波浪爬高计算示例
海堤波浪爬高
大口门海堤一、求平均波周期T ,平均波高H ,波长L ①th ①②th ②28.82200 5.59.810.103364340.102997790.582625220.524570870.59387二、求各累积频率波高(查表6.1.3)(一)规则波根据H/d 数值查表求H 2%及H 13%0.144846340.593872 1.538 1.187740010.91337206 1.891.79 1.1224143(二)不规则波根据H/d 数值查表求H 1%0.144846340.59387 2.18 1.29463661 1.82 1.08084341.540.9145598三、求波浪爬高R (备注:式中d 为平均水深)(一)求规则波的R1、不允许越浪①th ①②sh ②4.117.568 1.187740010.40.8 1.465619310.898738492.931238629.348755132、允许越浪①th ①②sh ②4.117.5680.913372060.40.8 1.465619310.898738492.931238629.34875513(二)求不规则波的R vT/L 查表取值4.117.5681.2946366128.8 3.419999092 5.60655589 1.280.751≤m≤5E0.2-1v/(gd)^0.5查表取值0.5 4.54115218 1.290.750<m<1系数Kv 斜坡坡度m糙渗系数K △查表得H 5%/HH 5%查表得H 13%/HH 13%系数Kv 糙渗系数K △d(m)L(m)H 1%v T 斜坡坡度m 计算过程d(m)L(m)H 13%斜坡坡度m 糙渗系数K △d(m)L(m)H 2%斜坡坡度m 糙渗系数K △计算过程H/d 平均波高H(m)查表得H 1%/H H 1%H 2%H 13%查表得H 4%/H查表得H 5%/H H/d 平均波高H(m)查表得H 2%/H 查表得H 13%/H H 4%风速V 风区长度F(m)平均水深d(m)重力加速度g(m/s 2)计算过程平均波高H(m)波长公式右边1相互比较3.4199990917.56817.5684530.00045317.5680.14484634 4.1m上0.4m下0.4Z平台1.0630273Δm 0Z潮 5.31当Δm=0me0.4|dw|当Δm>0me 0.4dw 当Δm<0me 0.4dw 小值大值H/d-小值内插值0.10.21.56 1.510.044846341.537576830.8610.14200472.939524270.007447091.25383988 1.191.024594220.5 5.3111.56539942.939524270.001943721.243600090.910.781478270.30 5.31①th ①②sh ②1.465619310.898738492.931238629.348755131.942855742.939524270.871635142.515232343.12605939角度角度修正相对爬高R 0E0.5查表取值潮位1.4 1.65 1.35安全超高R 1R 1%不允许波浪爬高R 允许波浪爬高R 计算过程M (R 1)m R(M)M (R 1)m R(M)R 1波浪爬高RM (R 1)m R(M)R 1波浪爬高RH 5%备注:红色为自动计算,蓝色为查表,黑色为手动输入,虚线边框内为计算过程。
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。
波浪爬高计算-1
