堤防超高计算公式
水利工程常用计算公式
水利专业常用计算公式一、枢纽建筑物计算1、进水闸进水流量计算：Q=B 0δεm (2gH 03）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 ＝ RiC 流量公式Q ＝Au ＝A RiC 流量模数K ＝A RC 式中：C —谢才系数,对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定，即C ＝6/1n 1RR —水力半径（m ）；i-渠道纵坡;A —过水断面面积（m 2)；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=f21112222i -i 2g v a h 2g v a h ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+ 式中：△x ——流段长度（m ）;g-—重力加速度（m/s ²）；h 1、h 2——分别为流段上游和下游断面的水深（m ）；v 1、v 2——分别为流段上游和下游断面的平均流速（m/s);a 1、a 2-—分别为流段上游和下游断面的动能修正系数;f i ——流段的平均水里坡降，一般可采用⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-2f 1f -f i i 21i 或⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆=3/4222224/312121f f v n R v n 21x h i R式中：h f —-△x 段的水头损失（m ）;n 1、n 2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数，当壁面条件相同时，则n 1=n 2=n ； R 1、R 2——分别为上、下游断面的水力半径（m ）；A 1、A 2——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⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆=3/4222223/412121f v n v n 2x h R R (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：L f 2122c f c i g 2v g 2v f h h h -+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+=ω 5、前池虹吸式进水口的设计公式（1）吼道断面的宽高比:b 0/h 0=1.5-2。
坝顶超高计算程序
正确取1.5米
30.76552
《堤防工程设计规范》GB50286-2013
《堤防工程设计规范》：爬高累积频率换算系数，对不允许越浪的堤防，爬高累积频
2%，对允许越浪的堤防爬高累积频率宜取13%
地震涌浪高度m0.5
根据《水工建筑物抗震设计规范》5.2.3：确定
地震区土石坝的安全超高时应包括地震涌浪高
度，可根据设计烈度和坝前水深，取地震涌浪
高度为0.5～1.5m。
达旗地震烈度为七度
Kp
积频率为5%的爬高值R 5%。
2、《堤防工程设计规范》：爬高累积频率换算系数，对不允许越浪的堤防，爬高累积频率宜取
宜取13%
累积频率宜取
R0
值
1%
的爬高值R5%。
越浪的堤防，爬高累积频率宜取2%，对允许越浪的堤防爬高累积频率取13%。
兴宁市罗坝河塘堤加固工程堤顶超高值-堤岸冲刷深度计算详解
兴宁市罗坝河塘堤加固工程堤顶超高值\堤岸冲刷深度计算详解摘要：以工程实例数据对堤防工程堤顶超高值、堤岸冲刷深度公式详细分解计算，说明堤防工程的设计的科学重要性。
关键词：工程简介波浪爬高波浪周期波长风壅增水高度冲刷深度兴宁市罗坝河塘堤加固工程位于兴宁市刁坊镇内，刁坊镇位于兴宁市东南部，面积58.01km2，工程围内由宁江河中游右岸及樟坑沥回水支堤组成，总长7.9km，围内集雨面积12.4km2，现有耕地0.55万亩，人口1.32万人。
全镇工业总产值17135万元，农业总产值16589.48万元。
交通便利，有S225线、河梅高速公路及广梅汕铁路等穿过。
一、堤防堤顶超高值计算该工程的堤顶超高值均按《堤防工程设计规范》(GB50286—98)中的有关公式和有关规定进行计算。
堤顶超高的计算公式为：Y=R+e+A (1)式中Y——堤顶超高(m)；R——设计波浪爬高(m)；e——设计风壅增水高度(m)；A——安全加高(m)。
本工程为不允许越浪的4级堤防工程，查本规范表2.2.1可知，A取值为0.6m。
设计波浪爬高R和设计风壅增水高度e均按本规范附录C中的公式和有关规定进行计算。
由于该工程堤线较长，堤的走向变化复杂，故选取工程中较有代表性的堤段进行计算。
(一)、宁江河主堤段(神光沥出口至樟坑沥出口)该堤段采用护坡式，堤外坡(迎水面)坡比为1：2.0。
