冲刷、波浪要素及安全超高计算

gd50
s
( HO d50
1
)7
UC
H0 d50
0.14
17.6 s
d50
10 H
0.000000605
d 0.72 50
0
式中：
hs---局部冲刷深度（m),从水面起算； HO---冲刷处的水深（m),以近似设计水位最大深度代替；
VCP---平均流速（m/s）； V----行进速度； VC---泥沙启动速度；
河 段 的 平 均 局 部 水 头 损失 系 数 ；
L 上 下 游 相 邻 两 端 面 间 距。
已知下游初始断面的流量、水位，根据断面数据，流量 段向上游计算断面水位。
2、起始水位计算 起始断面水位~流量关系按曼宁公式计算：
Qi
1 ni
21
ARi3 J 2
式中：n-河床糙率； A-过水断面面积，m2;
d50---床沙的中值粒径； n---与防护岸坡在平面上的形状有关，一般取1/4-1/6；
---水流流速不均匀系数，根据水流流向与岸坡交角a查表。
S、 - - - 泥沙和水的容重（ kN / m3 )。
桩号 K0+182.1 K0+14Fra Baidu bibliotek.1 K0+102.1 K0+062.1 K0+000.0
洪峰流量 2106.92 2106.92 2106.92 2106.92 2106.92
J-水面比降（‰）。
过水断面面积A(m2) 水力半径R（m) 水位（m) 流量（m3/s)
222 2
39.46666667
22.3 25.2
629.3952
冲刷计算(顺坝及平顺护岸冲刷深度计算)
提防冲刷采用《堤防工程设计规范》（GB5028
hs
H
O
[(VCP VC
)n
1]
2 VCP V 1
VC 1.08
2 细沙
3 沙粘土、中砂
4 粗砂
5 粘土
0.4
0.6
0.8
1
粘性土的当量粒径值
空隙比
空隙体积/土壤体积 0.9-1.2 0.6-0.9
干容重（kN/m3)
11.76 11.76-15.68
0.3-0.6
15.68-19.60
20。 1.25
0.2-0.3
19.60-21.07
水流流速不均匀系数
30。
1.286883119
2.096295055
非淹没丁坝冲刷深度计算
重力加速度g
θ
9.81
行近流速U
4.82
54.00
行近水流水深H0
6.47
数据输入区域
k1
k3
0.88
(Um Uc)0.75 gHO
1.03
1.00
0.08
LD H0
1.12
公式 计 算 区
冲刷深度hs
23.78
冲刷深度hs
24.60
40。
1.50
1.75
粘性土当量粒径 （cm) 粘土及重念壤土 1 4
8 10
50。 2.00
6 圆砾 1.2
7 卵石 1.5
8 漂砾
2
粘土及重念壤土 1 4
8 10
轻粘壤土 0.5 2
8 10
黄土 0.5
2
3 6
60。 2.25
70。 2.50
80。 2.75
90。 3.00
冲刷深度计算表
1、设计洪水位的推求方法 水面线按河道恒定均匀流能量守恒连续方程，公
z1
1 v 12 2g
z2
2
v
2 2
2g
Q2 K2
L
(
v
2 2
2g
v
2 1
)
2g
式中：
z1、v1 上 游 断 面 水 位 、 流 速 ； z2、v2 下 游 断 面 水 位 、 流 速 ； 1、2 上 下 游 断 面 的 动 能 修 正系 数 ； K 上 下 游 断 面 之 间 的 平 均流 量 模 数 ；
守恒连续方程，公式如下：
v12 ) 2g
； ；
据断面数据，流量，逐 。 公式计算：
； 积，m2;
‰）。
糙率n 比降J
0.045 0.012
起始断面水位~流量关系表
0
0
0
刷深度计算)
计规范》（GB50286-2013）附录D.2.2平行于岸坡水流冲刷经验公式进行计算
1
)7
10 H
00605
d 0.72 50
水的容重
9.80
河宽B
118.00
k2
1.34
H0 d50
0.14
1.93
最大流速Um
9.92
泥沙启动流速UC
2.02
泥沙启动流速UC
1.65
非淹没丁坝冲刷深度计算公
hs HO
2.80k1k2k3
U
m UC gH0
0.75
LD H0
0
k1
90
0.346
D.2.1
k3 e0.07m D.2.1 3
性与砂质河床 ；
长江科学院的启动公式（D.2.1- 6）。
流量关系表
0
0
0
刷经验公式进行计算
序号 土类 不允许流速Vc(m/s)
1 淤泥 0.2
土性质
不密实 中等密实
密实 很密实
ɑ
≤15。
η
1.00
斜冲深度（m)
护岸形式
中值粒径d50 0.06
泥沙容重rs 20
水容重r 9.8
0
允许不冲流速Vc取值
Um
1.0
4.8
LD B
U
D.2
UC
H0 d50
0.14
17.6 s
d50
0.000000605
1
UC 1.08
gd50
s
H0 d50
7
式中：
hs 冲刷深度（m）; k1、k2、k3 丁坝与水流方向的交角、守护段的平
式中：
hs 冲刷深度（m）; k1、k2、k3 丁坝与水流方向的交角、守护段的平 及丁坝坝头的坡比对冲刷深度影响的修正系数。位于
0
最大深度代替；
般取1/4-1/6； 与岸坡交角a查表。
平均流速（m)
深泓水深（m）
顺冲深度（m)
6.95
5.45
2.12
7.35
4.68
1.93
6.78
4.86
1.88
6.16
4.76
2.16
6.54
4.7
2.1
顺坝及平顺护岸冲刷深度计算
行近水流速度V
重力加速度g
6.78
1.5
6.54
8.136
刷深度计算公式 :
C
0.75
LD H0
0.08
D.2.1 1
6
D.2.1 2
结果输出区
D.2.1 3
LD U D.2.1 4
B
10 H
0.000000605
d 0.72 50
0
D.2.1 5
1
H0 d50
7
D.2.1 6
角、守护段的平面形态
角、守护段的平面形态 的修正系数。位于弯曲凹 或顺直段的单丁坝，k2 1.00；
岸的单丁坝，k2 1.34;位于过渡段或顺直段的单丁坝 m 丁坝坝头坡率； Um 坝头最大流速（m/s)； U 行近流速（m/s)； LD 丁坝的有效长度（m）； B 河宽（m）； UC 泥沙启动流速（m/s）, 对于黏性与砂质河床 可采用张瑞谨公式（D.2.1 5）计算； d50 床砂的中值粒径； H0 行近水流水深（m）； s、 泥沙与水的容重（kN/m3）; g 重力加速度（9.81m/s2 )。 注：对于卵石的启动速度，可采用长江科学院的启动
桩号 K0+182.1
洪峰流量
K0+142.1
K0+102.1 K0+062.1 K0+000.0
冲刷深度计算表
平均流速（m) 深泓水深（m）
顺冲深度 （m)
斜冲深度 （m)
护岸形式
计算项目 输入值
平均流速VCP 泥沙启动速度VC 局部冲刷深度hs
中值粒径d50
0.06
d500.72
0.13
坝头坡率m 0.15
( s )
1.04
最大水深H0(m)
n
4.7
0.2
泥沙容重
20.00
有效长度LD
26.00
e0.07m
1.00
1
H0 d 50
7
1.95
斜冲岸坡非淹没丁坝冲刷深