堤防渗流计算
堤防工程渗流计算
堤防工程渗流计算E．1 一般规定E．1．1 本附录适用于最常用的均质土堤的渗流计算，其他类型堤防的渗流计算可按有关规定执行。
E．1．2 渗流计算可根据实际情况分为不稳定渗流计算和稳定渗流计算。
大江大河(湖泊)的堤防或中小河流重要的堤段可按稳定渗流根据公式法计算，重要堤防的渗流计算宜采用有限元E．2 不透水堤基均质土堤渗流计算E．2．1 下游坡无排水设备或有贴坡式排水时，可按下列公式进行渗流计算(图E．2．1):图E．2．1 无排水设备土堤计算式中:q——单位宽度渗流量[m3/(s·m)]；k——堤身渗透系数(m/s)；H1——上游水位(m)；H2——下游水位(m)；h0——下游出逸点高度(m)；m1——上游坡坡率；m2——下游坡坡率；L——上游水位与上游堤坡交点距下游堤脚或排水体上游端部的水平距离(m)；△L——上游水位与堤身浸润线延长线交点距上游水位与上游堤坡交点的水平距离(m)； L1——渗流总长度(m)；y——浸润线上任意一点距下游堤脚的垂直高度(m)；x——浸润线上任意一点距出逸点的水平距离(m)。
E．2．2 下游有褥垫式排水时，可按下列公式进行渗流计算(图E．2．2):图E．2．2 有褥垫式排水土堤计算式中：α0——褥垫式排水体的工作长度(m)。
E．2．3 下游有排水棱体时，可按下列公式进行渗流计算(图E．2．3):图E．2．3 有排水棱体土堤计算式中: C——无量纲系数，与棱体临水坡坡率m3有关，可查表E．2．3确定。
表E．2．3 系数cm30 0.5 1 1.5 2 2.5 3 ∞c 1.347 1.248 1.183 1.142 1.115 1.098 1.085 1.000E．3 透水堤基均质土堤渗流计算E．3．1 透水堤基上的均质土堤应将堤身和堤基的渗流量分开计算，堤身、堤基单位宽度渗流量之和可按下式计算(图E．3．1):E．3．1 透水地基均质土堤计算式中:q——堤身、堤基单位宽度渗流量之和[m3/(s·m)；q D——不透水地基上求得的相同排水形式的均质土堤单位宽度渗流量[m3/(s·m)。
大学期间理正应用总结
1．堤防工程的级别堤防工程的级别主要由其防洪标准确定，这里仅给出两个常见防洪标准对应的堤防级别。
防洪标准为百年一遇设计洪水位的堤防工程的级别为1级；防洪标准为五十年一遇设计洪水位的堤防工程的级别为2级。
2．堤防渗流计算①堤防渗流计算断面应具有代表性，并应进行下列计算：1）在设计洪水或设计高潮持续时间内浸润线的位置，当在背水侧堤坡逸出时，应计算出逸点的位置，逸出段与背水侧堤基表面的出逸比降；2）当堤身、堤基土渗透系数K大于或等于10-3cm/s(0.863m/d)时，应计算渗流量；3）计算洪水或潮水水位降落时临水侧堤身内的自由水位；②河、湖的堤防渗流计算应计算下列水位的组合1）临水侧为设计洪水位，背水侧为相应水位；2）临水侧为设计洪水位，背水侧为低水位或无水；3）洪水降落时对临水侧堤坡稳定最不利的情况。
③海堤或感潮河流河口段的堤防渗流计算应计算下列水位的组合1）以设计潮水位或台风期大潮平均高潮位作为临海侧水位，背海侧水位为相应的水位低水位或无水等情况；2）以大潮平均高潮位计算渗流浸润线；3）以平均潮位计算渗流量4）潮位降落时对临水侧堤坡稳定最不利的情况④进行渗流计算时对比较复杂的地基情况可作适当简化并按下列规定进行：1）对于渗透系数相差5倍以内的相邻薄土层可视为一层，采用加权平均的渗透系数作为计算依据；2）双层结构地基，当下卧土层的渗透系数比上层土层的渗透系数小100倍及以上时，可将下卧土层视为不透水层表层为弱透水层时，可按双层地基计算；3）当直接与堤底连接的地基土层的渗透系数比堤身的渗透系数大100倍及以上时，可认为堤身不透水，仅对堤基按有压流进行渗透计算，堤身浸润线的位置可根据地基中的压力水头确定；⑤渗透稳定应进行以下判断和计算：1）土的渗透变形类型；2）堤身和堤基土体的渗透稳定；3）进行堤防背水侧渗流出逸段的渗透稳定；土的渗透变形类型的判定应按国家现行标准《水利水电工程地质勘察规范》的有关规定执行背水侧堤坡及地基表面逸出段的渗流比降应小于允许比降，当出逸比降大于允许比降，3．堤防工程的抗滑稳定安全系数堤防工程的抗滑稳定安全系数表4．堤防工程的抗滑稳定计算工况堤防抗滑稳定计算可分为正常情况和非常情况：1）正常情况稳定计算应包括下列内容：设计洪水位下的稳定渗流期或不稳定渗流期的背水侧堤坡的抗滑稳定；设计洪水位下骤降期的临水侧堤坡的抗滑稳定。
计算水利工程设计中的渗流措施
计算水利工程设计中的渗流措施一、计算目的在科技实践领域，渗流理论被广泛运用在各个方面。
在现代化实体水利化工领域，渗流理论的运用必不可少，它是成功完成各项任务的理论武器，对于各种设施建筑的设计和数据的计算有着不可替代的作用。
水利工程建设中，我们最为常用的渗流问题具体包括以下几个方面：积水建筑物的设计计算、水工建筑物的渗漏及稳定、水库河渠的侧渗等。
针对这些水力学方面的问题，我们进行渗流计算的主要目的就是：1.精准地计算出渗流力量；2.浸润线位置的确定；3.渗透压强和渗透压力的确定4.渗透流速的确定自然之中，液体在多孔介质中流动。
我们所知道的天然多孔介质主要是岩层和土体等裂隙性和多孔性介质。
而在日常生活中的许多工业项目和水利工程中，渗流存在于各个方面。
诸如生产建设中的挡水土坝中的渗流等。
针对渗流问题研究时，我们主要注重以下几个部分：渗流速度分布、渗流作用于基底上的力等。
二.渗流计算的主要方法我们在研究渗流问题，对建筑物等进行计算时，主要采用以下幾种方法。
1.流体力学解法：这种解法属于一种比较严格的解法，当实际条件满足时能够精准地计算出任何一个点的数值。
然而，由于其解答过程的复杂性和条件的苛刻性，在实际生产和建筑中这种解法很少用到，它只能在较为简单的情况下运用。
2.水力学解法：如上的近似解法。
是在理论上对一些情况进行假定，在假定的条件进行对某些特定便捷的流体力学解法。
这种解法在时间生产应用中由于条件要求的苛刻，所受限制良多，实际应用并不普遍。
3.模拟解法：在以上两种解法缺点的基础上，在面对实际工程时，通常会利用水力学实验来模拟实际场景继而解出相应的渗流问题。
4.计算机数值模拟：这种解法主要是先根据具体情况建立起一个数学模型，用建立起的数学模型来解出渗流问题。
这种解法通常也被叫做数值法，而在数值法的领域内，又有有限差分法、有限元法之分。
如今，在实际工程建造中，被广泛应用于水利工程中的主要是有限元法和水力学解法。
花桥水库大坝渗漏量监测资料及渗流计算分析
花桥水库大坝渗漏量监测资料及渗流计算分析花桥水库大坝是一座重要的水资源工程，渗漏问题一直是大坝运维和安全管理的核心课题。
为了解决渗漏问题，需要对渗漏量进行精确的监测和分析，为后续的工程改进和修缮提供科学依据。
一、渗漏量监测资料渗漏量的监测是通过数据采集和处理来完成的。
采集渗漏量的方法有多种，包括土压力计法、水压计法、水准仪法、电阻率法、介质电导率法等。
在花桥水库大坝渗漏量的监测中，采用了水压计法和电阻率法两种方法。
水压计法是通过安装水压计来测量孔隙水压的变化，从而得出渗透流量。
水压计法测量的是孔隙水压，不仅可用于观测地下水位，还可用于观测渗流过程中的孔隙水压变化。
水压计利用岩土体内孔隙或裂缝中不同位置的水压变化，可反映出岩土体内水分运动规律以及渗流量情况。
通过水压计法可以了解到水库大坝内部渗漏的情况和变化趋势。
电阻率法是通过在地质岩体中分布不均的地下水位，观测不同位置地下水表面的电阻率变化情况，从而推断不同位置地下水位的高度。
电阻率法的基本原理是不同岩土体（含水量）对电流的阻抗不同，它是根据不同岩土体（含水量）對电流的阻抗不同而建立起来的。
电阻率法测量的是岩土体内的含水量，能够准确测量含水层的分布范围和含水量大小，对研究地下水位和渗流情况具有很好的应用价值。
二、渗流计算分析渗流是指水分从浸渍区沿一定途径向低水位传递的水分运动过程。
花桥水库大坝内部渗漏量的计算分析，主要是针对渗流的过程和特征进行研究。
根据渗流的运动规律和渗透系数的大小，可以推算出渗漏量的大小和变化趋势。
渗透系数是渗流过程的重要参数，分水平渗透系数和垂直渗透系数。
水平渗透系数是指岩土层水分运动平行于地表的渗透系数，而垂直渗透系数是指岩土层水分运动垂直于地表的渗透系数。
花桥水库大坝渗透系数的大小和变化趋势，会影响到渗透流量的大小和分布情况。
在渗透系数已知的情况下，结合水位和地下水位的监测数据，就可以计算出渗流量。
渗漏量的大小和变化趋势的计算需要借助于专门的计算软件和模型。
堤防工程设计中渗流计算若干问题的探讨
堤防工程设计中渗流计算若干问题的探讨摘要：水利水电工程设计是整个工程中十分重要的一个环节，渗流计算在水利水电工程设计中应用非常普遍。
本文结合笔者多年工作经验，就堤防工程设计中渗流计算的几种方法进行了初步的分析，并提到计算中应注意的一些问题，仅供参考。
关键词：水利水电；工程设计；渗流计算；水力学解法；有限元解法1计算目的(1)坝体(堤身)浸润线的位置。
(2)渗透压力、水力坡降和流速。
(3)通过坝体(堤身)或坝(堤)基的渗流量。
(4)坝体(堤身)整体和局部渗流稳定性分析。
2渗流计算的主要方法渗流计算求解方法一般可分为以下四种类型。
(1)流体力学解法：是一种严格的解法，在满足定解的边界条件下可以求出渗流场中任何一点的值。
但解答非常复杂，只对少数简单的情况有效，在实际工程应用上受到较多的制约。
(2)水力学解法：是流体力学解法的近似解。
是在作了某些假定的基础上对一些特定的边界条件的流体力学解法。
同样在实际工程应用上受到较多的制约。
(3)模拟试验：基于上述二种方法的缺点，对于实际工程，原常通过水力学实验来模拟求解渗流问题。
(4)计算机数值模拟：通过建立一个数学模型，来求解渗流问题，也称数值法，数值法又分为有限差分法、有限元法。
目前，上述渗流计算方法中在水利工程上应用最广的主要是水力学解法和有限元法。
3渗流计算工况组合及渗透系数的选取3．1常规堤防工程常规的堤防工程计算提出了三种水位组合，此三种水位组合的渗流计算目的及相应土体的渗透系数选取原则主要为：(1)临水侧为高水位，背水坡为相应水位。
本组合的计算目的：①计算背水坡可能最高的逸出点位置、背水坡逸出段及背水坡基础表面出逸比降，用于背水坡渗流安全复核、反滤层及排水设施设计；②背水坡面可能最高的浸润线，用于背水边坡稳定计算；③当堤身、堤基土的渗透系数大于10-3cm∕s时，计算渗流量，用于分析防渗措施对本工程运行要求的可行性和背水坡排水设施设计(对于大坝均要求进行渗流量计算)。
渗流计算
前两个影响的内容，是我们在工程设计中需要计算的，当然在具体工程中，我们会根据实际需要选择性的进行计算。其它影响是我们在工程设计中需要注意和考虑的，因为它可能影响我们的设计方案。
3）渗透变形及判别
3.1）渗透变形的类型土的渗透破坏是由土的渗透变形引起的，由渗透水流引起的渗透变形
2）渗透系数的确定