坝底高程,m 79.679.6水库淤积高程,m 80计算水位,m 97.2197.42风区末端水深,m 22.5坝址到风区末端河道比降1:m`17.094017117.42627351.基本数据基本风速W,m/s 34.523风区长度D,m 260260库区平均水深Hm ,m 9.6059.96坝前水深H, m 17.2117.42坝坡坡比m 22糙率及渗透系数KA 0.90.9风向与水域中线的夹角,度002.计算结果平均波高h2%,m 1.763950990.9601706平均波周长Tm ,s 5.894277184.3487205(初步计算值)平均波长Lm ,m 6.855806794.57053786平均波长Lm ,m 6.855806794.57053786hm/H 0.183649240.096402671、2、3级坝0.79100941(<0.1)0.43056976(<0.1)0.828146(0.1`0.2)0.45078431(0.1`0.2)4、5级坝 1.76395099(<0.1)0.83961104(<0.1)1.54863303(0.1`0.2)1.00524901(0.1`0.2)W/SQRT(gH)2.655181151.75941892Kw 1.22(查表填入)1.08(查表填入)1.14350337(m=1.5~5.0)0.609799(m=1.5~5.0)0R0(查表)0R0(查表)0(m<=1.25)0(m<=1.25)1.84(查表A.1.13填入)2.66(查表A.1.13填入)2.1040462(<0.1)1.62206525(<0.1)(0.1`0.2)(0.1`0.2)>0.3>0.3风雍水面高度e, m 0.005911770.0025338安全超高值A, m 0.5(查表填入)0.3(查表填入)最终结果坝顶超高 y, m 2.609957971.9245991水位97.21输入值97.42输入值要求坝顶高程99.81995899.3445991设计波浪hp5%波浪爬高Rm, m 波浪爬高Rp,5% m 正常运用非常运用波浪hm(均值)需要输入2.005。
波浪爬高计算表格
波浪爬高计算表格一、概述波浪爬高,又称波浪爬升或波浪越浪,是指波浪在接近海岸或结构物时,其波峰可能达到的最大高度。
这一参数对于海岸工程、港口设计、船舶安全等领域至关重要,因为它关系到海岸结构的稳定性、船舶的航行安全以及防洪堤的设计高度等。
通过计算波浪爬高,工程师们可以评估不同设计方案的适应性和安全性,从而作出更为合理的设计决策。
二、波浪爬高计算方法波浪爬高的计算涉及多个参数,如波浪高度、周期、水深、底坡、结构物形状等。
不同的计算方法和公式可能适用于不同的场景和条件。
以下是一种常用的波浪爬高计算方法,即基于Morison公式的计算方法。
Morison公式是一种经验公式,用于估算波浪在垂直结构物上的爬高。
其基本形式为:(R = K_1 \times H \times \left( \frac{H}{D} \right)^{K_2})其中:(R) 是波浪爬高(单位:米);(H) 是波浪高度(单位:米);(D) 是水深(单位:米);(K_1) 和(K_2) 是经验系数,其值取决于结构物的形状、底坡和其他因素。
三、波浪爬高计算表格以下是一个基于Morison公式的波浪爬高计算表格的示例:四、使用说明参数输入:根据具体的波浪条件和工程要求,在表格中输入相应的波浪高度、水深、经验系数等参数值。
计算:根据所选用的计算公式(如Morison公式),在表格中计算出相应的波浪爬高值。
结果分析:根据计算结果,分析波浪爬高在不同条件下的变化趋势,为工程设计和决策提供参考依据。
五、注意事项参数准确性:输入参数的准确性直接影响计算结果的可靠性,因此在实际应用中需要尽可能获取准确的波浪数据和工程条件。
公式适用性:不同的计算公式可能适用于不同的波浪条件和结构物形状,因此在选择计算公式时需要考虑实际情况的适用性。
安全考虑:波浪爬高计算是为了保证工程安全而进行的,因此在设计和决策时需要充分考虑安全因素,避免因计算结果偏低而引发安全隐患。
波浪爬高计算[优质ppt]
堤前种植红树林
草皮护面
栅栏板护面
四脚空心方块护面
插砌条石护面
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4. 本《规范》应用计算公式来源
