波浪爬高计算
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[优质ppt]
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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。
不规则波作用下波浪爬高计算方法
不规则波作用下波浪爬高计算方法陈国平;王铮;袁文喜;陈佳【摘要】通过物理模型试验,研究了不规则波作用下光滑不透水单坡和复坡上的波浪爬高,分析了主要影响因素波陡、坡度、波浪入射角、平台宽度和高程对波浪爬高的影响规律,得到了海堤结构波浪爬高的计算公式及其不同累积率换算关系,并提出了多级平台海堤断面波浪爬高计算方法,可适用于复杂海堤断面的爬高计算,与40多个实际工程的模型试验结果对比,具有较好的计算精度,可供工程设计参考.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2010(000)002【总页数】8页(P23-30)【关键词】波浪爬高;斜向波;复坡【作者】陈国平;王铮;袁文喜;陈佳【作者单位】河海大学交通学院海岸灾害与防护教育部重点实验室,江苏,南京,210098;河海大学交通学院海岸灾害与防护教育部重点实验室,江苏,南京,210098;浙江省水利水电勘察设计研究院,浙江,杭州,310002;河海大学交通学院海岸灾害与防护教育部重点实验室,江苏,南京,210098【正文语种】中文【中图分类】TV139.2+5波浪行进堤岸时，水体沿堤坡斜面上爬高程与静水高程之差称为波浪爬高。
在海塘、防波堤以及护岸工程设计中均由波浪爬高来确定堤顶高程，它直接影响着工程的安全和造价，因此研究波浪的爬高具有重要的实用价值。
从20世纪30年代开始研究波浪爬高问题以来，国内外对爬高的试验研究非常多，相应计算爬高的公式不下数十种[1-8]。
目前我国常用的爬高计算公式有：《海港水文规范》[1]、《堤防工程技术规范》[2]、《浙江省海塘工程技术规定》[3]，欧美国家采用荷兰学者J.W.van der meer[4]的方法。
由于海堤结构的多样性，波浪与建筑物相互作用过程十分复杂，因此，现有计算方法存在着诸多不足，提供的经验公式使用条件比较局限，各家公式计算结果差异较大，其计算值与实际值偏差甚远，造成了海堤堤顶高程设计较大偏差。
因此，进一步研究单坡上不规则波浪爬高仍是十分必要的。
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）。
水利工程设计常用计算公式
水利常用专业计算公式一、枢纽建筑物计算1、进水闸进水流量计算：Q=B0δεm(2gH03）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＝流量公式Q＝Au＝A流量模数K＝A式中：C—谢才系数，对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定,即C＝R—水力半径（m）；i—渠道纵坡；A—过水断面面积（m2)；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=式中：△x—-流段长度（m）；g——重力加速度（m/s²)；h1、h2——分别为流段上游和下游断面的水深（m）;v1、v2——分别为流段上游和下游断面的平均流速（m/s）;a1、a2——分别为流段上游和下游断面的动能修正系数；-—流段的平均水里坡降，一般可采用或式中：h f——△x段的水头损失（m）；n1、n2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数，当壁面条件相同时，则n1=n2=n；R1、R2——分别为上、下游断面的水力半径(m)；A1、A2—-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（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：5、前池虹吸式进水口的设计公式（1）吼道断面的宽高比：b0/h0=1。
5—2.5；（2）吼道中心半径与吼道高之比:r0/h0=1.5—2。
5;（3）进口断面面积与吼道断面面积之比：A1/A0=2-2。
5；（4）吼道断面面积与压力管道面积之比:A0/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：式中：—前池内正常水位与最低水位之间的高差（m）;h0—吼道断面高度（m）；—从进水口断面至吼道断面间的水头损失（m）;—因法向加速度所产生的附加压强水头（m）。
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。
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 。
水利工程设计常用计算公式