2.1）单层土渗透系数的确定单层土的渗透系数是由现场或室内实验确定的。工程设计中土的渗透
系数作为基本资料由地勘专业提供。单层土假定为各向同性土，则土中任意一点、任意方向的渗透系数相等，即Kx=Ky=Kz。
2.2）各向已性土渗透系数的确定实际工程中的土层一般都具有各向异性，如冲积土层、碾压土层等。
渗流计算
（焦建华）
中山市水利水电勘测设计咨询有限公司
2010.12.30
一、渗流计算的基本知识1
一）、渗透与渗透影响1
1）渗透1
2）渗透影响1
3）渗透变形及判别2
二）、渗流计算的基本原理及渗透系数3
1）达西定律3
2）渗透系数的确定3
3）渗透系数的应用5
三）ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ渗流计算的基本方程6
二、大坝、堤防渗流计算6
由于层次的存在，土层的水平向渗透系数长大于垂直向渗透系数。对各种
异性土（包括任意倾斜方向的不同渗透性），可把渗透区边界（包括建筑物
的地下轮廓）的水平尺寸剩以因数α，
kZ
kX，转化为各向同性均质地
基，其平均渗透系数k
kxkz
。进行渗流计算后得各点水头后，再把水
平尺寸除以α，就恢复为原各向异性土层的图形。2.3）多层土渗透系数的确定一般天然沉积的地层常由渗透性不同且厚度不一的多层土组成，碾压
堤防稳定计算
堤防稳定计算9．1 渗流及渗透稳定计算9．1．1 堤防应进行渗流及渗透稳定计算，计算求得渗流场内的水头、压力、比降、渗流量等水力要素，应进行渗透稳定分析，并应选择经济合理的防渗、排水设计方案或加固补强方案。
9．1．2 土堤渗流计算断面应具有代表性，并应进行下列计算，计算应符合本规范附录E 的有关规定:1 应核算在设计洪水或设计高潮持续时间内浸润线的位置，当在背水侧堤坡逸出时，应计算出逸点的位置、逸出段与背水侧堤基表面的出逸比降。
2 当堤身、堤基土渗透系数大于或等于1×10-3cm/s时，应计算渗流量。
3 应计算洪水或潮水水位降落时临水侧堤身内的自由水位。
9．1．3 河、湖的堤防渗流计算应计算下列水位的组合:1 临水侧为设计洪水位，背水侧为相应水位。
2 临水侧为设计洪水位，背水侧为低水位或无水。
3 洪水降落时对临水侧堤坡稳定最不利的情况。
9．1．4 感潮河流河口段的堤防渗流计算应计算下列水位的组合:1 以设计潮水位或台风期大潮平均高潮位作为临海侧水位，背海侧水位为相应的水位、低水位或无水等情况。
2 以大潮平均高潮位计算渗流浸润线。
3 以平均潮位计算渗流量。
4 潮位降落时对临水侧堤坡稳定最不利的情况。
9．1．5 进行渗流计算时，对比较复杂的地基情况可作适当简化，并应符合下列规定:1 对于渗透系数相差5倍以内的相邻薄土层可视为一层，可采用加权平均的渗透系数作为计算依据。
2 双层结构地基，当下卧土层的渗透系数小于上层土层的渗透系数100倍及以上时，可将下卧土层视为不透水层；表层为弱透水层时，可按双层地基计算。
3 当直接与堤底连接的地基土层的渗透系数大于堤身的渗透系数100倍及以上时，可视为堤身不透水，可仅对堤基进行渗流计算。
9．1．6 渗透稳定应进行下列判断和计算:1 土的渗透变形类型。
2 堤身和堤基土体的渗透稳定。
3 堤防背水侧渗流出逸段的渗透稳定。
9．1．7 土的渗透变形类型的判定，应按现行国家标准《水利水电工程地质勘察规范》GB 50487 的有关规定执行。
防洪工程堤防渗流稳定计算
防洪工程渗流及渗透稳定计算5.6.1渗流及渗透稳定计算1）渗流分析的目的（1）确定堤身浸润线及下游逸出点位置，以便核算堤坡稳定。
（2）估算堤身、堤基的渗透量。
（3）求出局部渗流坡降，验算发生渗透变形的可能。
概括以上分析，对初步拟定的土堤剖面进行修改，最后确定土堤剖面及主渗，排水设备的型式及尺寸。
2）渗流分析计算的原则（1）土堤渗流分析计算断面应具有代表性。
（2）土堤渗流计算应严格按照《堤防工程设计规范》（GB50286-981）第8.1.2条及本规范附录E的有关规定执行。
3）渗流分析计算的内容（1）核算在设计洪水持续时间内浸润线的位置，当在背水侧堤坡逸出时，应计算出逸点位置，逸出段与背水侧堤基表面的出逸比降。
（2）当堤身、堤基土渗透系数K≥10-3cm/s时，应计算渗流量。
（3）设计洪水位降落时临水侧堤身内自由水位。
4）堤防渗流分析计算的水位组合（1）临水侧为设计洪水位，背水侧为相应水位。
（2）临水侧为设计洪水位，背水侧无水。
（3）洪水降落时对临水侧堤坡稳定最不利情况。
5）渗透计算方法堤防渗流分析计算方法按照《堤防工程设计规范》（GB50286-98）附录E3的透水堤基均质土堤渗流计算即——渗流问题的水力学解法。
6）土堤渗流分析计算计算锡泊河左岸（0-468）横断面，堤高5.05米（P=2%），半支箭左岸（0+302.25）横断面，堤高 6.46米（P=2%），该两段堤防均属于 2级堤防，堤防渗流计算断面采用1个断面计算即可。
采用《堤防工程设计规范》中透水堤基均质土堤下游坡无排水设备或有贴坡式排水稳定渗流计算公式：T H LT H H D88.0m k q q11210）（（E.3.1）Hm m b 121）（H HL （E2.1-3）11112m m H L（E2.1-4）当K ≤ｋ0时h 0=a+H 2=q ÷TH am T K H am H m mK 44.0)(5.0)5.0()5.0(122022222+H 2……………（E.3.2-2）对于各种情况下坝体浸润线均可按下式确定X=k ·T'0q h y+k'2202q h y……………（E.3.2-6）式中：q'= ）（021112211m 2m 2kh m H Lh H +0211010m k h m H Lh H T（E.3.2-7）k ——堤身渗透系数；k 0——堤基渗透系数；H 1——水位到坝脚的距离（m ）；H 2——下游水位（m ）；H ——堤防高度（m ）；q ——单位宽度渗流量（m 3/s ·m ）；m 1——上游坡坡率，m 1=3.0；m2——下游坡坡率，m2=3.0；b——坝体顶部宽度 6.0m；h0——下游出逸点高度（m）；锡伯河采用数据列表如下：物理特性筑堤土料单层堤基土质低液限粉土圆砾渗透系数（cm/s） 2.7×10-4 3.2×10-1摩擦角（度）26 32粘结力（kpa）35 0半支箭采用数据列表如下：物理特性筑堤土料双层堤基土质低液限粉土4m段粉土6m段圆砾渗透系数（cm/s） 2.7×10-44m段 3.16m段 1.8×10-1摩擦角（度）26 4m段26.36m段31 粘结力（kpa）35 4m段216m段0 渗流计算结果正常工况锡伯河渗流计算结果表工况H1（m）q（m3/d·m）q'（m3/d·m）设计深 2.08 146.84 168锡伯河浸润线计算结果：X 6.240 8.562 20.175 29.465 Y 2.080 1.557 0.847 0.278锡伯河防洪堤筑堤土为低液限粉土，基础为砂砾基础，强透水地基，堤身部分为相对不透水层，基础和堤身渗透系数相差100倍以上，下游无水，经计算堤身和堤脚无无出逸点，渗流稳定。
堤防渗流计算
堤防渗流计算（有详细的计算过程和程序）根据堤《防工程设计规范GB50286-98 》附录E.2.1 不透水堤基均质土堤下游无排水设备或有贴坡式排水项目计算式数值单位备注上游坡度m1 = 3 = 3 / 1:m1下游坡度m2 = 3 = 3 / 1:m2堤顶宽度B = 6 = 6 m堤顶高程▽顶 = 27 = 27 m堤底高程▽底 = 17 = 17 m上游水位▽1 = 24.8 = 24.8 m下游水位▽2 = 18 = 18 m渗透系数k = 1.00E-05 = 1.00E-05 m/s堤身高度H = 27-17 = 10 m上游水深H1 = 24.8-17 = 7.8 m下游水深H2 = 18-17 = 1 mL = (27-24.8)×3+6+10×3 = 42.6 m 上有水面至下游堤脚ΔL = 3×7.8/(2×3+1) = 3.343 m m1H1/(2m1+1)L1 = 42.6+3.343 = 45.943 m L+ΔL试算法计算逸出高度h0，假设h0的试算范围h01～h02，计算的步长以及精度h01 = 1 = 1 mh02 = 10 = 10 m步长 = 0.02 = 0.02 m精度 = 0.01 = 0.01 m试算得到h0 = 2.54 = 2.54 m 手动输入q/k = (7.8^2-2.54^2)/(2×(45.943-3×2.54)) = 0.7096 mq/k = 0.7047 = 0.7047 m平均q/k = (0.7096+0.7047)/2 = 0.7072 m平均渗流量q = 0.7072×0.00001 = 7.07E-06 m3/s/m浸润线方程 y=SQRT(6.4516+1.4144x)下游坝坡最大渗出坡降J = 1/3 = 0.333 / 1/m2附录E.2.2 不透水堤基均质土堤下游设褥垫式排水项目计算式数值单位备注上游坡度m1 = 3 = 3 / 1:m1下游坡度m2 = 5 = 5 / 1:m2堤顶宽度B = 6 = 6 m堤顶高程▽顶 = 27 = 27 m上游水位▽1 = 24.8 = 24.8 m下游水位▽2 = 18 = 18 m褥垫长度Lr = 5 = 5 m 到下游堤脚渗透系数k = 1.00E-05 = 1.00E-05 m/s堤身高度H = 27-17 = 10 m上游水深H1 = 24.8-17 = 7.8 m下游水深H2 = 18-17 = 1 mL = (27-24.8)×3+6+10×5-5 = 57.6 m 上游水面至褥垫ΔL = 3×7.8/(2×3+1) = 3.343 m m1H1/(2m1+1)L1 = 57.6+3.343 = 60.943 m L+ΔL逸出高度h0 = SQRT(60.943^2+7.8^2)-60.943 = 0.497 m 排水体工作长度a0 = 0.497/2 = 0.249 m h0/2q/k = 0.497 = 0.497 m h0渗流量q = 0.497×0.00001 = 4.97E-06 m3/s/m浸润线方程 y=SQRT(0.247-0.994x)下游坝坡最大渗出坡降J = 1/5 = 0.2 / 1/m2附录E.2.3 不透水堤基均质土堤下游设棱体排水项目计算式数值单位备注上游坡度m1 = 3 = 3 / 1:m1下游坡度m2 = 5 = 5 / 1:m2堤顶宽度B = 6 = 6 m堤顶高程▽顶 = 27 = 27 m上游水位▽1 = 24.8 = 24.8 m下游水位▽2 = 18 = 18 m棱体顶高程 = 19 = 19 m 到下游堤脚棱体临水坡坡率m3 = 2 = 2 / 1:m3渗透系数k = 1.00E-05 = 1.00E-05 m/s堤身高度H = 27-17 = 10 m棱体高度HL = 19-17 = 2 m上游水深H1 = 24.8-17 = 7.8 m下游水深H2 = 18-17 = 1 mL = (27-24.8)×3+6+10×5-2×5-2×2 = 48.6 m 上游水面至棱体ΔL = 3×7.8/(2×3+1) = 3.343 m m1H1/(2m1+1)L1 = 48.6+3.343 = 51.943 m L+ΔL系数c = 1.115 = 1.115 / 与m3有关逸出高度h0 = 1+SQRT((1.115×51.943)^2+(7.8-1)^2)-1.115×51.943 = 1.398 m q/k = (7.8^2+1.398^2)/(2×51.943) = 0.604 m渗流量q = 0.604×0.00001 = 6.04E-06 m3/s/m浸润线方程 y=SQRT(1.9544-1.208x)下游坝坡最大渗出坡降J = 1/5 = 0.2 / 1/m2附录E.3.1 透水堤基无排水附录E.3.1 透水堤基均质土堤下游无排水设备或有贴坡式排水项目计算式数值单位备注1.