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。

河道堤防冲刷深度计算（新计算）

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。

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.水流斜冲防护岸坡长生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）。

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
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

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。

堤防工程基础冲刷深度计算问题

大片防护林带。讨赖河市区段防洪堤
工程河道治理长度３５ｋ河道平均．ｍ，
面起算：如从冲刷处滩面算起，ｈ＝则Ｂ
平时水小。床长期在造床流量作用河下易使河相发生变化。河流曲状蜿
比降ｌ‰ ，１防洪标准为５０年一遇，相
２１．２中国水利０２１
表１堤防平顺段冲刷深度计算表（０年一遇洪水）５
（堤防工程设计规范》《附录Ｄ公式）断面
ＨＤ０５ＨＤ０６ＨＤＯ７ＨＤ０８ＨＤ０９ＨＤ１ＯＨＤ１１ＨＤ１２ＨＤ１３ＨＤ１４ＨＤ１５ＨＤ１６ＨＤ１７ＨＤ１８
２０１２Ｏ１
２Ｏ１
１３－３１１．４
１３．４
３６．５３９Ｏ
．
２４．６２７．４２－７３２６．２２５１
．
３６１
．
ＨＤ１５ＨＤ１４ＨＤ１３ＨＤｌ２ＨＤ１ｌＨＤ１ＯＨＤ０９８８４
深度计算。
水流平行于岸坡产生的和中小河流治理” 。近年，地中小各河流治理特别是以防洪堤和河道治理项目为主的工程建设蔚然成风。笔
者主持或参与了多个区内此类项目
《防工程设计规范》（Ｏ８ — 堤ＧＢ５２６
１９）录Ｄ中公式（２２１进行计９８附Ｄ． — ）．

河道抗冲能力计算,渗流计算,堤防沉降计算-(个人例子分享3)

1.4 河道抗冲能力计算
河道护岸堤脚处基质多为淤泥，需要进行防冲计算。

本次选取各个河段进行冲刷深度进行计算。

水流对平顺护岸的冲刷深度按下式计算：
式中：h s——局部冲刷深度（m）；
H0——冲刷处的水深（m），平均取6.0m；
U c——床面上泥沙的起动流速（m/s），采用张瑞瑾公式计算为
1.45 m/s；
n——与防护岸坡形状有关的系数，取n=0.20；
——近岸垂线平均流速（m/s），按下式计算：
p
式中：U——行进流速（m/s），根据规模章节数据藤桥、下岸取2.55 m/s；垟岸、方隆、坎上取1.98 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查表求得；取η=1.50；
表1-5 冲刷深度计算成果表
依据计算结果，本工程水下边坡及坡脚均设置10cm厚预制联锁砼块进行防护，抗冲刷流速达4m/s，能满足本工程要求。

1.5 渗流计算
根据地质勘探资料和设计水位资料，本工程大部分堤段堤基土上覆粉质粘土、淤泥及淤泥质土天然铺盖，土层较厚，分布广泛连续，属微透水性，在低水头情况下，堤基不存在渗漏及渗透稳定问题。

1.6 堤防沉降计算
因本工程新建堤防相对于现状地面加高不多，大多只有1m～2m 左右，本阶段不再进行堤防沉降计算，仅考虑堤顶预留沉降20cm。

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。

冲刷深度

4.4.4 护岸冲刷深度计算蹦河河床多为砂砾石，建堤后，改变了原河槽流态，其流速超过了河床的允许流速，将对堤脚产生冲刷。

需设置护脚防止堤冲刷破坏。

护脚埋深的计算，选择不同的代表断面，计算10年一遇冲刷深度。

采用《水力计算手册》所列公式计算。

⑴水流平行于岸坡产生的冲刷可按下式计算：h B=h P×[（V cp/V允）n－1]式中：h B ——局部冲刷深度（m）；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=Q/A=2.25 m/s；V允——河床面上允许不冲流速（m/s），按地质条件确定V允=1.05；n ——与防护岸坡在平面上的形状有关，一般取n=1/4；计算结果h B=0.11m。

t ——护脚在冲刷线以下超深t=0.5m。

（2）水流斜冲防护岸坡生产的冲刷按下式计算：△h p={(23tan(α/2)V j2)/(1+m2)0.5*g}-30d式中：△h p——从河底算起的局部刷深度（m）；α——水流流向与岸坡交角，α=60°；m——护岸迎水坡边坡系数；d——坡脚处土壤计算粒径，取d=3cm；V j——水流偏斜时，水流局部冲刷流速，V j=Q1/B1H1*[ (2β/(1+β) ]。

Q1——通过河滩部分的设计流量；B1——河滩宽度，从河槽边缘至坡脚距离；B1=70mH1——河滩水深；取H1=6mβ——水流流速分配不均匀系数，与α有关，通过查表查得。

通过计算右岸顺坝的冲刷深度△h p=0.8m，t=0.5m见表4-2。

表4-2 护脚冲刷深度计算表（单位：米）为解决冻胀问题，根据已确定的水利坡度和计算的冲刷深度确定：浆砌石坝基础埋深1.5米，0+000断面～0+800断面总坝高为2.5 m，地面以上1.0 m，地面以下1.5m。

通过计算和现场踏勘，确定在桩号0+200～0+500段浆砌石坝脚设置石笼水平铺盖，长300米，宽4米，深0.6米。

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。

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。

河堤岸冲刷深度计算

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.水流斜冲防护岸坡长生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）。

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

河道堤防冲刷深度计算(新计算)