由于堤线较长，只能选取水深较深，水域较宽的典型断面进行计算。
1、风浪要素的确定风浪要素的计算公式为：其中不规则波的波长为式中——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)；L——波长(m)。
该堤段中，计算风速V=16m/s，水域平均水深d=8.25米，风区长度F=97米，风向按垂直于堤线计。
根据这些已知条件，利用公式(2)可求得波浪的平均高H。
水利工程常用计算公式
水利专业常用计算公式一、枢纽建筑物计算1、进水闸进水流量计算:Q=B 0δεm (2gH 03）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 ＝RiC 流量公式 Q ＝Au ＝A RiC 流量模数K ＝A RC 式中：C —谢才系数，对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定，即C ＝6/1n 1RR-水力半径（m)；i-渠道纵坡；A —过水断面面积（m 2）；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=f21112222i -i 2g v a h 2g v a h ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+ 式中：△x-—流段长度（m ）；g ——重力加速度(m/s ²）；h 1、h 2——分别为流段上游和下游断面的水深（m ）；v 1、v 2-—分别为流段上游和下游断面的平均流速（m/s ）；a 1、a 2——分别为流段上游和下游断面的动能修正系数;f i -—流段的平均水里坡降,一般可采用⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-2f 1f -f i i 21i 或⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆=3/4222224/312121f f v n R v n 21x h i R式中：h f -—△x 段的水头损失（m ）； n 1、n 2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数，当壁面条件相同时，则n 1=n 2=n ；R 1、R 2-—分别为上、下游断面的水力半径（m ）；A 1、A 2-—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⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆=3/4222223/412121f v n v n 2x h R R (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：L f 2122c f c i g 2v g 2v f h h h -+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+=ω 5、前池虹吸式进水口的设计公式（1）吼道断面的宽高比：b 0/h 0=1.5—2.5；（2)吼道中心半径与吼道高之比：r 0/h 0=1。
堤防超高计算公式
堤防超高计算公式堤防超高计算的基本原理是根据洪水的动力特性和堤防的稳定性要求，确定堤防的最小超高，同时考虑到防洪能力、堤顶宽度和堤身稳定等因素，确定堤防合理超高。
一般计算堤防超高的方法包括经验公式、流力平衡法、工程实测和数值模拟等方法。
1.经验公式：堤防超高计算的常用经验公式有风险系数法、曼宁修正系数法、水动力系数法等。
其中，风险系数法通过统计历史洪水数据，根据洪水频率和水位来计算堤防超高；曼宁修正系数法根据洪水流量和堤防斜坡系数来计算堤防超高；水动力系数法根据洪水流速、堤防抗浪能力和防浪遮挡等级来计算堤防超高。
2.流力平衡法：流力平衡法是指根据洪水水位、洪峰流量和堤防截面形状，利用水动力学和静力学的基本方程，计算堤防超高。
通过平衡洪水的重力、水压力和碾压力，计算出需要的堤防超高。
这种方法相对比较精确，但计算比较复杂，需要考虑多个参数和方程。
3.工程实测：工程实测是指通过实际的堤防工程项目，根据洪水历史数据和堤防观测数据，计算出堤防超高。
这种方法以实际的工程数据为基础，具有较高的可靠性和实用性。
4.数值模拟：数值模拟是指利用计算机模拟洪水的流动和堤防的受力情况，通过计算流体力学方程和边界条件，计算出堤防的合理超高。
这种方法通常使用计算流体力学（CFD）软件，可以较为准确地模拟洪水流动和堤防受力的情况，但需要大量的计算资源和较高的技术要求。
综上所述，堤防超高的计算涉及到堤防的稳定性、防洪能力、堤身稳定和洪水动力学等多个因素。
不同的方法和公式有不同的适用范围和精度，需要根据具体工程情况选择合适的方法进行计算。