计算参数上游坡度m1 = 3 = 3 / 1:m1下游坡度m2 = 5 = 5 / 1:m2堤顶宽度B = 6 = 6 m堤顶高程▽顶 = 27 = 27 m堤底高程▽底 = 17 = 17 m透水地基底高程▽底 = 7 = 7 m 不透水地基顶高程上游水位▽1 = 24.8 = 24.8 m下游水位▽2 = 18 = 18 m渗透系数k = 1.00E-05 = 1.00E-05 m/s堤基渗透系数k0 = 5.00E-05 = 5.00E-05 m/s2.不透水堤基对应渗流量计算堤身高度H = 27-17 = 10 m上游水深H1 = 24.8-17 = 7.8 m下游水深H2 = 18-17 = 1 mL = (27-24.8)×3+6+10×5 = 62.6 m 上有水面至下游堤脚ΔL = 3×7.8/(2×3+1) = 3.343 m m1H1/(2m1+1)L1 = 62.6+3.343 = 65.943 m L+ΔL试算法计算逸出高度h0，假设h0的试算范围h01～h02，计算的步长以及精度h01 = 1 = 1 mh02 = 10 = 10 m步长 = 0.02 = 0.02 m精度 = 0.01 = 0.01 m试算得到h0 = 2.54 = 2.8 m 程序计算q/k = (7.8^2-2.8^2)/(2×(65.943-5×2.8)) = 0.5102 mq/k = 0.5011 = 0.5011 m平均q/k = (0.5102+0.5011)/2 = 0.5057 m平均渗流量qD = 0.5057×0.00001 = 5.06E-06 m3/s/m浸润线方程 y=SQRT(7.84+1.0114x)下游坝坡最大渗出坡降J = 1/5 = 0.2 / 1/m23.堤基渗流量计算透水地基厚度T = 17-7 = 10 m堤基渗流量q基 = 0.00005×(7.8-1)×10/(62.6+5×7.8+0.88×10) = 3.08E-05 m3/s/m4.总渗流量 = 0.00000506+0.0000308 = 3.59E-05 m3/s/m5.浸润线计算h01 = 1 = 1 mh02 = 10 = 10 m步长 = 0.001 = 0.001 m精度 = 0.001 = 0.001 m试算得到h0 = 2.0361 = 1.894 m 程序计算q“ = 3.55212E-05 = 3.55E-05 m3/s/m浸润线方程 x=14.0766(y-1.894)+0.1408(y^2-3.5872)附录E.3.2 透水堤基均质土堤下游设褥垫式排水项目计算式数值单位备注1.计算参数上游坡度m1 = 3 = 3 / 1:m1下游坡度m2 = 5 = 5 / 1:m2堤顶宽度B = 6 = 6 m堤顶高程▽顶 = 27 = 27 m堤底高程▽底 = 17 = 17 m透水地基底高程▽底 = 7 = 7 m 不透水地基顶高程上游水位▽1 = 24.8 = 24.8 m下游水位▽2 = 18 = 18 m褥垫长度Lr = 5 = 5 m 到下游堤脚渗透系数k = 1.00E-05 = 1.00E-05 m/s堤基渗透系数k0 = 5.00E-05 = 5.00E-05 m/s2.不透水堤基对应渗流量计算堤身高度H = 27-17 = 10 m上游水深H1 = 24.8-17 = 7.8 m下游水深H2 = 18-17 = 1 mL = (27-24.8)×3+6+10×5-5 = 57.6 m 上游水面至褥垫ΔL = 3×7.8/(2×3+1) = 3.343 m m1H1/(2m1+1)L1 = 57.6+3.343 = 60.943 m L+ΔL逸出高度h0 = SQRT(60.943^2+7.8^2)-60.943 = 0.497 m排水体工作长度a0 = 0.497/2 = 0.249 m h0/2q/k = 0.497 = 0.497 m h0渗流量qD = 0.497×0.00001 = 4.97E-06 m3/s/m浸润线方程 y=SQRT(0.247-0.994x)下游坝坡最大渗出坡降J = 1/5 = 0.2 / 1/m22.堤基渗流量计算透水地基厚度T = 17-7 = 10 m堤基渗流量q基 = 0.00005×(7.8-1)×10/(57.6+5×7.8+0.88×10) = 3.23E-05 m3/s/m3.总渗流量 = 0.00000497+0.00003226 = 3.72E-05 m3/s/m4.浸润线计算逸出高度h0 = 0.00003723/(0.00001+0.00005/0.44) = 0.301 mq“ = 4.4223E-05 = 4.42E-05 m3/s/m浸润线方程 x=11.3071(y-0.301)+0.1131(y^2-0.0906)附录E.4 不稳定渗流计算附录E.4 不稳定渗流计算项目计算式数值单位备注上游坡度m1 = 3 = 3 / 1:m1下游坡度m2 = 5 = 5 / 1:m2堤顶宽度B = 6 = 6 m堤顶高程▽顶 = 27 = 27 m堤底高程▽底 = 17 = 17 m上游水位▽1 = 24.8 = 24.8 m下游水位▽2 = 18 = 18 m土的孔隙率n = 88.00% = 88.00% / 到下游堤脚土的饱和度SW％ = 50.00% = 50.00% / 到下游堤脚渗透系数k = 1.00E-05 = 1.00E-05 m/s洪水持续时间t = 11 = 11 天 950400妙土的有效孔隙率n0 = 0.88×(1-0.5) = 44.00% / 到下游堤脚上游水位处堤宽b“ = 6+(27-24.8)×(3+5) = 23.6 m上游水深H = 24.8-17 = 7.8 m渗流在背坡出现所需时间T = 0.44×7.8×(3+5+23.6/7.8)/(4×0.00001) = 946000 s 10.949天洪水持续时间t = 11天 > 10.949天不需计算浸润线锋面距迎水坡脚距离L浸润线锋面距迎水坡脚距离L = 2×SQRT(0.00001×7.8×946000/0.44) = 25.9 m m1H1/(2m1+1)附录E.5 背水坡渗流出口比降计算项目计算式数值单位备注1.计算参数下游坡度m2 = 5 = 5 / 1:m2堤底高程▽底 = 17 = 17 m下游水位▽2 = 18 = 18 m逸出高度h0 = 2.54 = 2.54 m下游水深H2 = 18-17 = 1 m2.不透水地基逸出坡降计算2.1 下游无水时渗出点A坡降Jo = 1/SQRT(1+5^2) = 0.196 /堤坡与不透水面交点B坡降Jo = 1/5 = 0.2 / 1/m22.2 下游有水时渗出段AB内的点计算点高程 = 19 = 19 m AB段(18~19.54)内y = 19-17 = 2 / AB段(2.54~1)内渗出点A坡降Jo = 1/SQRT(1+5^2) = 0.196 /n = 0.25×1/2.54 = 0.098 /计算点坡降J = 0.196×((2.54-1)/(2-1))^0.098 = 0.204 / 在下游坡面渗出浸没段BC内的点适用于y/H2<0.95y = 17.7-17 = 0.7 / BC段(0~0.95)内背坡与水平面夹角απ = atan(1/5) = 0.197 rad 11.287度α = 0.197/π = 0.063 /a0 = 1/(2×(0.063×(5+0.5)×SQRT(1+5^2))) = 0.283 /b0 = 5/(2×(5+0.5)^2) = 0.083 /1/2α-1 1/(2×0.063)-1 = 6.937 /计算点坡降J = 0.283×(0.7/1)^6.937/(1+0.083×1/(2.54-1)) = 0.023 / 3.透水地基逸出坡降计算3.1 下游无水时渗出段AB内的点计算点高程 = 19 = 19 m AB段(17~19.54)内y = 19-17 = 2 / AB段(0~2.54)内计算点坡降J = 1/SQRT(1+5^2)×(2.54/2)^0.25 = 0.208 /地基段BC内的点计算点与堤脚距离x = 3 = 3 m计算点坡降J = 1/(2×SQRT(5))×SQRT(2.54/3) = 0.206 /3.2 下游有水时渗出段AB内的点计算点高程 = 19 = 19 m AB段(18~19.54)内y = 19-17 = 2 / AB段(1~2.54)内计算点坡降J = 1/SQRT(1+5^2)×(2.54/2)^0.25 = 0.208 /浸没坡段BC内的点y = 17.7-17 = 0.7 / BC段(0~2.54)内背坡与水平面夹角απ = atan(1/5) = 0.197 rad 11.287度α = 0.197/π = 0.063 /α1 = 1/(1+0.063) = 0.941 / 1/(1+α)l1 = 2.54×5 = 12.7 / h0×m2l2 = 1×5 = 5 / H2×m2r = 0.7×5 = 3.5 / y×m2计算点坡降J = 0.234 = 0.234 / 在下游坡面渗出浸没地基面段CD内的点计算点距堤脚距离x = 2 = 2 m计算点坡降J = 0.108 = 0.108 / 在下游坡面渗出附录E.6 水位降落时均质土堤的浸润线项目计算式数值单位备注1.