度。

7、水库蓄水容积 1、总库容估算公式（1V B L H K （2V A K 2V ho F C 水库为不完全年调节C=O.2~0.4 水库为完全年调节C=O.5~1 水库为不完全多年调节C=l~1.3 水库为完全多年调节C=1.3~1.5 3、水库灌溉放水流量估算公式：Q=CA Q —最大灌溉放水流量，m3/s 。

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。

(完整版)水利工程常用计算公式

水利专业常用计算公式一、枢纽建筑物计算1、进水闸进水流量计算：Q=B 0δεm（2gH 03）1/2式中：m —堰流流量系数ε—堰流侧收缩系数2、明渠恒定均匀流的基本公式如下：流速公式：u ＝ RiC 流量公式Q ＝Au ＝A RiC 流量模数K ＝A RC 式中：C —谢才系数，对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定，即C ＝6/1n 1RR —水力半径（m ）；i —渠道纵坡；A —过水断面面积（m 2）；n —曼宁粗糙系数，其值按SL 18确定。

3、水电站引水渠道中的水流为缓流。

水面线以a1型壅水曲线和b1型落水曲线最为常见。

求解明渠恒定缓变流水面曲线，宜采用逐段试算法，对棱柱体和非棱柱渠道均可应用。

逐段试算法的基本公式为△x=f21112222i -i 2g v a h 2g v a h ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+ 式中：△x ——流段长度（m ）；g ——重力加速度（m/s ²）；h 1、h 2——分别为流段上游和下游断面的水深（m ）；v 1、v 2——分别为流段上游和下游断面的平均流速（m/s ）；a 1、a 2——分别为流段上游和下游断面的动能修正系数；f i ——流段的平均水里坡降，一般可采用⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-2f 1f -f i i 21i 或⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆=3/4222224/312121f f v n R v n 21x h i R式中：h f ——△x 段的水头损失（m ）； n 1、n 2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数，当壁面条件相同时，则n 1=n 2=n ； R 1、R 2——分别为上、下游断面的水力半径（m ）；A 1、A 2——分别为上、下游断面的过水断面面积（㎡）；4、各项水头损失的计算如下：（1）沿程水头损失的计算公式为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆=3/4222223/412121f v n v n 2x h R R （2）渐变段的水头损失，当断面渐缩变化时，水头损失计算公式为：L f 2122c f c i g 2v g 2v f h h h -+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+=ω 5、前池虹吸式进水口的设计公式（1）吼道断面的宽高比：b 0/h 0=1.5—2.5；（2）吼道中心半径与吼道高之比：r 0/h 0=1.5—2.5；（3）进口断面面积与吼道断面面积之比：A 1/A 0=2—2.5；（4）吼道断面面积与压力管道面积之比：A 0/A M =1—1.65；（5）吼道断面底部高程（b 点）在前池正常水位以上的超高值：△z=0.1m —0.2m ；（6）进口断面河吼道断面间的水平距离与其高度之比：l/P=0.7—0.9；6、最大负压值出现在吼道断面定点a 处，a 点的最大负压值按下式确定：γανp *w 20a h g 2h h -+++Z +∆Z =∑、B式中：Z —前池内正常水位与最低水位之间的高差（m ）；h 0—吼道断面高度（m ）；∑w h—从进水口断面至吼道断面间的水头损失（m ）； γ/p *—因法向加速度所产生的附加压强水头（m ）。

