土石坝坝顶高程的计算

3 风（浪1要）素对于（丘平陵均、波平高原h地m及区平水均库波，长当WL<m）26.的5m确/s定、D<7500m时，波浪的波高和平均波长可采用鹤地水库公式计
算，即按 规范附录A公式（A.1.6-1）、（A.1.6-2）：
gh2%
1
= 0.00625W 6 (
gD )
1 3
............................(A.1.6
4、5级大坝采用累积频率为5%的爬高值R5%。 规范表A.1.13 不同累积频率下的爬高与平均爬高比值（Rp/Rm）
P(%)
1
5
e(m) 0.0045 0.0044 0.0019
hm/H <0.1
0.1～0.3 >0.3
1
2.23 2.08 1.86
5
1.84 1.75 1.61
水 位（m） 正常蓄水位 设计洪水位 校核洪水位
风区长度D(m): 855.5 2.3 其他参数
大坝级别: 3 上游坝坡护面类型代码: 4
正常蓄水位时坝迎水面前水深H(m 设计洪水位时坝迎水面前水深H(m 校核洪水位时坝迎水面前水深H(m
正常蓄水位情况Hm(m 设计洪水位情况Hm(m 校核洪水位情况Hm(m
大坝上游坝坡 综合摩阻系数
3 风浪要素（平均波高hm及平均波长Lm）的确定
W………计算风速(m/s)
正常蓄水位时W= 24
正常蓄水位时gD/W
设计洪水位时W= 24
设计洪水位时gD/W
校核洪水位时W= 16 水 位（m）
校核洪水位时gD/W
波高h及平均波长Lm
波 高 h（m）
平均波长Lm（m）
正常蓄水位
0.837
9.05
设计洪水位 校核洪水位
0.837 0.504
式中：
m………………………单坡的坡度系数，m= 2.47
K△……………斜坡的糙率渗透性系数,K△= 0.8
KW……………斜坡的糙率渗透性系数,根据W/(gH)1/2的值按规范表A.1.12-2用内插法确定
系数KW计算成果表
水 位（m）
W/(gH)1/2
系数KW
正常蓄水位
1.7
1.044
设计洪水位
风浪要素计算成果表
平均波高hm（m）
平均波长Lm（m）
0.683
8.655
0.683
8.655
0.372
5.770
4 设计波浪爬高R的确定
（1）按规范A.1.12条，当上游坝坡为单坡且m=1.5～5时，平均爬高Rm按公式(A.1.12-1)计算：
Rm =
KDKw 1+ m2
hm Lm
…………(A.1.12-1)
1.524 0.829
8.655 5.770
（2）按规范附录A.1.7及A.1.8条的规定，根据gD/W2和hm/Hm值的范围可按规范表A.1.8求取平均波高hm：
规范表A.1.8 不同累积频率下的波高与平均波高比值（hp/hm）
P(%)
hm/Hm <0.1
0.1～0.2
0.1
2.97 2.82
e
A
y
正常蓄水位 设计洪水位 校核洪水位
1.699
0.0045
0.7
1.699
0.0044
0.7
0.986
0.0019
0.4
2.404 2.403 1.388
7 坝顶高程（或防浪墙顶）确定
(1)按规范5.3.3条，坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，应按下列运用条件，取其大值：1 设计洪水位 加正常运用条件的坝顶超高；2 正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高；3 校核洪水位加非常运用条件的坝顶超 高； (2)按规范5.3.4条，当坝顶上游侧设有防浪墙时，坝顶超高可改为对防浪墙顶的要求。但此时在正常运用条件
设计爬高R计算结果表
大坝级别
hm/H
5
#VALUE!
3
#VALUE!