计算参数上游坡度m1 = 3 = 3 / 1:m1堤底高程▽底 = 17 = 17 m堤身土料渗透系数k = 1.00E-05 = 1.00E-05 m/s ＝ 0.001cm/s ＝ 0.864m/d 土体的孔隙率n = 39.70% = 39.70% /降前水位▽1 = 27 = 27 m 0.0003125m/s降后水位▽0 = 20 = 20 m 0.00023148m/s水位降落所需时间T = 22 = 22 h = 79200 秒 = 0.9167 天计算上游浸润线时间t = 15 = 15 h = 54000 秒 = 0.625 天2.h0(t)计算降前水深H1 = 27-17 = 10 m ▽1-▽底降后水深H0 = 20-17 = 3 m ▽0-▽底降距H = 10-3 = 7 m H1-H0水位降落的速度V = 7/(22/24) = 7.636 m/d = 0.00009m/s= 0.00212m/h百分数α = 113.7×(0.0001175)^(0.607^(6+log(0.001)))/100 = 15.03% / 公式一给水度μ = 0.1503×0.397 = 0.0597 /k/(μV) = 0.864/(0.0597×7.636) = 1.895 / 1/10<k/(μV)<60，需要计算浸润线0.31H(1/T)(k/(μV))1/4 = 0.31×7×1/79200×(1.895)^(1/4) = 0.0000321 /h0(t) = 7-0.0000321th0(t) = 7-0.0000321×54000 = 5.2666 m t = 15h = 54000s3.试算法计算t时刻渗流量q(t)和上游坡出渗点高度he(t)he(t)1 = 3+0.01 = 3.01 m H0+Stephe(t)2 = 3+5.2666 = 8.267 m H0+h0(t)步长Step = 0.01 = 0.01 m精度 = 0.001 = 0.001 mL = 10×3 = 30 m H1×m1试算得到he(t) = 5.34 = 5.34 m 程序计算q/k1 = ((3+5.2666)^2-5.34^2)/(2×(30-3×5.34)) = 1.424 mq/k2 = (5.34-3)/3×(1+ln(5.34/(5.34-3))) = 1.424 m平均q/k = (1.424+1.424)/2 = 1.424 m平均渗流量q = 1.424×0.00001 = 1.42E-05 m3/s/m4.计算t时刻上游段浸润线[H0+h0(t)]2 = (3+5.2666)^2 = 68.3367 m22q/k = 2×1.424 = 2.848 m浸润线方程 y=SQRT(68.3367-2.848x)附录E.7.1 背水侧无限长双层堤基渗流计算和覆盖的计算附录E.7 双层堤基渗流计算和覆盖的计算附录E.7.1 背水侧无限长双层堤基渗流计算和覆盖的计算项目计算式数值单位备注1.计算参数上游坡度m1 = 3 = 3 / ( 1:m1 )下游坡度m2 = 5 = 5 / ( 1:m2 )堤顶宽度B = 6 = 6 m堤顶高程▽顶 = 27 = 27 m堤底高程▽底 = 17 = 17 m弱透水地基底高程▽弱 = 7 = 10 m强透水地基底高程▽强 = 7 = 5 m上游水位▽1 = 24.8 = 24.8 m下游水位▽2 = 18 = 18 m堤底高程▽底 = 17 = 17 m迎水侧有限长度L = 100 = 100 m堤身土料渗透系数k = 1.00E-05 = 1.00E-05 m/s ( ＝ 0.001cm/s ＝ 0.864m/d ) 弱透水堤基渗透系数k1 = 5.00E-05 = 5.00E-05 m/s ( ＝ 0.005cm/s ＝ 4.32m/d ) 强透水堤基渗透系数k0 = 7.00E-03 = 7.00E-03 m/s ( ＝ 0.7cm/s ＝ 604.8m/d )2.越流系数A计算k0/k1 = 0.007/0.00005 = 140 / ( 属于双层堤基 )堤身高度Hd = 27-17 = 10 m ( ▽顶-▽底 )上游水深H = 24.8-17 = 7.8 m ( ▽1-▽底 )弱透水层厚度T1 = 17-10 = 7 m ( ▽底-▽弱 )强透水层厚度T0 = 10-5 = 5 m ( ▽弱-▽强 )堤底宽度b = 6+10×(3+5) = 86 m ( B+Hd×(m1+m2) )越流系数A = SQRT(0.00005/(0.007×7×5)) = 0.014 m-13.弱透水层CD段承压水头计算(x以下游堤脚为原点，向下游为正)计算点坐标x = 10 = 10 m ( x>0 )h = 7.8×e^(-0.014×10)/(1+0.014×86-th(0.014×100)) = 5.142 m4.弱透水层CD段承压水头计算(x’以下游堤脚为原点，向上游为正)计算点坐标x’ = 10 = 10 m ( x’>0 )h = 7.8×(1+0.014×10)/(1+0.014×86-th(0.014×100)) = 6.743 m计算简图参看规范图E.7.1附录E.7.2 透水地基上弱透水层等厚有限长附录E.7 双层堤基渗流计算和覆盖的计算附录E.7.2 透水地基上弱透水层等厚有限长，强透水层无限长双层堤基渗流计算项目计算式数值单位备注1.计算参数上游坡度m1 = 3 = 3 / ( 1:m1 )下游坡度m2 = 3 = 3 / ( 1:m2 )堤顶宽度B = 6 = 6 m堤顶高程▽顶 = 27 = 27 m堤底高程▽底 = 17 = 17 m弱透水地基底高程▽弱 = 7 = 10 m强透水地基底高程▽强 = 7 = 5 m上游水位▽1 = 24.8 = 24.8 m下游水位▽2 = 18 = 18 m迎水侧有限长度L1 = 30 = 30 m ( 弱透水地基 )背水侧有限长度L2 = 100 = 100 m ( 弱透水地基 )堤身土料渗透系数k = 1.00E-05 = 1.00E-05 m/s ( ＝ 0.001cm/s ＝ 0.864m/d ) 弱透水堤基渗透系数k1 = 5.00E-05 = 5.00E-05 m/s ( ＝ 0.005cm/s ＝ 4.32m/d ) 强透水堤基渗透系数k0 = 7.00E-03 = 7.00E-03 m/s ( ＝ 0.7cm/s ＝ 604.8m/d ) 2.越流系数A计算k0/k1 = 0.007/0.00005 = 140 / ( >100，属于双层堤基 )弱透水层厚度T1 = 17-10 = 7 m ( ▽底-▽弱 )强透水层厚度T0 = 10-5 = 5 m ( ▽弱-▽强 )堤身高度Hd = 27-17 = 10 m ( ▽顶-▽底 )上游水面距不透水地基H = 24.8-5 = 19.8 m ( ▽1-▽强 )堤底距不透水地基H1 = 17-5 = 12 m ( ＝▽底-▽强＝ T1+T0 )弱透水层底距不透水地基H0 = 10-5 = 5 m ( ▽弱-▽强 )堤底宽度b = 6+10×(3+3) = 66 m ( B+Hd×(m1+m2) )越流系数A = SQRT(0.00005/(0.007×7×5)) = 0.014 m-1A(0.441T0) = 0.014×0.441×5 = 0.031 / ( <1，公式适用 )d’ 1/0.014×arth(0.031) = 2.215 m ( = 1/Aarth(A(0.441T0)) )3.试算法计算ζ以确定出逸段与非出逸段的分界点，假设ζ的试算范围ζ1～ζ2，计算的步长以及精度ζ 1 = 0.0001 = 0 m ( = precision )ζ 2 = 100 = 100 m ( = L2 )步长STEP = 0.01 = 0.01 m精度precision = 0.0001 = 0.0001 m试算得到ζ = 64.46 = 64.46 m ( 程序计算 )方程左边 = 0.105 = 0.105 m ( 程序计算 )方程右边 = 0.105 = 0.105 m ( 程序计算 )4.出逸段AB透水层水位计算(x以下游堤脚为原点，向下游为正)计算点坐标x = 10 = 10 m ( 0 < x < 35.54 = L2-ζ )h = 1.482 = 1.482 m5.非出逸段BC透水层水位计算(x’以弱透水层最下游点为原点，向上游为正)计算点坐标x’ = 10 = 10 m ( 0 < x’ < 64.46 = ζ )x’/T0 = 10/5 = 2 mΔ0 = (12-5)×0.441×5/(64.46+0.441×5) = 0.232 mΔx’/Δ0 = 0 = 0 mΔx’ = 0.232×0 = 0 mh = 5+(12-5)×(10+0.441×5)/(64.46+0.441×5)-0 = 6.282 m5.非出逸段BC透水层水位计算(x’以弱透水层最下游点为原点，向上游为正)计算点坐标x’ = 2.1 = 2.1 m ( 0 < x’ < 64.46 = ζ )x’/T0 = 2.1/5 = 0.42 mΔ0 = (12-5)×0.441×5/(64.46+0.441×5) = 0.232 mΔx’/Δ0 = 0.246 = 0.246 m ( 查表E.7.2 )Δx’ = 0.232×0.246 = 0.057 mh = 5+(12-5)×(2.1+0.441×5)/(64.46+0.441×5)-0.057 = 5.395 m附录E.7.2 透水地基上弱透水层不等厚或不均质附录E.7 双层堤基渗流计算和覆盖的计算附录E.7.2 透水地基上弱透水层不等厚或不均质，强透水层无限长双层堤基渗流计算项目计算式数值单位备注1.计算参数上游坡度m1 = 3 = 3 / ( 1:m1 )下游坡度m2 = 5 = 5 / ( 1:m2 )堤顶宽度B = 6 = 6 m堤顶高程▽顶 = 27 = 27 m堤底高程▽底 = 17 = 17 m弱透水地基底高程▽弱 = 10 = 10 m强透水地基底高程▽强 = 7 = 7 m上游水位▽1 = 24.8 = 24.8 m下游水位▽2 = 18 = 18 m弱透水层无限长强透水堤基渗透系数k0 = 7.00E-03 = 7.00E-03 m/s ( ＝ 0.7cm/s ＝ 604.8m/d ) 2.