新提防规范冲刷深度计算

泥沙或卵石容重（KN/m3) 水的容重（KN /m3) rs r 19.11 9.8 修正系数
m
U c 0.75 L D 0.08 ) ( ) H0 gH 0
0.029724066 0.022182139
k 1 =(
θ 0.246 ) 90
0.181428202
长江科学研究起动公式（适用卵石河床）
U
H0
Ucp
取值
3.4
5.4
h s = H 0 [(
公式
U cp n ) - 1] Uc
计算结果
0.896053483
1.122219787
河床主要为粘性与砂质河床
砂卵石河床
守护段平面形态 k2 过渡段或顺直段 1
坡率 m 0.05
坝头最大流速（m/s) Um 14.65714286
行近水流水深（m） H0 3.4
天然密度砂卵石（g/cm3) 195 水 1k 3 =e
0.07 m
U m = (1.0 + 4.8
LD )U B
1.003506132
14.65714286
行近流速（m/s) U
5.4
c
= 1 . 08
gd
rs - r
50
r
（
H d
1 0 50
）7
1.725451531
与护岸在平面形状有关，取n=1/4～1/6
水流不均匀系数
n
η
查表D2.2
0.25
1
1
U cp = U
2η 1 +η
1.725
5.4
行近流速（m/s) U 5.4
丁坝的有效长度 LD 5

一般冲刷计算公式

一般冲刷计算公式：cm cg c c d p h BB Q Q A h 66.090.02)1(04.1⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎪⎭⎫⎝⎛=μλ12t c cQ Q Q Q +=15.0⎪⎪⎭⎫⎝⎛=z z d H B A式中：h p ——桥下一般冲刷后的最大水深(m)； Q p ——频率为P ％的设计流量(m 3/s)；Q 2——桥下河槽部分通过的设计流量(m 3/s)，当河槽能扩宽至全桥时取用Q p ； Q c ——天然状态下河槽部分设计流量(m 3/s)； Q t1——天然状态下桥下河滩部分设计流量(m 3/s)；B cg ——桥长范围内的河槽宽度(m)，当河槽能扩宽至全桥时取用桥孔总长度； B z ——造床流量下的河槽宽度(m)，对复式河床可取平滩水位时河槽宽度； λ——设计水位下，在B cg 宽度范围内，桥墩阻水总面积与过水面积的比值； μ——桥墩水流侧向压缩系数； h cm ——河槽最大水深(m)；A d ——单宽流量集中系数，山前变迁、游荡、宽滩河段当A d >1.8时，A d 值可采用1. 8；H z ——造床流量下的河槽平均水深(m)，对复式河床可取平滩水位时河槽平均水深。

②非粘性土河床桥墩局部冲刷计算桥渡冲刷的产生是由于桥墩阻碍了水流，使水流形态发生变化，一般在墩前两侧发生集中现象，引起动能增加；另一方面水流受阻后部分动能转化为位能，由于水流形态变化，桥墩附近水流冲刷能力加大，在桥墩处产生冲刷坑。

局部冲刷计算公式当V ≤V 0时，⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=0015.06.012'V V V h B K K h pb ηε当V ＞V 0时，20015.06.012'n pb V V V h B K K h ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=ηε24.02.22375.00023.0d dK +=η5.00)7.0(28.0+=d V 55.00)5.0(12.0'+=d Vd V Vn lg 19.023.002)(+=式中：h b ——桥墩局部冲刷深度(m)： K ξ——墩形系数； B1——桥墩计算宽度(m)； h p ——一般冲刷后的最大水深(m)； d ——河床泥沙平均粒径(mm)； K η2——河床颗粒影响系数；V ——一般冲刷后墩前行近流速(m/s)， V o ——河床泥沙起动流速(m/s)； V ,0——墩前泥沙起冲流速(m/s)； n 2 ——指数。

冲刷深度计算

冲刷深度计算
1、堤基础冲刷深度计算
根据工程河段水文地质条件，经XX 区XX 河与XX 河河道改建工程堤脚防冲刷的埋置深度主要取决于堤岸冲刷深度和地基承载力要求。

本工程布置于XX 区XX 区，芦溪XX 侧，本次设计河段大部分为顺水流段，仅局部河段为斜冲段。

本次设计参照GB50286-2013《堤防工程设计规范》规定计算水流对堤基产生的冲刷深度。

式中：hs ——局部冲刷深度（m ）；
H0——冲刷处的水深（m ）；
Ucp ——近岸垂线平均流速（m/s ）；
n ——与防护岸坡在平面上的形状有关，取n=1/4～1/6，本次取0.25；
U ——行近流速（m/s ）；
η——水流流速不均匀系数，根据水流流向与岸坡交角α。