通过对众多的公式进行了调研和比较计算,并 且和广东水科院、国内其他一些有关波浪爬高物 理模型试验成果进行对比分析,选用了现在推荐 的波浪爬高计算公式。
本《规范》推荐的公式主要有国家《堤防工程 设计规范》公式(计算上下均为斜坡、中间带平 台以及斜波作用时采用),海港水文规范公式 (单坡规则波及风作用下的不规则波)、原苏联 公式(0<m<1的单坡爬高)以及其它大学里的公 式(防浪林消波公式、插砌条石消波公式等)。
对爬高的研究,刚开始规则波研究相对较多,后对不 规则波的研究越来越多,爬高研究主要分为单坡和复 坡爬高两种类型。单坡上爬高计算方法,目前发展的 相对成熟,经验公式主要有钟可夫斯基公式、Hunf公 式、《堤防工程设计规范》中推荐公式、《海港水文 规范》中推荐公式、莆田公式、原苏联(92-60)规范 推荐公式等。我国在工程中应用较广泛的是《堤防工 程设计规范》公式、《海港水文规范》公式和莆田公 式;复坡上的波浪爬高计算公式主要有《堤防工程设 计规范》公式以及大工李玉成教授等建议的爬高公式 等。相比较之下,波浪在复杂断面上的爬高研究较少, 计算公式也不多,并且由于大多数公式都是在特定的 边界条件下结合试验研究成果或原型观测成果总结得 出的,计算成果差别较大。
6.5.5 对插砌条石斜坡堤,平面加糙率宜采用25
%,波浪爬高可按附录E第E.0.11条确定。
说明:插砌条石平面加糙率是指条石凸起加
糙面积与坡面总面积之比。
波浪爬高计算公式及附表
附录C 波浪计算C.1 波浪要素确定C.1.1 计算风浪的风速、风向、风区长度、风时与水域水深的确定,应符合下列规定:1 风速应采用水面以上10m 高度处的自记10min平均风速。
2 风向宜按水域计算点的主风向及左右22.5°、45°的方位角确定。
3 当计算风向两侧较宽广、水域周界比较规则时,风区长度可采用由计算点逆风向量到对岸的距离;当水域周界不规则、水域中有岛屿时,或在河道的转弯、汊道处,风区长度可采用等效风区长度Fe,Fe可按下式计算确定:式中ri——在主风向两侧各45°范围内,每隔Δα角由计算点引到对岸的射线长度(m);αi——射线ri与主风向上射线r0之间的夹角(度),αi=i×Δα。
计算时可取Δα=7.5°(i=0,±1,±2,…,±6),初步计算也可取Δα=15°(i=0,±1,±2,±3),(图C.1.1)。
图C.1.1 等效风区长度计算4 当风区长度F小于或等于100km 时,可不计入风时的影响。
5 水深可按风区内水域平均深度确定。
当风区内水域的水深变化较小时,水域平均深度可按计算风向的水下地形剖面图确定。
C.1.2 风浪要素可按下列公式计算确定:式中——平均波高(m);——平均波周期(s);V——计算风速(m/s);F——风区长度(m);d——水域的平均水深(m);g——重力加速度(9.81m/s2);tmin——风浪达到稳定状态的最小风时(s)。
C.1.3 不规则波的不同累积频率波高Hp与平均图C.1.1 等效风区长度计算波高之比值Hp/可按表C.1.3-1确定。
表C.1.3.1 不同累积频率波高换算不规则波的波周期可采用平均波周期表示,按平均波周期计算的波长L 可按下式计算,也可直接按表C.1.3-2确定。
表C.1.3.2 波长~周期~水深关系表L=f(T,d)续表 C.1.3.2C.1.4 设计波浪推算应符合下列规定:1 对河、湖堤防,设计波浪要素可采用风速推算的方法,并按本附录第C.1.2条计算确定。
用波浪理论计算浪的高度(经典可收藏)
用波浪理论计算浪的高度(经典可收藏)用第一浪测第三浪:
公式:
第三浪高点第一价格点=0.618*(第一浪高点-第一浪起动点)+第一浪高点
第三浪高点第二价格点=1.618*(第一浪高点-第一浪起动点)+第一浪高点
用一浪测第五浪:
第五浪高点第一价格点=1.618*(第一浪高点-第一浪起动点)+第一浪高点
第五浪高点第二价格点=2.618*(第一浪高点-第一浪起动点)+第一浪高点
实例:
用A浪测C浪:
公式:
C浪低点第一价格点=A浪低点-0.618*(A浪起动点-A浪低点)C浪低点第二价格点=A浪低点-1.618*(A浪起动点-A浪低点)。