递推计算下游等效长度S下下游弱透水层分段数N = 3 = 3 段 ( 以不等厚或不均质分 )2.1递推计算段次 = 0 = 0强透水层厚度T0 = 10-7 = 3 m ( ▽弱-▽强 )等效长度S0 = 0 = 0 m ( 取0 )D0 = (1/0.022+0)/(1/0.022-0) = 1 /段次 = 1第1段渗透系数k1 = 5.00E-05 = 5.00E-05 m/s ( ＝ 0.005cm/s ＝ 4.32m/d )第1段厚度t1 = 5 = 5 m第1段长度L1 = 6 = 6 m越流系数A1 = SQRT(0.00005/(0.007×3×5)) = 0.022 m-1β1 = 2×0.022×6 = 0.264 / ( 2AiLi )等效长度S1 = 1/0.022×(1×e^0.264-1)/(1×e^0.264+1) = 5.965 mD1 = (1/0.028+5.965)/(1/0.028-5.965) = 1.401 m段次 = 2第2段渗透系数k2 = 5.00E-05 = 5.00E-05 m/s ( ＝ 0.005cm/s ＝ 4.32m/d )第2段厚度t2 = 3 = 3 m第2段长度L2 = 10 = 10 m越流系数A2 = SQRT(0.00005/(0.007×3×3)) = 0.028 m-1β2 = 2×0.028×10 = 0.56 / ( 2AiLi )等效长度S2 = 1/0.028×(1.401×e^0.56-1)/(1.401×e^0.56+1) = 15.026 m D2 = (1/0.035+15.026)/(1/0.035-15.026) = 3.219 m ( ▽底-▽弱 )段次 = 3第3段渗透系数k3 = 5.00E-05 = 5.00E-05 m/s ( ＝ 0.005cm/s ＝ 4.32m/d ) 第3段厚度t3 = 2 = 2 m第3段长度L3 = 30 = 30 m越流系数A3 = SQRT(0.00005/(0.007×3×2)) = 0.035 m-1β3 = 2×0.035×30 = 2.1 / ( 2AiLi )等效长度S3 = 1/0.035×(3.219×e^2.1-1)/(3.219×e^2.1+1) = 26.477 m2.2下游等效长度S下 = 26.477 = 26.477 m ( 即等效长度S3 )3.递推计算下游等效长度S上上游弱透水层分段数N = 3 = 3 段 ( 以不等厚或不均质分 )3.1 递推计算段次 = 0 = 0强透水层厚度T0 = 15.026-3.219 = 11.807 m ( ▽弱-▽强 )等效长度S0 = 0 = 0 m ( 取0 )D0 = (1/0.018+0)/(1/0.018-0) = 1 /段次 = 1第1段渗透系数k1 = 5.00E-05 = 5.00E-05 m/s ( ＝ 0.005cm/s ＝ 4.32m/d ) 第1段厚度t1 = 7 = 7 m第1段长度L1 = 10 = 10 m越流系数A1 = SQRT(0.00005/(0.007×3×7)) = 0.018 m-1β1 = 2×0.018×10 = 0.36 / ( 2AiLi )等效长度S1 = 1/0.018×(1×e^0.36-1)/(1×e^0.36+1) = 9.893 mD1 = (1/0.022+9.893)/(1/0.022-9.893) = 1.556 m段次 = 2第2段渗透系数k2 = 5.00E-05 = 5.00E-05 m/s ( ＝ 0.005cm/s ＝ 4.32m/d )第2段厚度t2 = 5 = 5 m第2段长度L2 = 6 = 6 m越流系数A2 = SQRT(0.00005/(0.007×3×5)) = 0.022 m-1β2 = 2×0.022×6 = 0.264 / ( 2AiLi )等效长度S2 = 1/0.022×(1.556×e^0.264-1)/(1.556×e^0.264+1) = 15.413 mD2 = (1/0.028+15.413)/(1/0.028-15.413) = 2.518 m ( ▽底-▽弱 )段次 = 3第3段渗透系数k3 = 5.00E-05 = 5.00E-05 m/s ( ＝ 0.005cm/s ＝ 4.32m/d )第3段厚度t3 = 3 = 3 m第3段长度L3 = 50 = 50 m越流系数A3 = SQRT(0.00005/(0.007×3×3)) = 0.028 m-1β3 = 2×0.028×50 = 2.8 / ( 2AiLi )等效长度S3 = 1/0.028×(2.518×e^2.8-1)/(2.518×e^2.8+1) = 34.03 m3.2 上游等效长度S上 = 34.03 = 34.03 m ( 即等效长度S3 )4. 背水侧弱透水层下各点的承压水头计算(x以下游堤脚原点，向下游为正)计算点坐标x = 10 = 10 m ( x > 0 )上下游水头差H = 24.8-18 = 6.8 m堤身高度Hd = 27-17 = 10 m ( ▽顶-▽底 )堤底宽度b = 6+10×(3+5) = 86 m ( B+Hd×(m1+m2) )计算点的承压水头h = (26.477-10)×6.8/(34.03+86+26.477) = 0.765 m ( x = 10m )附录E.7.4 递推公式计算盖重最后一个了，本堤防渗流计算到此结束，谢谢支持！附录E.7 双层堤基渗流计算和覆盖的计算附录E.7.4 递推公式计算盖重项目计算式数值单位备注1.计算参数上游坡度m1 = 3 = 3 / ( 1:m1 )下游坡度m2 = 5 = 5 / ( 1:m2 )堤顶宽度B = 6 = 6 m堤顶高程▽顶 = 27 = 27 m堤底高程▽底 = 17 = 17 m弱透水地基底高程▽弱 = 10 = 10 m强透水地基底高程▽强 = 7 = 7 m上游水位▽1 = 24.8 = 24.8 m下游水位▽2 = 18 = 18 m弱透水层无限长强透水堤基渗透系数k0 = 7.00E-03 = 7.00E-03 m/s ( ＝ 0.7cm/s ＝ 604.8m/d ) 2.递推计算下游等效长度S下下游弱透水层分段数N = 3 = 3 段 ( 以不等厚或不均质分 )2.1递推计算段次 = 0 = 0强透水层厚度T0 = 10-7 = 3 m ( ▽弱-▽强 )等效长度S0 = 0 = 0 m ( 取0 )D0 = (1/0.022+0)/(1/0.022-0) = 1 /段次 = 1第1段渗透系数k1 = 5.00E-05 = 5.00E-05 m/s ( ＝ 0.005cm/s ＝ 4.32m/d ) 第1段厚度t1 = 5 = 5 m第1段长度L1 = 6 = 6 m是否有盖重无盖重盖重厚度t’ = 1 = 0 m盖重渗透系数k’ = 2.00E-06 = 2.00E-06 m/s ( ＝ 0.0002cm/s ＝ 0.1728m/d ) 等效厚度t1’ = 0.00005×0/0.000002 = 0 m等效总厚度tz’ = 5+0 = 5 m越流系数A1 = SQRT(0.00005/(0.007×3×5)) = 0.022 m-1β1 = 2×0.022×6 = 0.264 / ( 2AiLi )等效长度S1 = 1/0.022×(1×e^0.264-1)/(1×e^0.264+1) = 5.965 mD1 = (1/0.028+5.965)/(1/0.028-5.965) = 1.401 m段次 = 2第2段渗透系数k2 = 5.00E-05 = 5.00E-05 m/s ( ＝ 0.005cm/s ＝ 4.32m/d ) 第2段厚度t2 = 3 = 3 m第2段长度L2 = 10 = 10 m是否有盖重无盖重盖重厚度t’ = 1 = 0 m盖重渗透系数k’ = 2.00E-06 = 2.00E-06 m/s ( ＝ 0.0002cm/s ＝ 0.1728m/d ) 等效厚度t1’ = 0.00005×0/0.000002 = 0 m等效总厚度tz’ = 3+0 = 3 m越流系数A2 = SQRT(0.00005/(0.007×3×3)) = 0.028 m-1β2 = 2×0.028×10 = 0.56 / ( 2AiLi )等效长度S2 = 1/0.028×(1.401×e^0.56-1)/(1.401×e^0.56+1) = 15.026 mD2 = (1/0.016+15.026)/(1/0.016-15.026) = 1.633 m ( ▽底-▽弱 )段次 = 3第3段渗透系数k3 = 5.00E-05 = 5.00E-05 m/s ( ＝ 0.005cm/s ＝ 4.32m/d ) 第3段厚度t3 = 2 = 2 m第3段长度L3 = 30 = 30 m是否有盖重有盖重盖重厚度t’ = 1 = 1 m盖重渗透系数k’ = 7.00E-06 = 7.00E-06 m/s ( ＝ 0.0007cm/s ＝ 0.6048m/d ) 等效厚度t1’ = 0.00005×1/0.000007 = 7.143 m等效总厚度tz’ = 2+7.143 = 9.143 m越流系数A3 = SQRT(0.00005/(0.007×3×9.143)) = 0.016 m-1β3 = 2×0.016×30 = 0.96 / ( 2AiLi )等效长度S3 = 1/0.016×(1.633×e^0.96-1)/(1.633×e^0.96+1) = 38.758 m2.2下游等效长度S下 = 38.758 = 38.758 m ( 即等效长度S3 )3.递推计算下游等效长度S上上游弱透水层分段数N = 3 = 3 段 ( 以不等厚或不均质分 )3.1 递推计算段次 = 0 = 0强透水层厚度T0 = 15.026-1.633 = 13.393 m ( ▽弱-▽强 )等效长度S0 = 0 = 0 m ( 取0 )D0 = (1/0.018+0)/(1/0.018-0) = 1 /段次 = 1第1段渗透系数k1 = 5.00E-05 = 5.00E-05 m/s ( ＝ 0.005cm/s ＝ 4.32m/d ) 第1段厚度t1 = 7 = 7 m第1段长度L1 = 10 = 10 m是否有盖重无盖重盖重厚度t’ = 0.5 = 0 m盖重渗透系数k’ = 7.00E-06 = 7.00E-06 m/s ( ＝ 0.0007cm/s ＝ 0.6048m/d ) 等效厚度t1’ = 0.00005×0/0.000007 = 0 m等效总厚度tz’ = 7+0 = 7 m越流系数A1 = SQRT(0.00005/(0.007×3×7)) = 0.018 m-1β1 = 2×0.018×10 = 0.36 / ( 2AiLi )等效长度S1 = 1/0.018×(1×e^0.36-1)/(1×e^0.36+1) = 9.893 mD1 = (1/0.015+9.893)/(1/0.015-9.893) = 1.349 m段次 = 2第2段渗透系数k2 = 5.00E-05 = 5.00E-05 m/s ( ＝ 0.005cm/s ＝ 4.32m/d ) 第2段厚度t2 = 5 = 5 m第2段长度L2 = 6 = 6 m是否有盖重有盖重盖重厚度t’ = 1 = 1 m盖重渗透系数k’ = 8.00E-06 = 8.00E-06 m/s ( ＝ 0.0008cm/s ＝ 0.6912m/d ) 等效厚度t1’ = 0.00005×1/0.000008 = 6.25 m等效总厚度tz’ = 5+6.25 = 11.25 m越流系数A2 = SQRT(0.00005/(0.007×3×11.25)) = 0.015 m-1β2 = 2×0.015×6 = 0.18 / ( 2AiLi )等效长度S2 = 1/0.015×(1.349×e^0.18-1)/(1.349×e^0.18+1) = 15.68 mD2 = (1/0.016+15.68)/(1/0.016-15.68) = 1.67 m ( ▽底-▽弱 )段次 = 3第3段渗透系数k3 = 5.00E-05 = 5.00E-05 m/s ( ＝ 0.005cm/s ＝ 4.32m/d )第3段厚度t3 = 3 = 3 m第3段长度L3 = 50 = 50 m是否有盖重有盖重盖重厚度t’ = 1 = 1 m盖重渗透系数k’ = 8.00E-06 = 8.00E-06 m/s ( ＝ 0.0008cm/s ＝ 0.6912m/d ) 等效厚度t1’ = 0.00005×1/0.000008 = 6.25 m等效总厚度tz’ = 3+6.25 = 9.25 m越流系数A3 = SQRT(0.00005/(0.007×3×9.25)) = 0.016 m-1β3 = 2×0.016×50 = 1.6 / ( 2AiLi )等效长度S3 = 1/0.016×(1.67×e^1.6-1)/(1.67×e^1.6+1) = 49.018 m3.2 上游等效长度S上 = 49.018 = 49.018 m ( 即等效长度S3 )4. 背水侧弱透水层下各点的承压水头计算(x以下游堤脚原点，向下游为正)计算点坐标x = 7 = 7 m ( x > 0 )上下游水头差H = 24.8-18 = 6.8 m堤身高度Hd = 27-17 = 10 m ( ▽顶-▽底 )堤底宽度b = 6+10×(3+5) = 86 m ( B+Hd×(m1+m2) )计算点的承压水头h = (38.758-7)×6.8/(49.018+86+38.758) = 1.243 m ( x = 7m )。