在进行堤防超高计算时，需要充分考虑洪水特性、堤防形状和堤防材料等因素，以确保堤防的安全运行和防洪效果。
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＝RiC流量公式Q＝Au＝A RiC流量模数CK＝A R式中：C—谢才系数，对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定，即C ＝6/1n 1RR —水力半径（m ）；i —渠道纵坡；A —过水断面面积（m 2）；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=f21112222i -i 2g v a h 2g v a h ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+ 式中：△x ——流段长度（m ）；g ——重力加速度（m/s ²）；h 1、h 2——分别为流段上游和下游断面的水深（m ）；v 1、v 2——分别为流段上游和下游断面的平均流速（m/s ）；a 1、a 2——分别为流段上游和下游断面的动能修正系数；f i ——流段的平均水里坡降，一般可采用⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-2f 1f -f i i 21i 或⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆=3/4222224/312121f f v n R v n 21x h i R 式中：h f ——△x 段的水头损失（m ）； n 1、n 2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数，当壁面条件相同时，则n 1=n 2=n ； R 1、R 2——分别为上、下游断面的水力半径（m ）；A 1、A 2——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⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆=3/4222223/412121f v n v n 2x h R R （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：L f 2122c f c i g 2v g 2v f h h h -+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+=ω 5、前池虹吸式进水口的设计公式（1）吼道断面的宽高比：b 0/h 0=1.5—2.5；（2）吼道中心半径与吼道高之比：r 0/h 0=1.5—2.5；（3）进口断面面积与吼道断面面积之比：A 1/A 0=2—2.5；（4）吼道断面面积与压力管道面积之比：A 0/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：γανp *w 20a h g 2h h -+++Z +∆Z =∑、B式中：Z —前池内正常水位与最低水位之间的高差（m ）；h 0—吼道断面高度（m ）；∑w h —从进水口断面至吼道断面间的水头损失（m ）； γ/p *—因法向加速度所产生的附加压强水头（m ）。
波浪要素及安全超高计算(堤防工程设计规范GB_50286-2013)
3.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 5 护面类型
KΔ ----- 斜坡的糙率渗透性系数 Kp----- 爬高累积频率换算系数
β ----- 风向与坝轴法线夹角 tmin----- 风浪稳定时最小风时
计算公式区
0.45 gF 0.0018 0 .7 2 gH V gd 0 . 13 th 0 . 7 th 2 0 .7 V2 V gd 0 . 13 th 0 . 7 2 V 0 .5 gT gH 13 .9 2 3 .45 V V gt min gT 168 V V 1 当m 1.5 ~ 5.0时；
光滑不透水护面（沥青混凝 混凝土或混凝土板 草皮 砌石
hm L m 1 m2 2 当m 1.25时； R P K K W K P R 0 hm 3 当1.25 m 1.5时。
RP
K KW K P
2 d L th 2 L
e KV F cos 2 gd
2
gT 2
β (°) 0 15 20 30 40 50
滑不透水护面（沥青混凝土）
凝土或混凝土板
皮
石
填两层块石（不透水基础）
填两层块石（透水基础）
脚空心方块(安放一层)
0.55 0.4 0.38
60
0.76
脚锥体(安放二层)
工字块体(安放二层)
辅助计算区 假设 L 2.305 计算 L 1.139 ΔL 1.166
Kv值
辅助计算区
V/(gd)^0.5 3 3.049
0.43845