3
0.012
平均爬高Rm #VALUE! #VALUE! 0.376
5 风壅水面高度e的确定
按规范A.1.10条，风壅水面高度按公式(A.1.10)计算：
e = KW 2 D cos b 2gH m
……………(A.1.10)
W………计算风速(m/s) 16
正常蓄水位时W= 24
正常蓄水位时gD/W2=
设计洪水位时W= 24
设计洪水位时gD/W2=
校核洪水位时W= 16
校核洪水位时gD/W2=
波高h2%及平均波长Lm
水 位（m）
波 高 h2%（m）
平均波长Lm（m）
正常蓄水位
1.524
8.655
设计洪水位 校核洪水位
P(%)
hm/Hm <0.1
0.1～0.2
1
2.42 2.3
5
1.95 1.87
水位（m） 正常蓄水位 设计洪水位 校核洪水位
gD/W2 气象参数不适合! 气象参数不适合！
20～250
假设hm/Hm <0.1 <0.1 <0.1
平均波高hm 根据假设求的hm（m）
气象参数不适合！ 气象参数不适合！
0.258
下，坝顶应高出静水位0.5m；在非常运用条件下，坝顶应不低于静水位。
坝顶高程计算成果表
计算情况
水库静水位(m)
项 目
坝顶超高y(m)
坝顶高程(m)
正常蓄水位
118.00
2.404
120.40
设计洪水位
119.33
2.403
121.73
校核洪水位
120.13
1.388
121.52
结论：坝顶上游侧设0.8m高的防浪墙，墙顶高程为 121.8
9.05 6.03
（2）按规范附录A.1.7及A.1.8条的规定，根据gD/W2和hm/Hm值的范围可按规范表A.1.8求取平
值（hp/hm）
hm（m） 0.683 0.683 0.372
.12-1)计算：
内插法确定
Rm 0.762 0.762 0.442 用累积频率为1%的爬高值R1%，
规范表A.1.8 不同累积频率下的波高与平均波高比值（hp/hm
水 位（m）
W/(gH)1/2
系数KW
正常蓄水位
1.7
1.044
设计洪水位
1.7
1.044
校核洪水位
1.1
1.004
水 位（m） 正常蓄水位 设计洪水位 校核洪水位
坝坡m 2.47 2.47 2.47
平均爬高Rm计算结果表
K△
KW
0.8
1.044
0.8
1.044
0.8
1.004
（2）按规范A.1.11条，设计波浪爬高值应根据大坝级别确定，1、2、3级大坝采用累积频率
风区长度D(m): 855.5 2.3 其他参数
大坝级别: 3 上游坝坡护面类型代码: 4
正常蓄水位时坝迎水面前水深H(m): 设计洪水位时坝迎水面前水深H(m): 校核洪水位时坝迎水面前水深H(m):
正常蓄水位情况Hm(m): 设计洪水位情况Hm(m): 校核洪水位情况Hm(m):
大坝上游坝坡m: 综合摩阻系数K:
hm/H 0.034
3
0.033Байду номын сангаас
3
0.018
平均爬高Rm 设计爬高R
0.762
1.699
0.762
1.699
0.442
0.986
5 风壅水面高度e的确定
按规范A.1.10条，风壅水面高度按公式(A.1.10)计算：
e = KW 2 D cos b ……………(A.1.10) 2gH m
式中： K………………………综合摩阻系数，K= 0.0000036 D………………………风区长度(m)，D= 855.5 β……计算风向与坝轴线法线夹角，β= 0 W…………………………计算风速(m/s) Hm………………风区内水域平均水深(m)
1.7
1.044
校核洪水位
1.1
1.004
水 位（m） 正常蓄水位 设计洪水位 校核洪水位
坝坡m 2.47 2.47 2.47
平均爬高Rm计算结果表
K△
KW
0.8
1.044
hm 0.683
0.8
1.044
0.683
0.8
1.004
0.372
Lm 8.655
8.655 5.77
（2）按规范A.1.11条，设计波浪爬高值应根据大坝级别确定，1、2、3级大坝采用累积频率为1%的爬高值R1%，
安全加高A值表
坝 的 级 别
3
正常蓄水位情况
0.7
设 计
设计洪水位情况
0.7
校核（山区、丘陵区） 校核洪水位情况
0.4
7 超高y的确定
按规范5.3.1条，坝顶在水库静水位以上的超高y按规范公式(5.3.1)计算：
y=R+e+A ……(5.3.1)
坝顶超高y计算成果表
水 位（m）
R
水 位（m） 正常蓄水位 设计洪水位 校核洪水位
风壅水面高度e计算结果表
K
D(m)
β(º)
0.0000036 855.5
0
0.0000036 855.5
0
0.0000036 855.5
0
W(m/s) 24 24 16
Hm(m) 20
20.41 21.21
6 安全加高A的确定
按规范5.3.1条，安全加高A根据大坝级别按规范表5.3.1确定。
-1)
W2
W2
gLm
=
0.0386(
gD)
1 2
............................(A.1.6
-
2)
W2
W2
将上述公式简化后可得： 式中：
h2%=0.001365*W9/6*D1/3 Lm=0.01233*W*D1/2
h2%…………为累积频率为2%的波高，m。 D…………风区长度(m)，D= 855.5
水 位（m） 正常蓄水位 设计洪水位 校核洪水位
风浪要素计算成果表
平均波高hm（m）
平均波长Lm（m）
#VALUE!