堤防渗流稳定计算的探讨及应用
堤防渗流稳定计算的探讨及应用摘要：渗透变形是造成堤防在洪水期间险情的主要原因之一，要确保堤防建设的安全运行，就要维护且保障堤防的渗流稳定性。
本文针对堤防渗流稳定计算展开分析探讨，分析了不同的建设工程对堤防渗流稳定性的影响，并以某工程为例，进行应用的探析。
关键词：堤防渗流；渗流稳定；计算；应用；达西定律前言渗流问题会出现在多种工程中，影响着工程的质量，比如土建工程、水利工程、地质工程等，其中水利工程中研究的渗流，主要针对地表下的土壤以及地表人工堆砌的土体建筑物中的渗流情况。
普遍都是在河道或者渠道上面修建水工建筑物，以土石坝，堤防最为常见，当建筑物修建完成之后，由于某些原因会造成渗流问题，建筑物或者土质地基会受到不良影响。
因此，务必要重视渗流稳定的计算。
1.影响堤防渗流稳定的因素⑴堤防渗流稳定受到穿堤建筑物的影响穿堤建筑物的修建一般都伴随着堤防局部的开挖回填，且穿堤建筑物施工结束后，建筑物与堤防之间的接触面往往最易产生渗漏通道，渗流沿着接触面逐渐将土体颗粒冲出堤防外，最终造成渗透破坏，堤防就会出现沉降和变形的情况，并且接触冲刷的发展速度往往较快，对堤防的威胁很大，严重时会造成堤防溃堤。
⑵堤防渗流稳定受到跨河堤建筑物影响在跨河桥梁建筑工程中，要跨越河流两侧的堤防，因为桥墩所埋的桩基基础相对较深，土体会受到其扰动影响而导致易透水层的出现，且桩基施工的过程中所出现的震动，也会影响到土体的结构稳定性，因此桩周容易发生绕桩渗流，特别在土质较为松软的区域受到跨河建筑物的影响更加明显，要引起重视。
⑶堤防渗流稳定受到挖掘堤防后基坑的影响建设取水泵房及取水井等建筑物的时候，普遍情况下都会在堤后挖掘基坑降水。
在汛期的时候，基坑内的低水位和堤防迎水面的水位之间所出现的水头差较大，明显提高了堤防两侧的水力坡度，使堤防的稳定性受到影响[3]。
所以，针对堤防后进行基坑挖掘的时候，要分析堤防和堤基的渗流情况，及堤防边坡的稳定性，并采取相应的工程防治措施。
土木工程中的渗流计算与防渗措施
土木工程中的渗流计算与防渗措施渗流是土木工程中常见的问题，对于工程建设的安全和可持续发展至关重要。
为了有效地控制土壤和地下水中的渗流，需要进行准确的渗流计算，并采取相应的防渗措施。
本文将介绍土木工程中的渗流计算方法，并讨论常用的防渗措施。
渗流计算是通过数学模型和实验方法来确定土体中水分和地下水的流动规律。
常用的渗流计算方法包括单位流量法、播种法、渗透仪法等。
其中，单位流量法是一种简单而有效的渗流计算方法，通过测量单位时间内通过水平单位面积的流量来估计土壤渗透能力。
该方法适用于土壤渗透能力较弱的情况。
播种法是利用植物根系的渗透能力来测定土壤的渗流能力，适用于土壤渗透能力较强的情况。
渗透仪法是一种实验方法，通过在实验室中模拟土壤渗流条件来测定土壤的渗透性。
根据渗透仪法可以确定土壤的渗透能力和压力头等参数，为工程设计提供有效的依据。
在土木工程中，为了控制渗流并保证工程安全，需要采取一系列的防渗措施。
常用的防渗措施包括降低水头、加固土体、构筑物理屏障和采取地下水位管理等措施。
降低水头是通过减少或控制水的输入量来降低渗流压力，常用的方法包括排水、防渗帷幕等。
加固土体是通过改变土壤的物理性质或增加土体的抗渗能力来达到防渗的目的，常见的做法包括土工合成材料的使用、土壤改良等。
构筑物理屏障是通过建造物理隔离层来隔离地下水流动，常用的屏障材料包括土工膜、混凝土墙等。
地下水位管理是通过控制地下水位来控制渗流，常见的方法包括设置排水系统、进行水平补给等。
除了以上常用的防渗措施，还有一些新型的防渗技术在土木工程中得到了广泛应用。
例如，渗流过程中常出现的裂缝和孔隙是渗流的主要通道，可以通过注浆、灌浆等方法来封堵这些通道，减少渗流量。
此外，还可以利用化学方法，如灌浆材料、地下水固化剂等，来增加土壤的抗渗能力，从而实现地下渗流的控制。
在土木工程中，渗流计算和防渗措施的选择需要综合考虑工程的实际情况和需求。
根据地质环境、水文条件和工程用途等因素，选取合适的渗流计算方法，并结合经济、技术和环保等因素，选择适当的防渗措施。
渗流计算
(1) 基本资料在蓄滞洪区西侧是清河，清河设计河底高程25.32~25.00m ，正常蓄水位27.60m ，20年一遇洪水位29.35~29.03m ，50年一遇洪水位29.84~29.50m ，现状堤顶高程31.0~29.90m ，现状河道边坡约1:3.6，坡脚为格栅石笼护岸。
本次堤防加固设计堤顶为31.00m ，堤顶宽度15m ，清河侧河道岸坡保持原坡度，滞洪区侧经填筑合格的筑堤土料填筑后，按1:3向滞洪区放坡。
滞洪区底高程为24.6~24.2m ，最高滞蓄洪水位28.50m ，正常蓄水位27.6m 。
由于该段堤防经常处于两水夹一堤的运行工况，需对其进行渗流稳定计算。
根据地质勘查结果， 堤身地层岩性分为3层：碎石填土层①3 ，层底标高26.32m ，层厚4.68m ；细中砂层②3，层底标高24.82m ，层厚1.50m ；圆砾层②4，层底标高20.82m ，层厚4.00m 。
(2) 计算方法坝体的渗流计算采用理正岩土工程计算分析软件，选用有限元法。
根据理正软件的说明，渗流有限元分析基本公式：式中：[K]-透水系数矩阵；{H}-总水头向量； []{}[]{}H K H M Q t ∂⎧⎫+=⎨⎬∂⎩⎭[M]-单位储水量矩阵；{Q}-流量向量；t-时间。
(3) 计算工况工况一：清河无水、滞洪区最高蓄水位28.50m。
工况二：清河50年一遇洪水位29.84m，滞洪区最低蓄水位26.00m。
工况三：清河50年一遇洪水位29.84m，滞洪区最高蓄水位28.50m。
(4) 计算结果表5-1 清河堤防渗流稳定计算成果表注：依据《水闸设计规范》表6.0.4：水平段允许渗流坡降砂壤土(换填后)取值0.25；出口段清河处粗砾加卵石允许渗流坡降取值0.50；滞洪区处壤土允许渗流坡降取值0.55。
(5) 计算结论经计算，滞洪区段清河堤防加固后渗透坡降均小于允许渗透坡降，满足规范规定的渗流稳定要求，不会造成渗流破坏。
防洪堤渗流稳定的计算方法和对应的工程措施
防洪堤渗流稳定的计算方法和对应的工程措施瀑河三期为山区河道，地基材料为砾砂和角砾，具有强透水、易被冲刷、粒径大、固结性差的特点。
为工程造价记，新建及加固堤防主要采用河道开挖砂砾料填筑，主槽按10年一遇洪水不出槽考虑，堤顶平均填筑高度为1.5m。
迎水面边坡系数为1：3，堤顶宽度为 4.5m。
整体河道位于平泉市城区上游，原状地势险峻，防洪能力差，为下游城区段造成很大安全隐患，因此需要对该河道段的防洪堤采取优化处理措施，才能满足安全生态等要求。
一、防洪堤渗流稳定计算方法新建及加固堤防主要采用开挖砂砾料填筑，堤基主要为砾砂、角砾等。
堤身、堤基渗透破坏类型主要为管涌，砾砂、角砾的允许水力比降值分别为0.18、0.17。
渗流采用有限元数值分析方法计算，应用河海大学工程力学研究所研制Autobank7.0软件程序进行计算。
（1）渗流稳定计算过程①出逸坡降计算上述程序假定渗透介质不可压缩，渗流符合达西定律，计算域内没有源密度的情况，各向异性连续介质二维稳定渗流场的控制方程为：②渗流计算工况根据《堤防工程设计规范》渗流及渗透稳定计算中规定，拟定渗透稳定计算工况如下：工况1：河道设计水位正常运行，堤外无水，复核堤防背水坡稳定；工况2：河道设计水位正常运行工况下增加地震荷载，复核堤防临水、背水侧堤坡。
③渗透稳定分析当实际出逸坡降大于允许渗流坡降时，可能发生渗透破坏，应采取措施，反之，则不会发生渗透变形。
（2）边坡抗滑稳定①计算方法边坡稳定分析采用瑞典圆弧法计算，公式如下：具体计算采用河海大学Autobank7.0软件计算。
②安全系数根据《堤防工程设计规范》，3级堤防边坡允许最小安全系数：a.正常工作条件1.1.20；b.非常运用条件Ⅱ为1.05；4级堤防边坡允许最小安全系数：a.正常工作条件1.15；b.非常運用条件Ⅱ为1.00；③计算工况拟定边坡稳定分析计算工况如下：工况1：河道设计水位正常运行，堤外无水，复核堤防迎水坡、背水坡稳定；工况2：河道设计水位正常运行工况下增加地震荷载，复核堤防临水、背水侧堤坡。
渗流计算案例
渗流计算
一、计算情况选择
渗流计算应考虑下列水位组合情况：
（1）上游正常高水位与下游相应的最低水位。
（2）上游设计洪水位与下游相应的水位。
（3）上游水位为3
1坝高处。
二、渗流分析的方法
采用水力学法进行土石坝渗流计算，将坝内渗流分为若干段，应用达西定律和杜平假设，建立各段的运动方程式，然后根据水流的连续性求解渗透流速，渗透流量和浸润线等。
三、计算断面及公式
本设计仅对河槽处最大断面进行渗流计算。
计算公式采用表4-1-4中的不透水地基情况。
四、单宽流量计算
表4-2-7 单宽流量计算表
①正常蓄水位情况下，浸润线方程：x y 92.735.757-= x ∈（0，95，63） 列表(4-2-8)如下，绘于图4-2-3。
表4-2-8 正常蓄水位情况下浸润线表
图4-2-3正常蓄水位情况下渗流及稳定计算图
②设计水位情况情况，浸润线方程为52.6333.10+=x y x ∈（0，84，58） 列表(4-2-9)如下，绘于图4-2-4。
表4-2-9 设计洪水位情况浸润线表
图4-2-4设计洪水位情况下渗流及稳定计算图
③上游水位为1/3坝高处浸润线方程：x
115-
=x∈（0，142,97）
.