水库大坝安全超高计算表
0.3898261
沿坝坡向板长 b
5
板的密度Pc
2.4
((m^2+1)^0.5 )/m
1.0577836
护坡厚度t
5
板的密度Pc
2.4
((m^2+1)^0.5 )/m
1.0577836
护坡厚度t
0.020544791
<0.1
累计频率为1% 的波高hp
0.6082415
沿坝坡向板长 b
5
板的密度Pc
2.4
((m^2+1)^0.5 )/m
1.0577836
护坡厚度t
0.037195733
<0.1
累计频率为1% 的波高hp
7.7290 过程计算
用条件
0.02 0.04
0.06 0.12
0.08 0.16
hm/H R/Rm
<0.1 1.84
0.1~0.3 1.75
>0.3 1.61
级别确定
砼护坡 1.732463604 0.313404173 0.00346867 0.084931217 0.020785181
4.9536 过程计算
二、安全加高值计算 1
三、波浪最大爬高计算 1 2
坝底高程(m) 51.5
水域平均水深Hm(m) 15.19
安全加高值A(m)
糙率渗透性系数K△ 经验系数Kw
**水库(现
①正常蓄水位+正
②设计洪水位+正
3 4 5 6 7 8 10 四、坝顶高程 1
波浪爬高与平均波浪爬高的比值(R/Rm) 坡度系数m=ctgα(α为坡角) 平均波高hm(m) 平均波周期Tm(s)
港口码头护岸波浪爬高计算
港⼝码头护岸波浪爬⾼计算⼀、设计条件(⼀)设计⽔位:设计⾼⽔位 2.46m设计低⽔位0.42m极端⾼⽔位 2.91m极端低⽔位-0.10m(⼆)设计波浪要素:H1% 6.7m风速UH4%0m重⼒加速度gH5% 5.8mH13% 5.1m平均波⾼H3m斜坡⽐m平均周期T13.8sL134.7m(三)系数:K1 1.24K2 1.029K3 4.98⼆、断⾯尺度确定(⼀)胸墙顶⾼程1、允许越浪的斜波堤,堤顶⾼程:堤顶⾼程宜在设计⾼⽔位以上不⼩于0.6倍的设计波⾼值。
堤坝顶⾼程=设计⾼⽔位+0.8H13%0.8= 6.54m2、对基本不越浪的斜波堤,堤顶⾼程:堤顶⾼程宜在设计⾼⽔位以上不⼩于1.0倍的设计波⾼值。
堤坝顶⾼程=设计⾼⽔位+1.20H13% 1.2=8.58m3、对堤顶设胸墙的斜波堤,胸墙堤顶⾼程:根据《防波堤设计与施⼯规范》(JTS154-1-2011)有关规定:(4.1.3.3胸墙顶⾼程=设计⾼⽔位+1.25 H13%=8.835m4、根据港⼝⼯程《海港⽔⽂规范》(JTS 145-2-2013)有关规定:按波浪爬⾼确定其胸墙顶⾼程,正向规则波的爬⾼按公式(1)设计⾼⽔位 2.46m取13%H 5.1mL134.7m建筑物前⽔深d 2.46m斜坡坡度m 1.51:m.与斜坡的m值有关的函数M1/m0.66666710.1364L/H26.411762πd15.456642πd/L0.114749th(2πd/L)0.114248爬⾼函数R(M)0.007485系数 1.09M3.322185.419系数-1.25(-1.25M)-12.6705exp:指数函数,exp(2)-- e的2次⽅exp(-1.25M) 3.14E-06相应对于某⼀d/L时的爬⾼最⼤值R1(m)0.566471K3 4.98K3/2 2.494πd30.913274πd/L0.229497sh(4πd/L)0.231517(4πd/L)/(sh(4πd/L))0.9912751+(4πd/L)/(sh(4πd/L)) 1.991275 K△=1,H=1m时波浪爬⾼(m)R1 1.236148K1 1.24K2 1.0290.432M 4.378927th(0.432M)0.999686R1(m)-K2-0.46253波浪爬⾼(m),从静⽔⾯算起,向上为正R2.963047K△0.47故按波浪爬⾼确定的胸墙顶⾼程为:设计⾼⽔= 5.423047(m) 2.462)极端⾼⽔位 2.91m故按波浪爬⾼确定的胸墙顶⾼程为:极端⾼⽔= 5.873047(m) 2.915、在风直接作⽤下,不规则波的爬⾼按下式计算:累积频率为1%的爬⾼R1% 