名词解释区 V------计算风速 H------平均波高 L------平均波长 Kw------经验系数 F-----风区长度 T-----平均波周期 e-----风雍水面度 m-----坡度系数 d-----水域平均水深 A-----安全超高 K-----综合摩阻系数 R0、Rp----波浪爬高
水利项目工程普通计算定律公式
水利专业常用计算公式一、枢纽建筑物计算1、进水闸进水流量计算：Q=B 0δεm （2gH 03）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 ＝ Ri C 流量公式 Q ＝Au ＝A Ri C流量模数K ＝A RC式中：C —谢才系数，对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定，即C ＝6/1n 1RR —水力半径（m ）； i —渠道纵坡；A —过水断面面积（m 2）；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=f21112222i -i 2g v a h 2g v a h ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+式中：△x ——流段长度（m ）；g ——重力加速度（m/s ²）；h 1、h 2——分别为流段上游和下游断面的水深（m ）； v 1、v 2——分别为流段上游和下游断面的平均流速（m/s ）； a 1、a 2——分别为流段上游和下游断面的动能修正系数；f i ——流段的平均水里坡降，一般可采用⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-2f 1f -f i i 21i 或⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=∆=3/4222224/312121f f v n R v n 21x h i R式中：h f ——△x 段的水头损失（m ）； n 1、n 2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数，当壁面条件相同时，则n 1=n 2=n ； R 1、R 2——分别为上、下游断面的水力半径（m ）； A 1、A 2——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⎪⎪⎭⎫⎝⎛+∆=3/4222223/412121f v n v n 2x h R R （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：L f 2122c f c i g 2v g 2v f h h h -+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+=ω5、前池虹吸式进水口的设计公式（1）吼道断面的宽高比：b 0/h 0=1.5—2.5； （2）吼道中心半径与吼道高之比：r 0/h 0=1.5—2.5； （3）进口断面面积与吼道断面面积之比：A 1/A 0=2—2.5； （4）吼道断面面积与压力管道面积之比：A 0/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：γανp*w 200a h g2h h -+++Z +∆Z =∑、B式中：Z —前池内正常水位与最低水位之间的高差（m ）；h 0—吼道断面高度（m ）；∑wh—从进水口断面至吼道断面间的水头损失（m ）；γ/p *—因法向加速度所产生的附加压强水头（m ）。
堤防超高计算表
R=K△Kv(HL） /(1+m )
平均水深d(m) 1 1.55 1.63 V/（gd）1/2 6.704783997 5.385412102 5.25159213
经验系数Kv 1.3 1.3 1.3
斜坡的坡度系 数m 2 2 2
波高H(m) 0.109947068 0.150102222 0.083637292
平均波浪爬高 R(m) 0.243638413 0.366307121 0.206009148
折减系 数 1 1 1
H/d 0.10995 0.09684 0.05131
累计频率换 累计波浪爬高 算系数Kp R(m) 1.94 2.07 2.07 0.472658522 0.75825574 0.426438937
1/2
cosβ 0.8481981 0.70738827 0.37516438
2 1/2
风壅高度e(m) 0.0068634 0.0073858 0.0009312
莆田公式波浪爬高R的计算
工况 工况一：设计水位 工况二：设计水位 工况三：设计水位 斜坡的糙率渗 透性系数K△ 0.8 0.8 0.8 风速 V(m/s) 21 21 21 风驱长度 F(km) 100 200 50
莆田公式计算结果：
工况一：设计水位 工况二：设计水位 工况三：设计水位 y=e+R+A= y=e+R+A= y=e+R+A= 1.08 1.37 1.03 （m） （m） （m）