13
y81
.0
列表(4-2-10)，绘于图4-2-5。
1坝高处浸润线表
表4-2-10 上游水位为
3
图4-2-5上游水位为1/3坝高处情况下渗流及稳定计算图。
Seep(渗流计算)-V3.0使用手册
二00四年一月1渗流基本理论1.1水工渗流的危害及渗流分析计算的任务流体在多孔介质中的运动称为渗流。
水是最为常见的流体，水利水电工程中由于广泛建造堤、坝、围堰、水闸等挡水建筑物形成了水头差，这些建筑物或其地基通常是透水的多孔介质，因此水工渗流现象十分普遍。
水工渗流造成多方面的危害。
渗流造成水库、渠道水量损失；渗流使堤坝、围堰土体饱和，降低坝体的有效容重和抗剪强度，可能导致坝坡失稳；建筑物地基渗流对建筑物底部产生扬压力，也不利于建筑物的稳定；渗流流速过大时，还可能造成坝体或建筑物地基的土体颗粒流失，发生渗透变形，从而使堤坝崩塌或建筑物滑移、倾覆；水库渗流还可能引起下游地下水位升高，导致农田冷浸渍害、盐碱化，使作物减产；拦污坝渗流造成地下水环境污染。
水工渗流分析计算的任务就是要研究水在渗流区域的渗流流速、流量、水头分布及浸润线等，从而为采取合理的渗流控制措施提供依据，以避免或减缓渗流危害。
1.2达西定律19世纪50年代，法国工程师亨利·达西（H.Darcy ）通过对装在圆筒中的均质砂土进行渗透试验发现，通过两个渗流断面间的平均渗流流速，正比于两断面间的水头差△h ，反比于渗径长度L ，且与土粒结构及流体性质有关。
这就是著名的达西定律，可用公式表达为：kJ dsdhk L h kv =-=∆-= (1.2.1) 式中h —测压管水头，gv pz h 22αγ++=，z 为位置高度，p 为压强，γ为水的容重。
因为渗流的流速一般很小，流速水头gv 22α可忽略，故γp z h +=。
k —反映土粒结构及流体性质的系数，即渗透系数，对于某一具体的流体（比如水）而言，k 值仅与土粒结构有关。
J —渗透坡降，dsdhJ =。
式中的负号“-”表示水总是流向水头减小的方向。
应当注意，达西定律中的流速是全断面上的平均流速v ，而不是土体孔隙中的流速,v ，这两种流速存在以下关系：,nv v = (1.2.2)式中n 为体积孔隙率，可见达西流速小于土体孔隙中的流速。
水闸渗流阻力系数计算公式
水闸渗流阻力系数计算公式引言。
水闸渗流阻力系数是指水闸渗流时所受到的阻力，是水利工程设计和运行中的重要参数。
水闸渗流阻力系数的准确计算对于水闸的设计、运行和维护具有重要意义。
本文将介绍水闸渗流阻力系数的计算公式及其应用。
水闸渗流阻力系数的计算公式。
水闸渗流阻力系数的计算公式可以根据实际情况和水闸的特性进行推导和确定。
一般来说，水闸渗流阻力系数的计算公式可以表示为：K = (2g/h)^(1/2) (L/D)^(1/6)。
其中，K为水闸渗流阻力系数，g为重力加速度，h为水头，L为水闸长度，D为水闸渗流深度。
水闸渗流阻力系数的计算方法。
水闸渗流阻力系数的计算方法一般可以分为理论计算和实测计算两种。
理论计算方法是根据水闸的几何形状、水头、渗流深度等参数，利用流体力学和水力学的理论知识，推导出水闸渗流阻力系数的计算公式。
这种方法的优点是计算简便，适用范围广，但是需要对水闸的参数有较为准确的了解和估算。
实测计算方法是通过对水闸进行实际的渗流试验，测量水头、渗流深度等参数，然后根据实测数据计算出水闸渗流阻力系数。
这种方法的优点是可以直接获得水闸的实际渗流阻力系数，准确性高，但是需要进行大量的实测工作，成本较高。
水闸渗流阻力系数的应用。
水闸渗流阻力系数的应用主要体现在水利工程设计和运行中。
在水利工程设计中，水闸渗流阻力系数的准确计算可以为水闸的结构设计、渗流控制等提供重要依据。
在水利工程运行中，水闸渗流阻力系数的应用可以为水闸的渗流监测、渗流控制等提供技术支持。
此外，水闸渗流阻力系数的应用还可以扩展到水资源管理、水环境保护等领域。
通过对水闸渗流阻力系数的准确计算和应用，可以提高水利工程的运行效率，保护水资源和水环境，促进社会经济的可持续发展。
结论。
水闸渗流阻力系数的计算公式可以根据水闸的特性和实际情况进行推导和确定。
水闸渗流阻力系数的计算方法可以分为理论计算和实测计算两种。
水闸渗流阻力系数的应用主要体现在水利工程设计和运行中，可以为水利工程的设计、运行和管理提供重要技术支持。
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。
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根据堤《防工程设计规范GB50286-98 》附录不透水堤基均质土堤下游无排水设备或有贴坡式排水项目计算式数值单位备注上游坡度m1 = 3 = 3 / 1:m1下游坡度m2 = 3 = 3 / 1:m2堤顶宽度B = 6 = 6 m堤顶高程▽顶 = 27 = 27 m堤底高程▽底 = 17 = 17 m上游水位▽1 = = m下游水位▽2 = 18 = 18 mk = = m/s堤身高度H = 27-17 = 10 m上游水深H1 = = m下游水深H2 = 18-17 = 1 mL = ×3+6+10×3 = m 上有水面至下游堤脚ΔL = 3×(2×3+1) = m m1H1/(2m1+1)L1 = + = m L+ΔL试算法计算逸出高度h0，假设h0的试算范围h01～h02，计算的步长以及精度h01 = 1 = 1 mh02 = 10 = 10 m步长 = = m精度 = = m试算得到h0 = = m 手动输入q/k = ^^2)/(2××) = mq/k = = m平均q/k = +/2 = m平均渗流量q = × = m3/s/m方程 y=SQRT+下游坝坡最大渗出坡降J = 1/3 = / 1/m2附录不透水堤基均质土堤下游设褥垫式排水项目计算式数值单位备注上游坡度m1 = 3 = 3 / 1:m1下游坡度m2 = 5 = 5 / 1:m2堤顶宽度B = 6 = 6 m堤顶高程▽顶= 27 = 27 m堤底高程▽底= 17 = 17 m上游水位▽1= = m下游水位▽2= 18 = 18 m褥垫长度Lr = 5 = 5 m 到下游堤脚k = = m/s堤身高度H = 27-17 = 10 m上游水深H1 = = m下游水深H2 = 18-17 = 1 mL = ×3+6+10×5-5 = m 上游水面至褥垫ΔL= 3×(2×3+1)= m m1H1/(2m1+1) L1 = + = m L+ΔL逸出高度h0 = SQRT^2+^2) = m排水体工作长度a0 = 2 = m h0/2q/k = = m h0渗流量q = ×= m3/s/m方程y=SQRT下游坝坡最大渗出坡降J = 1/5 = / 1/m2附录不透水堤基均质土堤下游设棱体排水项目计算式数值单位备注上游坡度m1 = 3 = 3 / 1:m1下游坡度m2 = 5 = 5 / 1:m2堤顶宽度B = 6 = 6 m堤顶高程▽顶= 27 = 27 m堤底高程▽底= 17 = 17 m上游水位▽1= = m下游水位▽2= 18 = 18 m棱体顶高程= 19 = 19 m 到下游堤脚棱体临水坡坡率m3 = 2 = 2 / 1:m3k = = m/s堤身高度H = 27-17 = 10 m棱体高度HL = 19-17 = 2 m上游水深H1 = = m下游水深H2 = 18-17 = 1 mL = ×3+6+10×5-2×5-2×2= m 上游水面至棱体ΔL= 3×(2×3+1)= m m1H1/(2m1+1)L1 = + = m L+ΔL系数c = = / 与m3有关逸出高度h0 = 1+SQRT(×^2+^2)×= mq/k = ^2+^2)/(2×= m渗流量q = ×= m3/s/m方程y=SQRT下游坝坡最大渗出坡降J = 1/5 = / 1/m2附录透水堤基无排水附录透水堤基均质土堤下游无排水设备或有贴坡式排水项目计算式数值单位备注1.计算参数上游坡度m1 = 3 = 3 / 1:m1下游坡度m2 = 5 = 5 / 1:m2堤顶宽度B = 6 = 6 m堤顶高程▽顶= 27 = 27 m堤底高程▽底= 17 = 17 m透水地基底高程▽底= 7 = 7 m 不透水地基顶高程上游水位▽1= = m下游水位▽2= 18 = 18 mk = = m/s堤基k0 = = m/s2.不透水堤基对应渗流量计算堤身高度H = 27-17 = 10 m上游水深H1 = = m下游水深H2 = 18-17 = 1 mL = ×3+6+10×5= m 上有水面至下游堤脚ΔL= 3×(2×3+1)= m m1H1/(2m1+1)L1 = + = m L+ΔL试算法计算逸出高度h0，假设h0的试算范围h01～h02，计算的步长以及精度h01 = 1 = 1 mh02 = 10 = 10 m步长= = m精度= = m试算得到h0 = = m 程序计算q/k = ^^2)/(2××)= mq/k = = m平均q/k = +/2 = m平均渗流量qD = ×= m3/s/m方程y=SQRT+下游坝坡最大渗出坡降J = 1/5 = / 1/m23.堤基渗流量计算透水地基厚度T = 17-7 = 10 m堤基渗流量q基= ××10/+5×+×10)= m3/s/m4.总渗流量= + = m3/s/m5.计算h01 = 1 = 1 mh02 = 10 = 10 m步长= = m精度= = m试算得到h0 = = m 程序计算q“= = m3/s/m方程x=+(y^附录透水堤基均质土堤下游设褥垫式排水项目计算式数值单位备注1.计算参数上游坡度m1 = 3 = 3 / 1:m1下游坡度m2 = 5 = 5 / 1:m2堤顶宽度B = 6 = 6 m堤顶高程▽顶= 27 = 27 m堤底高程▽底= 17 = 17 m透水地基底高程▽底= 7 = 7 m 不透水地基顶高程上游水位▽1= = m下游水位▽2= 18 = 18 m褥垫长度Lr = 5 = 5 m 到下游堤脚k = = m/s堤基k0 = = m/s2.不透水堤基对应渗流量计算堤身高度H = 27-17 = 10 m上游水深H1 = = m下游水深H2 = 18-17 = 1 mL = ×3+6+10×5-5 = m 上游水面至褥垫ΔL= 3×(2×3+1)= m m1H1/(2m1+1)L1 = + = m L+ΔL逸出高度h0 = SQRT^2+^2) = m排水体工作长度a0 = 2 = m h0/2q/k = = m h0渗流量qD = ×= m3/s/m方程y=SQRT下游坝坡最大渗出坡降J = 1/5 = / 1/m22.堤基渗流量计算透水地基厚度T = 17-7 = 10 m堤基渗流量q基= ××10/+5×+×10)= m3/s/m3.总渗流量= + = m3/s/m4.