水利常用专业计算公式一、枢纽建筑物计算1、进水闸进水流量计算：Q=B0δεm(2gH03）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＝流量公式Q＝Au＝A流量模数K＝A式中：C-谢才系数,对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定,即C＝R—水力半径（m）；i—渠道纵坡；A—过水断面面积（m2）；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=式中：△x——流段长度（m）；g——重力加速度（m/s²）；h1、h2—-分别为流段上游和下游断面的水深（m)；v1、v2—-分别为流段上游和下游断面的平均流速（m/s）；a1、a2—-分别为流段上游和下游断面的动能修正系数；-—流段的平均水里坡降,一般可采用或式中：h f——△x段的水头损失（m）;n1、n2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数，当壁面条件相同时,则n1=n2=n;R1、R2——分别为上、下游断面的水力半径（m）；A1、A2-—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（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：5、前池虹吸式进水口的设计公式(1）吼道断面的宽高比：b0/h0=1.5-2.5；（2）吼道中心半径与吼道高之比:r0/h0=1.5—2.5；（3）进口断面面积与吼道断面面积之比：A1/A0=2-2.5;（4）吼道断面面积与压力管道面积之比：A0/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：式中：-前池内正常水位与最低水位之间的高差（m)；h0—吼道断面高度（m)；—从进水口断面至吼道断面间的水头损失(m）；—因法向加速度所产生的附加压强水头（m)。
算例1
R1 = 1.24th(0.432M ) + [( R1 ) m − 1.029]R ( M )
其中：
1 L 2πd M= H th L m 1%
1/ 2
1/ 2
−1/ 2
＝
1 43.9 2× 3.14 × 3.15 th 3 1.73 43.9
gd 前
2 算例2 算例2 某海堤按单坡设计，坡度m=0.5，波浪要素 某海堤按单坡设计，坡度m=0.5，波浪要素 与算例1 与算例1相同，试计算其爬高值。 分析：符合公式E.0.3的计算条件。 分析：符合公式E.0.3的计算条件。 RF=K△KVR0H1%KF 首先确定R 值，堤前水深d=3.15m<2× 首先确定R0值，堤前水深d=3.15m<2×1.73 ＝3.46m，R0按图J.0.5括号中波坦确定。 3.46m， 按图J.0.5括号中波坦确定。 L/H1%=43.9/1.73=25.4，m＝0.5，内插表 =43.9/1.73=25.4， 0.5，内插表 E.0.3- 可得R E.0.3-2可得R0≈1.4。 K△ 根据表E.0.1取0.9，V/ gd前 根据表E.0.1取0.9， =39.8/5.56=7.16>5，所以 =39.8/5.56=7.16>5，所以 KV 取1.30。 1.30。
、 式中R 式中R1为 K∆ =1 H =1m 时的爬高（m）.计 时的爬高（m 算时波坦取为 L / H1% ，L是指平均波周期对 应的波长。
R1 =1.24th(0.432M) + [(R1 )m −1.029]R(M)
计算R 需计算M R(M)、th()、 计算R1，需计算M、R(M)、th()、(R1)m，按照 E.0.1进行计算。 E.0.1进行计算。
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。
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4. 本《规范》应用计算公式来源 规范》
通过对众多的公式进行了调研和比较计算，并 通过对众多的公式进行了调研和比较计算， 且和广东水科院、 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， 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。 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 规范》推荐的公式主要有国家《 设计规范》公式（计算上下均为斜坡、 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 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 （单坡规则波及风作用下的不规则波）、原苏联 公式（ 的单坡爬高） 公式（0<m<1的单坡爬高）以及其它大学里的公 的单坡爬高 防浪林消波公式、插砌条石消波公式等）。 式（防浪林消波公式、插砌条石消波公式等）。
波浪爬高计算
1. 波浪爬高的概念
R
静 静 静
R
o d
l m
x
波浪爬高示意图
2. 计算波浪爬高的意义和本节编制过程