A
安全加高取值：A（m） 工况一：设计水L(m) 2.495808154 4.132443535 2.345721109
堤防超高计算 风壅高度e的计算
工况 工况一：设计水位 工况二：设计水位 工况三：设计水位 综合摩阻系数K 0.0000036 0.0000036 0.0000036 风速 V(m/s) 21 21 21
关于堤防堤顶超高问题的探讨
关于堤防堤顶超高问题的探讨赫军【摘要】堤防工程是防洪体系中主要组成部分之一,在保护人民生命财产安全和城市经济发展上发挥了重要作用.以齐齐哈尔市甘南县堤防工程实例,对堤防超高进行计算,并同国内外堤顶超高的确定方法,进行比较.【期刊名称】《黑龙江水利科技》【年(卷),期】2012(000)011【总页数】1页(P59)【关键词】堤防工程;风浪爬高;安全加高【作者】赫军【作者单位】齐齐哈尔市水利勘测设计研究院,黑龙江齐齐哈尔161006【正文语种】中文【中图分类】TV871我国河流与城市众多，基于供排水、灌溉和航运等需求，人们选择了靠水而居，绝大多数城市的发展都因河而起。
现在我国城市防洪事业有了很大发展，大江大河和大中城市已初步建成了防洪体系，在保护人民生命财产安全和城市经济发展上发挥了不可替代的重要作用。
堤防工程是防洪体系中主要组成部分之一，目前我国堤防总长度已达25万km，每年新建、扩建、加固、维修的工程也很大。
在首先满足堤防防洪安全前提下，堤顶高程的确定就直接关系到工程投资、占地和城市沿岸景观。
1 基本资料齐齐哈尔市甘南县堤防工程级别为2级，计算断面的选取有代表性的4个断面，分别为东阳堤桩号12+000和32+ 400，巨宝堤桩号1+000和10+000［1］，具体特性见表1。
表1 计算断面特性统计表堤段桩号建筑物级别洪水设计频率计算平均水深/m风区长度/m设计风速/ m·s－1风向东阳堤 12+000东南巨宝堤1+000 32+400 Ⅱ P=5% 2.08 2.00 5 300 11 000 11.87 11.87东南10+000 Ⅱ P=5% 2.13 1.6414 000 10 000 17.87 17.87东南东南2 堤顶超高计算我国现行规范规定，堤防超高由风浪爬高、风壅水面高度和安全加高3部分组成，计算公式为:Y=R+e+A，各断面波浪要素值见表2。
表2 各断面波浪要素值/m堤段桩号V/m·s－1 d/m F/m H/m T/s L风浪要素计算公式如下:式中为平均波高，m;为平均波周期，s;V为计算风速，m/s;F为风区长度，m;d为水域的平均水深，m;g为重力加速度(9.81 m/s2)。
堤防及挡土墙超高计算 爬高计算
风浪爬高计算表
平均波高H (m) 0.065 K△ 0.9 允许越浪 0.371 0.276 计算堤顶超高Y (m) 0.58 计算波长L (m) 2.001 Kv 1.08 m 1.5 β 0 Kβ 0.92
2.07 1.54 不允许越浪(p=2%)：风浪爬高Rp= 允许越浪(p=13%)：风浪爬高Rp=
堤顶超高计算表
风浪爬高R (m) 0.276 风壅水面高e (m) 0.002 堤顶超高采用值Y= 0.6 安全加高A (m) 0.3
堤顶超高计算成果表
汛期多年平均 最大风速(m3/s) 13 计算波长L (m) 2.001 风区长度F (m) 35 风浪爬高R (m) 0.276 平均水深d (m) 0.99 风壅水面高e (m) 0.002 平均波高H (m) 0.065 安全加高A (m) 0.3 平均波周期T (m) 1.134 计算堤顶超高Y (m) 0.58
风浪要素计算表
汛期多年平均 最大风速(m3/s) 13 平均波高H= 计算波长L= 计算风速V (m3/s) 19.5 0.065 2.001 风区长度F (m) 35 平均水深d (m) 0.99 假定波长L (m) 2.01
平均波周期T= 1.134
风壅水面高度计算表
风向角β 计算风速V (m3/s) 风区长度F (m) 35 平均水深d (m) 0.99 综合摩阻系数 K 3.60E-06
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＝RiC流量公式Q＝Au＝A RiC流量模数K＝A RC式中：C—谢才系数，对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定，即C ＝6/1n 1RR —水力半径（m ）；i —渠道纵坡；A —过水断面面积（m 2）；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=f21112222i -i 2g v a h 2g v a h ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+ 式中：△x ——流段长度（m ）；g ——重力加速度（m/s ²）；h 1、h 2——分别为流段上游和下游断面的水深（m ）；v 1、v 2——分别为流段上游和下游断面的平均流速（m/s ）；a 1、a 2——分别为流段上游和下游断面的动能修正系数；f i ——流段的平均水里坡降，一般可采用⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-2f 1f -f i i 21i 或⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆=3/4222224/312121f f v n R v n 21x h i R 式中：h f ——△x 段的水头损失（m ）； n 1、n 2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数，当壁面条件相同时，则n 1=n 2=n ； R 1、R 2——分别为上、下游断面的水力半径（m ）；A 1、A 2——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⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆=3/4222223/412121f v n v n 2x h R R （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：L f 2122c f c i g 2v g 2v f h h h -+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+=ω 5、前池虹吸式进水口的设计公式（1）吼道断面的宽高比：b 0/h 0=1.5—2.5；（2）吼道中心半径与吼道高之比：r 0/h 0=1.5—2.5；（3）进口断面面积与吼道断面面积之比：A 1/A 0=2—2.5；（4）吼道断面面积与压力管道面积之比：A 0/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：γανp *w 20a h g 2h h -+++Z +∆Z =∑、B式中：Z —前池内正常水位与最低水位之间的高差（m ）；h 0—吼道断面高度（m ）；∑w h —从进水口断面至吼道断面间的水头损失（m ）； γ/p *—因法向加速度所产生的附加压强水头（m ）。
水利工程常用计算公式
水利专业常用计算公式一、枢纽建筑物计算1、进水闸进水流量计算：Q=B0δεm（2gH3）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＝Q＝K＝A3△x=f1112 22i-i 2g2g⎭⎝⎭⎝式中：△x——流段长度（m）；g——重力加速度（m/s2）；h 1、h2——分别为流段上游和下游断面的水深（m）；v 1、v2——分别为流段上游和下游断面的平均流速（m/s）；a 1、a2——分别为流段上游和下游断面的动能修正系数；f i——流段的平均水里坡降，一般可采用⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-2f 1f -f i i 21i 或⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=∆=3/4222224/312121f f v n R v n 21x h i R 式中：h f ——△x 段的水头损失（m ）；n 1、n 2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数，当壁面条件相同时，则n 1=n 2=n ； R 1、R 2——分别为上、下游断面的水力半径（m ）； A 1、A 2——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（25（1（2（3（4（5 （66式中：h a —计算断面处的大气压强水柱高（m ）； H v —水的气化压强水柱高（m ） 最小淹没深度S ，可按下式估算：式中：0γF —吼道断面的水流弗劳德数，000gh /V F =γ。
虹吸的发动与断流宜选用以下的几种装置和方法来实现： （1）用真空泵抽气发动，可根据设计条件和工况做设备选型； （2）自发动；（3）水力真空装置； （4）水箱抽气装置。
断流装置常采用真空破坏阀。
在已知h B 、a 值时，真空破坏时的瞬间最大进气量可按下式估算： 式中：μ—真空破坏阀系统的流量系数；a ω—真空破坏阀的断面面积（㎡）；a ρρ、—分别为水河空气的密度。
7、水库蓄水容积 1、总库容估算公式（1V B L H K （2V A K 2V ho F C 水库为不完全年调节C=O.2~0.4 水库为完全年调节C=O.5~1 水库为不完全多年调节C=l~1.3 水库为完全多年调节C=1.3~1.5 3、水库灌溉放水流量估算公式：Q=CA Q —最大灌溉放水流量，m3/s 。
堤顶高程计算
3级堤防 50年一遇