3.89263mK△0.47与风速有关的系数KU1查表得K△=1,H=1m时波浪爬⾼(m)R1 1.236148mH1% 6.7mR2% 3.620146m故按波浪爬⾼确定的胸墙顶⾼程为:极端⾼⽔= 6.530146(m) 2.916、根据《堤防⼯程设计规范》(GB50286-98)有关规定:(6.3.1)堤顶⾼程=设计洪⽔位或设计⾼潮位+堤顶超⾼=10.89391(m) 2.917.9839141)当m=1.5~5.0时,按下式计算:堤顶超⾼Y=R+e+A=7.983914m设计波浪爬⾼R7.483914m设计风雍增⽔⾼度e0m安全加⾼A0.5m(可变量)堤防⼯程不允许越浪斜坡坡率m 1.51+m2 3.25(1+m2)1/2 1.802776堤前波浪的平均波⾼H3m堤前波浪的波长L134.7mHL404.1(HL)1/220.10224斜坡的糙率及渗透系数K△0.47经验系数Kv 1.02(可变量)gd24.1326(gd)1/2 4.912494V/(gd)1/20爬⾼累积频率换算系数Kp 1.4(可变量)(查表得)H/d 1.2195122)当m≤1.25时,按下式计算:堤顶⾼程=设计洪⽔位或设计⾼潮位+堤顶超⾼=7.839656(m) 2.91 4.929656堤顶超⾼Y=R+e+A= 4.929656m设计波浪爬⾼R 4.429656m设计风雍增⽔⾼度e0m安全加⾼A0.5m下,光滑不透⽔护⾯(K△=1)、H=1m时的爬⾼值(m)Ro 2.20m三、斜坡提堤顶越浪量计算p60《海港⽔⽂规范》(JTS148.2.4.1 本条所列公式宜符合下列条件:(1)2.2≦d/H1/3≦4.70.482353(2)0.02≦H1/3/Lpo≦0.100.037862(3)1.5≦m≦3.0 1.5(4)0.6≦b1/H1/3≦1.4 1.176471(5)1.0≦Hc/H1/3≦1.60.694118(6)底坡i≦1/25式中d 2.46建筑物前⽔深(m)H1/3 5.1mLpo134.7以谱峰周期Tp计算的深⽔波长(m)m 1.5斜坡坡度系数注:变量根据实际情况b16坡肩宽度(m)Hc 3.54堤顶在静⽔⾯以上的⾼度(m)i⽔底坡度1.33倍T Tp18.354谱峰周期(s)8.2.4.2 斜坡堤⽆胸墙时,堤顶的越浪量计算:gTP2m4957.0322πH1/332.04424(gTP2m)/(2πH1/3)154.6934(gTP2m)/(2πH1/3)1/212.43758LN() 2.520722m1/2 1.2247451.5/m1/2 1.224745d/H1/30.482353(d/H1/3)-2.8-2.31765((d/H1/3)-2.8)2 5.371488th()0.999957<> 2.224702Hc/H1/30.694118(Hc/H1/3)-1.7 1.860218(H1/3)226.01(H1/3)2/Tp 1.41713经验系数A0.035护⾯结构影响系数Ka0.4堤顶越浪量Q0.206966m3/m.s0m/s9.81m/s2深⽔波设计标准波⾼换算:深⽔波:堤前⽔深>半个波长处的波浪H 1%=2.42H 2.42H= 2.768595H 5%=1.95H 1.95H= 2.9743591.5H 13%=1.61H 1.61H= 3.167702堤顶⾼程对⽐分析允许越浪 6.54m基本不越浪8.58m堤顶设胸墙8.835m设计⾼⽔位 5.423047m极端⾼⽔位 5.873047m在风作⽤下 6.530146m堤防防洪10.89391m m=1.5~5.0堤防防洪7.839656m m﹤1.25设计波⾼值。
水库波浪爬高计算(土石坝、重力坝、拱坝)