（1）合理的确定波浪爬高是合理确定堤顶高程 ） 的一个很重要的因素， 的一个很重要的因素，爬高计算成果直接影响 到工程的安全和投资。 到工程的安全和投资。 （2）影响波浪爬高的因素多（主要有水深、坡 ）影响波浪爬高的因素多（主要有水深、 面糙度系数，斜坡值，波高，波坦L/H、浅水度 面糙度系数，斜坡值，波高，波坦 、 d/L，海堤坡度、平台宽度、平台上水深等，风 ，海堤坡度、平台宽度、平台上水深等， 浪爬高还涉及到风速、吹程等要素），因此， ），因此 浪爬高还涉及到风速、吹程等要素），因此， 爬高的确定比较复杂。 爬高的确定比较复杂。
由于各家公式的确定是在大量试验或原型观测 的基础上得来的，会受到特定环境的限制， 的基础上得来的，会受到特定环境的限制，因 各家公式的计算结果差别较大， 此，各家公式的计算结果差别较大，在编制本 规范》的过程中， 《规范》的过程中，编制人员通过对各家公式 进行计算比较， 进行计算比较，并结合国内对爬高公式应用的 实际情况，经综合比较及多次修改， 实际情况，经综合比较及多次修改，选择出了 应用相对较成熟、应用范围相对较广、 应用相对较成熟、应用范围相对较广、成果相 对合理的公式作为本《规范》推荐公式。 对合理的公式作为本《规范》推荐公式。
波浪爬高计算正文解释
6.5.1海堤工程的波浪爬高计算应采用不规则波要素 海堤工程的波浪爬高计算应采用不规则波要素 作为计算条件，计算应取堤脚前约1/2波长处的波浪 作为计算条件，计算应取堤脚前约 波长处的波浪 要素，当堤脚前滩涂坡度较陡时， 要素，当堤脚前滩涂坡度较陡时，应取靠近海堤堤脚 处的波浪要素。堤前波浪要素应按第6.1节 处的波浪要素。堤前波浪要素应按第 节～6.4节的 节的 规定计算确定。 规定计算确定。 说明：堤脚前约1/2波长处、坡度较陡时取靠近海 堤堤脚位置 6.5.2 波浪爬高应根据海堤实际断面特征，经合理分 波浪爬高应根据海堤实际断面特征， 析或概化，按附录E相应的计算公式确定 相应的计算公式确定。 析或概化，按附录 相应的计算公式确定。
6.5.3 对1级～3级或断面几何外形复杂的重要海 级 级或断面几何外形复杂的重要海
堤，波浪爬高值宜结合模型试验确定。 波浪爬高值宜结合模型试验确定。
6.5.4 对堤前滩地植有防浪林的海堤，应先确定 对堤前滩地植有防浪林的海堤，
防浪林消波后的堤脚前波高， 防浪林消波后的堤脚前波高，再计算波浪爬高 防浪林的消波系数可按附录E第 值。防浪林的消波系数可按附录 第E.0.10条确 条确 定。
3 本《规范》爬高计算分类 规范》
按海堤 单一坡度 海堤坡度0 < m < 1 上下均为斜坡，中间带 平台 复式坡（复坡） 下部为斜坡，上部为陡 墙 带防浪墙的单坡式
按海堤堤前情况分类： 按海堤堤前情况分类： （1）普通情况； ）普通情况； （2）海堤堤前设有潜堤； ）海堤堤前设有潜堤； （3）海堤堤前种植有防浪林； ）海堤堤前种植有防浪林； （4）海堤堤前有压载（镇压平台）。 ）海堤堤前有压载（镇压平台）。 按海堤堤面情况分类： 按海堤堤面情况分类： （1）糙渗系数； ）糙渗系数； （2）有加糙插砌条石的波浪爬高计算。 ）有加糙插砌条石的波浪爬高计算。
受红树林 保护的海 堤安然无 恙
恩平市政府遂群众所 愿：竖起警示牌保护 红树林
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
6.5.5 对插砌条石斜坡堤，平面加糙率宜采用 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 第 条确定。 ％，波浪爬高可按附录E第E.0.11条确定。 波浪爬高可按附录 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。 糙面积与坡面总面积之比。
2003年伊布都台风后， 年伊布都台风后， 年伊布都台风后 没有受红树林保护的海 堤被冲得千疮百孔
对爬高的研究，刚开始规则波研究相对较多， 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， 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， 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、 相对成熟，经验公式主要有钟可夫斯基公式、Hunf公 公 堤防工程设计规范》中推荐公式、 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（ 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《 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》 程设计规范》公式、《海港水文规范》公式和莆田公 复坡上的波浪爬高计算公式主要有《 式；复坡上的波浪爬高计算公式主要有《堤防工程设 计规范》 计规范》公式以及大工李玉成教授等建议的爬高公式 相比较之下，波浪在复杂断面上的爬高研究较少， 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， 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。 出的，计算成果差别较大。