A＝0.5m A＝0.7m
滩涂平均高程＝各点高程总和/高程点数 10年一遇潮位平均水深＝10年一遇潮位-平均滩涂高程 50年一遇潮位平均水深＝50年一遇潮位-平均滩涂高程
堤顶高程＝设计高潮位＋堤顶超高Y 堤顶超高Y＝设计波浪爬高R＋设计风壅增水高度e＋安全超高A
=0
me=m上（1-4.0abs（dw）/L）Kb
＞0 me=（m上+0.3Δm-0.1Δm^2)（1-4.5dw/L）K
＜0 me=(m上+0.5Δm+0.08Δm^2)（1+3.0dw/L）K
e＝ 风壅水高 K*V*V*F*cos
β/2gd
综合摩阻系数 K
K＝ 3.6*10^ （-6）
设计风速V
gT/V=13.9(gH/V^2)^0.5
gtmin/V=168(gT/V)^3.45
H/d P（％）
0
0.1
0.2 0.3
Hp/H
0.4
0.5
不允许越浪
2 2.23 2.09 1.96 1.82 1.69 1.56
波长L
折算坡度系数 me
Δm=m下－m上
L＝gT^2/2(pi)th(2*(pi)d/L)
1.3
率换算系数Kp
允许越浪 13 1.54 1.48 1.4
1
1.25
2.2
2.5
V＝…… m/s
计算点逆风向 量到对岸的距 F＝……m
离F
平均水深d d＝……m
风向与垂直于 堤轴线的法线
的夹角β
β＝…… 度
波浪爬高R m≤1.25 m≥1.5 且m＜5.0
Rp＝K△*Kv*Kp*R0*H Rp＝K△*Kv*Kp/sqrt（1＋m*m）sqrt（HL）
波浪要素及安全超高计算(堤防工程设计规范GB_50286-2013)
V(m/s)F(m)d(m)m β(°)K ΔA(m)6200 2.20760.80.5H(m)T(s)t min (s)L(m)Kv Kp R 00.039
0.876
354.868
1.198
1.012
1.640
1.24
A B C 假设 L 计算 L ΔL V/(gd)^0.5
0.05897
0.18244
1.43295 1.198
1.198
0.000
11.2921.511.52K Δ-----斜坡的糙率渗透性系数β-----风向与坝轴法线夹角 2.5K p -----爬高累积频率换算系数
t min -----风浪稳定时最小风时33.545
光滑不透水护面（沥青混凝混凝土或混凝土板草皮砌石
抛填两层块石（不透水基础抛填两层块石（透水基础）
四脚空心方块(安放一层)四脚锥体(安放二层)扭工字块体(安放二层)
L------平均波长e-----风雍水面度K-----综合摩阻系数Kw------经验系数
m-----坡度系数
R0、Rp----波浪爬高
计算公式区
护面
KΔ）
V------计算风速F-----风区长度d-----水域平均水深H------平均波高T-----平均波周期A-----安全超高L 值 辅助计算区
Kv 值 辅助计算区
名词解释区
堤防高程计算 （莆田试验公式）
单变量求解
(体(值 公式）。
堤防顶高程计算
gH gd 0.13th 0.7 2 V2 V
gH gT 13.9 V2 V
0.5
gT 2d L th 2 L
2Leabharlann RK KV K p 1 m2
H L (1 .5～ 5 . 0 )
R K K V K p R 0 H ( m 1 . 25 )
堤防顶高程计算
1.设计参数： 斜坡的糙率及渗透性系数KΔ 经验系数Kv 爬高累积频率换算系数Kp 综合摩阻系数K 斜坡坡率m 凤向与垂直于堤线轴线的法线的夹角β 吹程F 水域平均水深d 风速V 地面沉降量 2.波长L试算： 风雍高程e m 0.001 ° m m m/s m 0.88 1.16 2.07 3.60E-06 2 0 100 5 20 0.15
P=2%
2.857143
20年沉降量
e
KV 2 F cos 2 gd
0.7 0.45 gF 0.0018 V2 th 0.7 gd 2 0.13th 0.7 V
三级堤防，不可越浪0.7，可越浪0.4；四级堤防，不可越浪0.6，可越浪0.3
堤前波浪平均波高H
m
0.109
平均波周期T 试算：L取值 波长L计算值
s m m
1.467 3.61 3.361
累积频率为P的波浪爬高Rp
m
0.573
设计波浪爬高Rm 3.堤防顶高程计算： 水位Z 安全加高A
m
0.277
m m m
4.58 0.7 5.708
堤防顶高程
堤防顶高程计算
选用草皮护坡时 0.85～0.9
水利设计计算,大坝超高复核
R—最大波浪在坝坡上的爬高，m；由平均波高与坝迎水面前水深的比值和相应累积频率Pg=9.8K △=0.86Hm 正=9.185K W正= 1.112Hm 非=9.773K W非= 1.02D=509m= 2.14W 正=21Rp/Rm(3.33) 1.96W 非=14Rp/Rm(0.33)2.55H m —平均浪高，按莆田试验站公式（A.1.5-1）计算；D—风区长度，D=0.6km；Lm—平均波长（m）, 按《规范》公式（A.1.5-3）计算m—坝坡系数,m=2.0；y=R+e+Ae—最大风壅水面高度， m；—系数，按《规范》表A.1.13确定；R m —波浪平均爬高（m），W—计算风速，设计情况取W=1.5×14m/s，校核情况取W=2K △—糙率渗透性系数，按《规范》表A.1.12-1确定；K w —经验系数，按《规范》表A.1.12-2确定；坝顶在水库静水位以上的超高按下式计算：式中：y—坝顶超高，m；即A—安全加高，m；大坝安全加高在正常运用时A=0.5m，在非常运各计算要素及成果见表2.8-1。