参考规范:《碾压式土石坝设计规范 SL274-2001》计算风速W m/s18风区长度D m 6000水域平均水深Hm m 30坝迎水面前水深H m 45平均波高hm m #NAME?平均波周期Tm s #NAME?假设波长m 18.610计算波长m #NAME?平均波长Lm m 18.610水库所在地峡谷工程等级3级计算工况设计水位洪水位m 316.80计算方法官厅公式数据校核数据合理波高5%m 1.117平均波长Lm m 11.411平均波高hm m 0.573有效波高h14%m 0.917波高h1%m 1.387波高h5%m 1.117其他频率的波高查表P58,A1.8换算波高2%m 1.893平均波长Lm m 17.183gD/w2181.667波高5%m 1.117平均波长Lm m 11.411综合摩阻系数K 0.0000036风向与堤轴线法向量夹角β°0夹角弧度θ0风浪壅高e m 0.012断面型式单一坡率坡率m 3.001.80606.50土石坝波浪计算莆田鹤地官厅4.0K Δ0.8W/(gH)^0.5Kw 1.000斜坡坡率m 3.00R0m 波浪爬高R1m 0.647波浪爬高R2m #VALUE!波浪爬高R3m 1.214波浪爬高R'm 0.647K β1波浪平均爬高Rm m 0.647波浪爬高R1%m 1.443安全加高A m 0.700坝顶超高y m 2.154工况水位(m)波浪爬高R(m)风浪壅高E(m)安全加高A(m)设计水位316.80 1.4430.0120.700工况水位(m)波浪爬高R(m)风浪壅高E(m)安全加高A(m)成果#NAME?丘陵1级校核水位平原2级设计水位峡谷3级4级5级单一坡率复合坡率护坡板长b 0.5m t(mm)23坝顶超高y(m)所需坝顶高程(m)2.154318.95坝顶超高y(m)所需坝顶高程(m)砼或钢筋砼最小护坡厚度t。
波浪“爬高”的计算方法
作用于直立堤墙与桩柱的波峰高度对于波浪作用在建筑物上的高度,目前没有查到全面系统的解释与分类,哪位同仁查到可以分享一下。
不妨这样理解:波浪在行进过程中,当遇到水工建筑物之类的障碍物时,波浪能量传播受阻,大部分动能转化为势能,波面升高,达到的最高高度合称为“波浪作用在建筑物上的高度”。
当建筑物为斜坡堤,波浪爬升的最高垂直高度一般称为“波浪爬高”或“浪爬高”(比较形象有木有?);当建筑物为直立式堤防或墙体、桩基或墩柱时,一般称为“波峰面高度”或“波峰高度”。
波浪作用在建筑物上的高度与波浪要素及形态、相对水深、建筑物机构型式、坡率、渗透性、粗糙率(有时合计以渗糙系数考量)等等因素有关,非常复杂。
科研院所大多基于规则波(波形近似于正余弦波,波列中波要素相同的波浪),研制出一定适用范围内适用的半经验半理论计算方法,经实测资料验证后被《港口与航道水文规范》JTS145-2015、《堤防工程设计规范》GB50286-2013及各自前溯版本采用。
关于斜坡堤的波浪爬高计算,上述两本规范及各自前溯版本以附录形式或以明晰的条文集中列出,公式图表的表达相对系统且清晰,容易查算。
《电力工程水文技术规程》DL/T5084-2012也在电力勘测规程范围内首次增引《海港水文规范》JTJ213-98给出的斜坡堤浪爬高计算方法(DL/T 5084-2012附录D.2)。
然而,关于直立堤墙和桩柱的波峰高度的计算方法,分散于波浪对直墙式建筑物与波浪对桩基和墩柱的力学计算的条文内,许多情形下的计算公式没有以我们习惯采用的以设计波高的比值来给出,亦即公式表达不顾直观,图表也不够清晰,使用者不易查算,甚至误以为JTS145等规范没有这方面的内容。
在直立式堤防、码头、电厂直墙式岸边泵房(参见《大中型火力发电厂设计规范》GB50660-2011第17.4.5条文说明)以及近年来兴起的海上风电基础平台、升压站平台等的竖向布置中,常常以设计波高的比值来表示波峰高度,用作堤顶或建筑物±0m层设计标高时的总超高组成(与这类问题相关的电力条文的演化,且容水货另行整理成文,晚些时候奉上)。
波浪爬高计算公式及附表
附录C 波浪计算C.1 波浪要素确定C.1.1 计算风浪的风速、风向、风区长度、风时与水域水深的确定,应符合下列规定:1 风速应采用水面以上10m 高度处的自记10min平均风速。
2 风向宜按水域计算点的主风向及左右22.5°、45°的方位角确定。