由于本区域河道纵坡及流速较大，河底均设置了浆砌卵石护底，可不做冲刷深度计算。

⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=1n cp 0s C U U H h ηη+=12cp U U。

不同坝高水深比对丁坝群冲刷深度的影响研究

丁坝群在淹没条件下，其上游水
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学术
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深高于丁坝坝高；此时因有越坝水流产生，丁坝周围流场形态系不同于非淹没及洽淹没案例。当水流接近淹没式丁坝迎水面时，除既有反射涡流外，另有一股涡流垂直向上越过丁坝顶部，并进入下游丁坝坝间；而当越坝涡流进入下游丁坝坝间后，因受下游第二支丁坝迎水面的边界限制，越坝涡流开始往丁坝坝间的底床方向发展，并与既有丁坝背水面回流，形成复杂三维流场。
1．研究目的本研究通过渠槽试验进行丁坝
群试验，在不破坏(滑移、倾斜)条件下，设计三种不同的淹没情形，观察丁坝群局部冲刷及冲刷范围，藉以探讨水流在通过不同坝高水深比时，其冲淤行为的转变，为相关水利工程实务设计提供参考。
冲刷坑无因次长度 c/L除与上游入流福禄数有关外，亦与丁坝布置数量及长度相关；在相近水流条件下，若丁坝布置数量及长度(往下游方向) 增加，其冲刷坑无因次长度c/L 也将增加。
3.1.2 丁坝群洽淹没下 (H/h = 0.83) 冲刷坑分布型态
不同坝高水深比对丁坝群冲刷深度的影响研究
◎ 王福良曹文明水发规划设计有限公司
摘要：丁坝施工工法为目前国内治理规划常见的工程手段，本试验借由长直渠槽，于非均匀粒径条件下进行丁坝群试验，设计不同坝高水深比案例，分别观察丁坝群的冲刷深度变化，了解水流冲击丁坝群的冲刷机制。
关键词：丁坝群局部冲刷坝高水深比

黄河下游丁坝坝头局部冲刷深度计算方法初探

黄河下游丁坝坝头局部冲刷深度计算方法初探
马继业;韦直林
【期刊名称】《人民黄河》
【年(卷),期】1998(020)003
【摘要】根据泥沙起动平衡理论，导出了丁坝坝头局部冲刷深度计算公式，并用黄河下游原型观测资料和室内试验资料对公式进行了验证。

该公式考虑了河床组成的粘结力和重力两种不同性质的抗冲作用，并采用黄河实测资料对综合系数进行率定。

【总页数】3页(P13-15)
【作者】马继业;韦直林
【作者单位】河南黄河河务局;河南黄河河务局
【正文语种】中文
【中图分类】TV863
【相关文献】
1.基于减小坝头局部冲刷的非淹没式水力插板透水丁坝群优化试验 [J], 张凯;侍克斌;李玉建
2.漳河丁坝坝头极限冲刷深度计算方法 [J], 徐林波
3.现行黄河口北侧丁坝(进海路)坝头局部冲刷深度研究 [J], 潘晓光;冯秀丽;刘晓瑜;黄明泉;孙晶
4.长江口深水航道整治一期工程南导堤丁坝群坝头局部冲刷试验研究 [J], 卢无疆;
贾建军;朱勇;严以新
5.护底条件下淹没丁坝坝头局部冲刷试验 [J], 佘俊华;夏云峰;徐华;杜德军;郝思禹因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