mm P P R R R R ∙⎥⎦⎤⎢⎣⎡=mp R R mm wm L h m K K R 21+=∆0.0294017780.005303611hm正=0.238662509Tm正= 2.16810.0520416050.007667601hm非=0.153352021Tm非= 1.737929计表十二 大坝坝顶高程复核参数和成果表：深的比值和相应累积频率P（%）按《规范》表A.1.13规定的系数计算求得，，1.12-1确定；2-2确定；1.5-1）计算；取W=21m/s；）计算；非常运用时A=0.3m。
W正/(gH)^0.5=2.213435A正=0.5W非/(gH)^0.5=1.430543A非=0.3hm正/Hm正=0.025984hm非/Hm非=0.015691Rp正= 1.048328Rp非=0.805095Lm正=7.335424Rm正=0.535681 Lm非= 4.713359Rm非=0.315724H(3.33)=318.941坝顶高程H(0.33)=319.33e正=0.004489y正= 1.552817 e非=0.001875y非= 1.10697H(3.33)=320.4938超高H(0.33)=320.437。
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＝RiC流量公式Q＝Au＝A RiC流量模数页脚内容1页脚内容2K ＝A RC式中：C —谢才系数，对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定，即 C ＝6/1n 1RR —水力半径（m ）； i —渠道纵坡；A —过水断面面积（m 2）；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页脚内容3△x=f21112222i -i 2g v a h 2g v a h ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+式中：△x ——流段长度（m ）； g ——重力加速度（m/s ²）；h 1、h 2——分别为流段上游和下游断面的水深（m ）；v 1、v 2——分别为流段上游和下游断面的平均流速（m/s ）；a 1、a 2——分别为流段上游和下游断面的动能修正系数；f i ——流段的平均水里坡降，一般可采用⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-2f 1f -f i i 21i 或⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=∆=3/4222224/312121f f v n R v n 21x h i R页脚内容4式中：h f——△x 段的水头损失（m ）； n 1、n 2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数，当壁面条件相同时，则n 1=n 2=n ；R 1、R 2——分别为上、下游断面的水力半径（m ）；A 1、A 2——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⎪⎪⎭⎫⎝⎛+∆=3/4222223/412121f v n v n 2x h R R （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：L f 2122c f c i g 2v g 2v f h h h -+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+=ω页脚内容55、前池虹吸式进水口的设计公式（1）吼道断面的宽高比：b 0/h 0=1.5—2.5；（2）吼道中心半径与吼道高之比：r 0/h 0=1.5—2.5；（3）进口断面面积与吼道断面面积之比：A 1/A 0=2—2.5；（4）吼道断面面积与压力管道面积之比：A 0/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：γανp*w 200a h g2h h -+++Z +∆Z =∑、B式中：Z —前池内正常水位与最低水位之间的高差（m ）；页脚内容6h 0—吼道断面高度（m ）；∑wh—从进水口断面至吼道断面间的水头损失（m ）；γ/p *—因法向加速度所产生的附加压强水头（m ）。