3 当计算风向两侧较宽广、水域周界比较规则时,风区长度可采用由计算点逆风向量到对岸的距离;当水域周界不规则、水域中有岛屿时,或在河道的转弯、汊道处,风区长度可采用等效风区长度Fe,Fe可按下式计算确定:式中ri——在主风向两侧各45°范围内,每隔Δα角由计算点引到对岸的射线长度(m);αi——射线ri与主风向上射线r0之间的夹角(度),αi=i×Δα。
计算时可取Δα=7.5°(i=0,±1,±2,…,±6),初步计算也可取Δα=15°(i=0,±1,±2,±3),(图C.1.1)。
图C.1.1 等效风区长度计算4 当风区长度F小于或等于100km 时,可不计入风时的影响。
5 水深可按风区内水域平均深度确定。
当风区内水域的水深变化较小时,水域平均深度可按计算风向的水下地形剖面图确定。
C.1.2 风浪要素可按下列公式计算确定:式中——平均波高(m);——平均波周期(s);V——计算风速(m/s);F——风区长度(m);d——水域的平均水深(m);g——重力加速度(9.81m/s2);tmin——风浪达到稳定状态的最小风时(s)。
C.1.3 不规则波的不同累积频率波高Hp与平均图C.1.1 等效风区长度计算波高之比值Hp/可按表C.1.3-1确定。
表C.1.3.1 不同累积频率波高换算不规则波的波周期可采用平均波周期表示,按平均波周期计算的波长L 可按下式计算,也可直接按表C.1.3-2确定。
表C.1.3.2 波长~周期~水深关系表L=f(T,d)续表 C.1.3.2C.1.4 设计波浪推算应符合下列规定:1 对河、湖堤防,设计波浪要素可采用风速推算的方法,并按本附录第C.1.2条计算确定。
堤防工程设计波浪爬高分析与计算
2
鹤地水库公式和官厅水库公式均只能计算深
水风浪要素, 且仅反映风速与吹程对风浪要素的
影响, 没有考虑水深对风浪要素的影响, 对水库
2006年第 6 期( 第 24 卷 263 期)
东北水利水电
7
风浪要素值计算而言较为合适; 蒲田试验站公式
( 2) 波浪绕射变形。波浪绕射是由于防波堤后
和 SMB 法 公 式 不 仅 能 计 算 深 水 波 与 浅 水 波 的 风 波 能 横 向 传 递 引 起 的 。南 京 水 利 科 学 研 究 院 与 河
素见表 1。
表 1 波浪要素计算表
式给出的浅水关系, 均系根据线性波理论, 按以 下公式计算成果制作:
风向
N NNE EN EN E
吹程 F 平 均 计 算 平 均 平均波 波长 L
水深 d 风速 V 波高 H 周期 T
(m)
(m) (m/ s) (m)
(s)
(m)
2 460 7.63 7.89 0.16 1.79 4.98
!2
ricos !i Fe= i
!cos!i i
式 中 ri— 在 主 风 向 两 侧 各 45°范 围 内 , 每 隔△! 角 由计算点引 到对岸的 射 线 长 度 , m; △!—射 线 与 主 风 向 上 射 线 r0 之 间 的 夹 角 ( °) , !i= i·△!。 计 算
[收稿日期] 2005- 12- 12 [作者简介] 李 士 峰 ( 1963- ) , 男 , 黑 龙 江 省 明 水 县 人 , 高 级 工 程 师 , 主 要 从 事 水 利 工 程 规 划 设 计 工 作 。
风 场 要 素 主 要 包 括 风 速 、风 区 长 度 ( 吹 程 ) 、 风 时 。 对 于 有 限 风 区 ( 风 区 长 度 小 于 或 等 于 100 km) , 可 不 计 入 风 时 的 影 响 , 波 浪 的 成 长 主 要 取 决 于 水 面 风 速 、风 区 长 度 及 其 水 深 。
水库风浪爬高计算表(模板)
4级和5级坝 采用累积频 率为5%的爬 高值R5%
m--斜坡坡 率,m=ctga, a为斜坡坡 角(度)
hm --堤前波 浪的平均波 高(m)
K
0.9
W / gH
1.499
Kw=
风向与
垂直堤轴线 的法线的夹 角(度)
0.001
位置 防洪堤
风速 (m/s)
21
堤顶超高计算成果表
吹程 (m)
堤前水深 (m)
风壅高 e(m)
350
20
0.001
安全加高 A(m)
0.3