北江下游丁坝坝头最大冲深计算模式探讨

北江下游丁坝坝头最大冲深计算模式探讨万艳春;黄本胜【摘要】该文总结了前人在丁坝坝头最大冲深方面的主要研究成果,并根据北江下游的水文泥沙特性和丁坝的特征,探讨了适合于北江下游微弯河段凹岸和过渡段典型丁坝坝头最大冲深计算的模式,为北江下游河段典型丁坝坝头最大冲刷深度计算提供依据.【期刊名称】《广东水利水电》【年(卷),期】2004(000)001【总页数】3页(P16-18)【关键词】丁坝;最大冲深;北江下游【作者】万艳春;黄本胜【作者单位】华南理工大学交通学院,广东,广州,510640;广东省水利水电科学研究院,广东,广州,510610;广东省水动力学应用研究重点实验室,广东,广州,510610【正文语种】中文【中图分类】工业技术第 1 期广东水利水电:-Jo.IFEB 20042004 年 2 月GUANGDONGWATER RESOURCESAND HYDROPOWER 北江下游丁坝坝头最大冲深计算模式探讨万艳春 1 ，黄本胜2、3( 1.华南理工大学交通学院，广东广州 5 10640 ;2.广东省水利水电科学研究院，广东广州 510610; 3.广东省水动力学应用研究重点实验室，广东广州 5 10610) 摘要：该文总结了前人在 T 坝坝头最大冲深方面的主要研究成采．并根据北江下游的水文泥沙－特性和丁坝的特征．探讨了适合于北江下游微弯河段凹岸和过渡段典型丁坝坝头最大冲深计算的模式．为北江下浒河段典型 T 坝坝头最大冲昂’i 深度计算提供依据．关键词： T 坝；最大冲深；北江下游中图分类号： TV863 文献标识码： B文章编号： 1 008-011 2( 200·1)01-0016-03 航道整治以及为稳定和！保护岸滩（堤阴），通常在河道上修建丁坝整治建筑物，这些整治建筑物的局晋fl ！中深直接影响建筑物的稳定与安全．设计中必须计算丁坝局部冲深．以便设计合理的防冲铺盖．目前．国内外用于计算丁坝、局部冲深的计算公式非常多．但这些公式大多数都是在试验的基础上．并进行了一定的假设推导出来的，能否直接应用于实际工程，还有待于进一步的研究和验证。

丁坝头冲深和堵口抛石大小的计算

2
( 6)
再将 ( 6) 式代入( 2) 式, 即可计算最大冲深. 现采用 Warta 河丁坝冲深资料 [ 6] 对 ( 6 ) 式进行验证计算. Warta 河在 1865 年以堆石梢工完成了丁坝群对航道的控制; 1930 年整治河湾时, 对第二个弯道中的 1~ 4 号丁坝进行整修加长 . 现以这 4 个丁坝头的冲刷资料作计算比较. 该河的流量 Q = 77 m 3/ s, 坝头外河宽为 50 m, 床沙粒径 d 50 = 0 373 mm, 以 b = 5 m 的 1 号丁坝为例, 计算得到 q 0 = 1 4 m3 / s % m , q max = 2 53 m / s%m , 最大冲深 T = 5 65 m, 河床冲深 ( 5 65- 3 25) =
利用( 7) 式可计算龙口各处的 q, 表现为越靠近口门流速越大. 在映射平面上的图案, W 平面中的两组线 Vx = 常数 , Vy = 常数各对应 Z 平面中的等势线 ( ∀ = 常数 ) 和流线 ( = 常数 ) , 是以( & a, 0) 为焦点的椭圆族和双曲线族. 仍取离开口门边缘 1 m 处 ( x = a - 1) 的单宽流量为最大单宽流量 q max , 则( 7) 式成为 q max = ! 12 q0 a- 1 a
丁坝编号
1 2 3 4
3
3 1
堵口截流时龙口冲深计算及抛石稳定性
龙口冲深计算堵口截流时龙口的冲深仍可用 ( 2) 式计算. 龙口的最大单宽流量 q max 用势流理论求解 , 以复变函数关系 w = Q ln z + !
把龙口水流从 Z 平面保角映射到宽为 2a 、流量为 Q 的带域 W 平面( 见图 2) . z2 - a 2 1 z - a2

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》TBJI7 -86 （铁道部1987年7月）规定的方法进行计算。

经对青沙黄南、北两汉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一河槽计非粘性土河床的河槽一般冲刷公式如下:3/Sh p =E系数表含沙量（kg/m3）<1 - O 1〜10 >10E O - 46 O • 66 0 • 860.1SA =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I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。