9.052
#VALUE!
9.052
0.258
6.031
4 设计波浪爬高R的确定
（1）按规范A.1.12条，当上游坝坡为单坡且m=1.5～5时，平均爬高Rm按公式(A.1.12-1)计算
Rm =
KDKw 1+ m2
hm Lm
…………(A.1.12-1)
式中：
m………………………单坡的坡度系数，m= 2.47
K△……………斜坡的糙率渗透性系数,K△= 0.8
KW……………斜坡的糙率渗透性系数,根据W/(gH)1/2的值按规范表A.1.12-2用内插法确定
系数KW计算成果表
碾压式土石坝坝顶超高及坝顶高程的确定 1 计算依据
《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）第5.3节及附录A有关规定。
2 已知参数 2.1 水库水位及坝迎水面前水深H
正 常 蓄 水 位(m): 118 设计洪水位(P=5%)(m): 119.33 设计洪水位(P=0.5%)(m): 120.13 2.2 气象资料及风区内水域平均水深Hm 多年平均年最大风速W10(m/s): 16 计算风向与坝轴线法线夹角β(º): 0
《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）第5.3节及附录A有关规定。
2 已知参数 2.1 水库水位及坝迎水面前水深H
正 常 蓄 水 位(m): 117 设计洪水位(P=5%)(m): 119.33 设计洪水位(P=0.5%)(m): 120.13 2.2 气象资料及风区内水域平均水深Hm 多年平均年最大风速W10(m/s): 16 计算风向与坝轴线法线夹角β(º): 0
4、5级大坝采用累积频率为5%的爬高值R5%。
规范表A.1.13 不同累积频率下的爬高与平均爬高比值（Rp/Rm）
P(%)
1
5
hm/H <0.1
0.1～0.3 >0.3
1
2.23 2.08 1.86
5
1.84 1.75 1.61
水 位（m） 正常蓄水位 设计洪水位 校核洪水位
设计爬高R计算结果表
大坝级别 3
坝顶高程为
陈 军 编制 碾压式土石坝坝顶超高和坝顶高程计算表格
20 20.41 21.21 20 20.41 21.21 2.47 0.0000036 长可采用鹤地水库公式计
15 15 33
.1.8求取平均波高hm：
碾压式土石坝坝顶超高及坝顶高程的确定 1 计算依据
W2
W2
将上述公式简化后可得：
式中：
h = 0.00166W D 5 / 4 1/ 3 Lm = 0.062W 1.0016 D1/ 3.75
h…当gD/W2=20～250时，为累积频率5%的波高h5%；当gD/W2=250～1000时，为累积频率 D…………风区长度(m)，D= 855.5
（1）对于内陆峡谷水库，当W<20m/s、D<20km时，波浪的波高和平均波长可采用官厅水库公 规范附录A公式（A.1.7-1）、（A.1.7-2）：
gh = 0.0076W -1/12( gD)1/3 ? ? (A.1.7-1)
W2
W2
gLm = 0.331W -1/ 2.15( gD)1/3.75 ? ? (A.1.7- 2)
2
2.23 2.13
5
1.95 1.87
水位（m） 正常蓄水位 设计洪水位 校核洪水位
gD/W2 15 15 33
假设hm/Hm <0.1 <0.1 <0.1
平均波高hm 根据假设求的hm（m）
0.683 0.683 0.372
根据假设求的hm/Hm 0.034 0.033 0.018
水 位（m） 正常蓄水位 设计洪水位 校核洪水位