风浪爬高 (m)
0.707
双曲正切
1.02 hm/H= 0.010159
计算堤顶 超高(m)
1.008
Kp= 1.84 m= 2.5
Lm--堤前波 浪的波长 (m)
c.风壅水面 高e
e KW 2 D Cos 2 gH m
式中:e-计算点的风 壅水面高度 (m)
k-综合摩阴系 数,可取 k=3.6×10-6
W-设计风速, 按计算波高 的风速确 定;
D-风区长度 (m)
Hm-水域的平均 水深(m)
2H Lm
6.2482393
式中:hm--平 均波高,m
Tm-平均波周 期,s
Lm--平均波 长,m;
W--计算流 速,m/s
D--风区长 度,m
H--坝迎水 面前水深, m
b.风浪爬高 Rp
设计波浪爬 高值应根据 工程等级确 定,1级、2 级和3级坝 采用累积频 率为1%的爬 高值R1%,
波浪爬高计算公式及附表
附录C 波浪计算时间:2007-01-26 来源:作者:C.1波浪要素确定C.1.1计算风浪的风速、风向、风区长度、风时与水域水深的确定,应符合下列规定:1风速应采用水面以上10m高度处的自记10m i n平均风速。
2风向宜按水域计算点的主风向及左右22.5°、45°的方位角确定。
3当计算风向两侧较宽广、水域周界比较规则时,风区长度可采用由计算点逆风向量到对岸的距离;当水域周界不规则、水域中有岛屿时,或在河道的转弯、汊道处,风区长度可采用等效风区长度F e,F e可按下式计算确定:式中r i——在主风向两侧各45°范围内,每隔Δα角由计算点引到对岸的射线长度(m);αi——射线r i与主风向上射线r0之间的夹角(度),αi=i×Δα。
计算时可取Δα=7.5°(i=0,±1,±2,…,±6),初步计算也可取Δα=15°(i=0,±1,±2,±3),(图 C.1.1)。
图 C.1.1等效风区长度计算4当风区长度F小于或等于100k m时,可不计入风时的影响。
5水深可按风区内水域平均深度确定。
当风区内水域的水深变化较小时,水域平均深度可按计算风向的水下地形剖面图确定。
C.1.2风浪要素可按下列公式计算确定:式中——平均波高(m);——平均波周期(s);V——计算风速(m/s);F——风区长度(m);d——水域的平均水深(m);g——重力加速度(9.81m/s2);t m i n——风浪达到稳定状态的最小风时(s)。
C.1.3不规则波的不同累积频率波高H p与平均图 C.1.1等效风区长度计算波高之比值H p/可按表 C.1.3-1确定。
表 C.1.3.1不同累积频率波高换算不规则波的波周期可采用平均波周期表示,按平均波周期计算的波长L可按下式计算,也可直接按表 C.1.3-2确定。
表 C.1.3.2波长~周期~水深关系表L=f(T,d)续表 C.1.3.2C.1.4设计波浪推算应符合下列规定:1对河、湖堤防,设计波浪要素可采用风速推算的方法,并按本附录第 C.1.2条计算确定。
复式断面斜坡堤的波浪爬高计算
复式断面斜坡堤的波浪爬高计算
复式断面斜坡堤是一种常见的防护工程,其原理是利用波浪的定常爬高特性,
沿斜坡截面设置完整的空间连续变形结构,使波浪反射中位于沿坡线断面上的部分波浪爬高,形成分段连续和可调节的防护工作面。
斜坡堤防护效果受到几何尺寸参数的影响,其中波浪爬高尤为重要,这也是复式断面斜坡堤的计算方法的重点。
复式断面斜坡堤的波浪爬高计算,要综合斜坡结构的几何尺寸特征、波浪速度
及斜坡坡度,根据相关的理论函数来计算和估算波浪爬高的高程。
换言之,复式断面斜坡堤的波浪爬高计算就是要求波浪以多区段的连续斜坡抬升,并根据几何标定参数特征分析,各断面之间的爬高及抬升高度,从而得出堤防整体防护程度。
此外,复式断面斜坡堤的波浪爬高计算,其计算结果受各种因素影响,例如斜
坡的几何形状参数、波浪的加速度及波谱类型、斜坡坡度,以及堤防的可控程度等。
因此,在实际计算中,要综合各种实际测量值,如波涛的形状参数、波浪的加速度及波谱类型,并结合项目的具体情况,紧密配合计算,以保证计算结果的准确性,同时可根据波浪爬高计算结果优化结构形状参数,提高斜坡堤的防护程度。