计算逸出高度h0 = + = mq“= = m3/s/m方程x=+(y^附录不计算附录不计算项目计算式数值单位备注上游坡度m1 = 3 = 3 / 1:m1下游坡度m2 = 5 = 5 / 1:m2堤顶宽度B = 6 = 6 m堤顶高程▽顶= 27 = 27 m堤底高程▽底= 17 = 17 m上游水位▽1= = m下游水位▽2= 18 = 18 m土的率n = % = % / 到下游堤脚土的饱和度SW％= % = % / 到下游堤脚k = = m/s洪水持续时间t = 11 = 11 天950400妙土的有效率n0 = ×= % / 到下游堤脚上游水位处堤宽b“= 6+×(3+5)= m上游水深H = = m渗流在背坡出现所需时间T = ××(3+5+/(4×= 946000 s 天洪水持续时间t = 11天> 天不需计算锋面距迎水坡脚距离L锋面距迎水坡脚距离L = 2×SQRT××946000/= m m1H1/(2m1+1)附录背水坡渗流出口比降计算项目计算式数值单位备注1.计算参数下游坡度m2 = 5 = 5 / 1:m2堤底高程▽底= 17 = 17 m下游水位▽2= 18 = 18 m逸出高度h0 = = m下游水深H2 = 18-17 = 1 m2.不透水地基逸出坡降计算下游无水时渗出点A坡降Jo = 1/SQRT(1+5^2) = /堤坡与不透水面交点B坡降Jo = 1/5 = / 1/m2 下游有水时渗出段AB内的点计算点高程= 19 = 19 m AB段(18~内y = 19-17 = 2 / AB段~1)内渗出点A坡降Jo = 1/SQRT(1+5^2) = /n = ×1/= /计算点坡降J = ×(/(2-1))^ = / 在下游坡面渗出浸没段BC内的点适用于y/H2<计算点高程= = m BC段(17~内y = = / BC段(0~内背坡与水平面夹角απ= atan(1/5) = rad 度α= π= /a0 = 1/(2××(5+×SQRT(1+5^2)))= /b0 = 5/(2×(5+^2)= /1/2α-1 1/(2×-1 = /计算点坡降J = ×1)^(1+×1/)= /3.透水地基逸出坡降计算下游无水时渗出段AB内的点计算点高程= 19 = 19 m AB段(17~内y = 19-17 = 2 / AB段(0~内计算点坡降J = 1/SQRT(1+5^2)×2)^= /地基段BC内的点计算点与堤脚距离x = 3 = 3 m计算点坡降J = 1/(2×SQRT(5))×SQRT3)= /下游有水时渗出段AB内的点计算点高程= 19 = 19 m AB段(18~内y = 19-17 = 2 / AB段(1~内计算点坡降J = 1/SQRT(1+5^2)×2)^= /浸没坡段BC内的点计算点高程= = m BC段~内y = = / BC段(0~内背坡与水平面夹角απ= atan(1/5) = rad 度α= π= /α1= 1/(1+ = / 1/(1+α)l1 = ×5= / h0×m2l2 = 1×5= 5 / H2×m2r = ×5= / y×m2计算点坡降J = = / 在下游坡面渗出浸没地基面段CD内的点计算点距堤脚距离x = 2 = 2 m计算点坡降J = = / 在下游坡面渗出附录水位降落时均质土堤的项目计算式数值单位备注1.计算参数上游坡度m1 = 3 = 3 / 1:m1堤底高程▽底= 17 = 17 m堤身土料k = = m/s ＝s ＝ d的率n = % = % /降前水位▽1= 27 = 27 m s降后水位▽0= 20 = 20 m s水位降落所需时间T = 22 = 22 h = 79200 秒= 天计算上游时间t = 15 = 15 h = 54000 秒= 天(t)计算降前水深H1 = 27-17 = 10 m ▽1-▽底降后水深H0 = 20-17 = 3 m ▽0-▽底降距H = 10-3 = 7 m H1-H0水位降落的速度V = 7/(22/24) = m/d = s= h百分数α= ×^^(6+log))/100= % / 公式一给水度μ= ×= /k/(μV)= ×= / 1/10<k/(μV)<60，需要计算(1/T)(k/(μV))1/4= ×7×1/79200×^(1/4)= /h0(t) =h0(t) = ×54000= m t = 15h = 54000s3.试算法计算t时刻渗流量q(t)和上游坡出渗点高度he(t) he(t)1 = 3+ = m H0+Stephe(t)2 = 3+ = m H0+h0(t)步长Step = = m精度= = mL = 10×3= 30 m H1×m1试算得到he(t) = = m 程序计算q/k1 = ((3+^^2)/(2×(30-3×)= mq/k2 = /3×(1+ln))= m平均q/k = +/2 = m平均渗流量q = ×= m3/s/m4.计算t时刻上游段浸润线[H0+h0(t)]2 = (3+^2 = m22q/k = 2×= m浸润线方程y=SQRT附录背水侧无限长双层堤基渗流计算和覆盖的计算附录双层堤基渗流计算和覆盖的计算附录背水侧无限长双层堤基渗流计算和覆盖的计算项目计算式数值单位备注1.计算参数上游坡度m1 = 3 = 3 / ( 1:m1 )下游坡度m2 = 5 = 5 / ( 1:m2 )堤顶宽度B = 6 = 6 m堤顶高程▽顶= 27 = 27 m堤底高程▽底= 17 = 17 m弱透水地基底高程▽弱= 7 = 10 m强透水地基底高程▽强= 7 = 5 m上游水位▽1= = m下游水位▽2= 18 = 18 m堤底高程▽底= 17 = 17 m迎水侧有限长度L = 100 = 100 m堤身土料k = = m/s ( ＝s ＝ d )弱透水堤基k1 = = m/s ( ＝s ＝ d )强透水堤基k0 = = m/s ( ＝s ＝ d )2.越流系数A计算k0/k1 = = 140 / ( 属于双层堤基)堤身高度Hd = 27-17 = 10 m ( ▽顶-▽底)上游水深H = = m ( ▽1-▽底)弱透水层厚度T1 = 17-10 = 7 m ( ▽底-▽弱)强透水层厚度T0 = 10-5 = 5 m ( ▽弱-▽强)堤底宽度b = 6+10×(3+5)= 86 m ( B+Hd×(m1+m2))越流系数A = SQRT×7×5))= m-13.弱透水层CD段承压水头计算(x以下游堤脚为原点，向下游为正) 计算点坐标x = 10 = 10 m ( x>0 )h = ×e^×10)/(1+×86-th×100))= m4.弱透水层CD段承压水头计算(x’以下游堤脚为原点，向上游为正)计算点坐标x’= 10 = 10 m ( x’>0)h = ×(1+×10)/(1+×86-th×100))= m计算简图参看规范图附录透水地基上弱透水层等厚有限长附录双层堤基渗流计算和覆盖的计算附录透水地基上弱透水层等厚有限长，强透水层无限长双层堤基渗流计算项目计算式数值单位备注1.计算参数上游坡度m1 = 3 = 3 / ( 1:m1 )下游坡度m2 = 3 = 3 / ( 1:m2 )堤顶宽度B = 6 = 6 m堤顶高程▽顶= 27 = 27 m堤底高程▽底= 17 = 17 m弱透水地基底高程▽弱= 7 = 10 m强透水地基底高程▽强= 7 = 5 m上游水位▽1= = m下游水位▽2= 18 = 18 m迎水侧有限长度L1 = 30 = 30 m ( 弱透水地基)背水侧有限长度L2 = 100 = 100 m ( 弱透水地基)堤身土料k = = m/s ( ＝s ＝ d )弱透水堤基k1 = = m/s ( ＝s ＝ d )强透水堤基k0 = = m/s ( ＝s ＝ d )2.越流系数A计算k0/k1 = = 140 / ( >100，属于双层堤基)弱透水层厚度T1 = 17-10 = 7 m ( ▽底-▽弱)强透水层厚度T0 = 10-5 = 5 m ( ▽弱-▽强)堤身高度Hd = 27-17 = 10 m ( ▽顶-▽底)上游水面距不透水地基H = = m ( ▽1-▽强)堤底距不透水地基H1 = 17-5 = 12 m ( ＝▽底-▽强＝T1+T0 ) 弱透水层底距不透水地基H0 = 10-5 = 5 m ( ▽弱-▽强)堤底宽度b = 6+10×(3+3)= 66 m ( B+Hd×(m1+m2))越流系数A = SQRT×7×5))= m-1A = ××5= / ( <1，公式适用)d’1/×arth= m ( = 1/Aarth(A) )3.试算法计算ζ以确定出逸段与非出逸段的分界点，假设ζ的试算范围ζ1～ζ2，计算的步长以及精度ζ1= = 0 m ( = precision )ζ2= 100 = 100 m ( = L2 )步长STEP = = m精度precision = = m试算得到ζ= = m ( 程序计算)方程左边= = m ( 程序计算)方程右边= = m ( 程序计算)4.出逸段AB透水层水位计算(x以下游堤脚为原点，向下游为正)计算点坐标x = 10 = 10 m ( 0 < x < = L2-ζ)h = = m5.非出逸段BC透水层水位计算(x’以弱透水层最下游点为原点，向上游为正)计算点坐标x’= 10 = 10 m ( 0 < x’< = ζ)x’/T0= 10/5 = 2 mΔ0= (12-5)××5/+×5)= mΔx’/Δ0= 0 = 0 mΔx’= ×0= 0 mh = 5+(12-5)×(10+×5)/+×5)-0 = m5.非出逸段BC透水层水位计算(x’以弱透水层最下游点为原点，向上游为正)计算点坐标x’= = m ( 0 < x’< = ζ)x’/T0= 5 = mΔ0= (12-5)××5/+×5)= mΔx’/Δ0= = m ( 查表)Δx’= ×= mh = 5+(12-5)×+×5)/+×5)= m附录透水地基上弱透水层不等厚或不均质附录双层堤基渗流计算和覆盖的计算附录透水地基上弱透水层不等厚或不均质，强透水层无限长双层堤基渗流计算项目计算式数值单位备注1.计算参数上游坡度m1 = 3 = 3 / ( 1:m1 )下游坡度m2 = 5 = 5 / ( 1:m2 )堤顶宽度B = 6 = 6 m堤顶高程▽顶= 27 = 27 m堤底高程▽底= 17 = 17 m弱透水地基底高程▽弱= 10 = 10 m强透水地基底高程▽强= 7 = 7 m上游水位▽1= = m下游水位▽2= 18 = 18 m弱透水层无限长强透水堤基k0 = = m/s ( ＝s ＝ d )2.递推计算下游等效长度S下下游弱透水层分段数N = 3 = 3 段( 以不等厚或不均质分) 递推计算段次= 0 = 0强透水层厚度T0 = 10-7 = 3 m ( ▽弱-▽强)等效长度S0 = 0 = 0 m ( 取0 )D0 = (1/+0)/(1/ = 1 /段次= 1第1段k1 = = m/s ( ＝s ＝ d ) 第1段厚度t1 = 5 = 5 m第1段长度L1 = 6 = 6 m越流系数A1 = SQRT×3×5))= m-1β1= 2××6= / ( 2AiLi )等效长度S1 = 1/×(1×e^/(1×e^+1)= m D1 = (1/+/(1/ = m段次= 2第2段k2 = = m/s ( ＝s ＝ d ) 第2段厚度t2 = 3 = 3 m第2段长度L2 = 10 = 10 m越流系数A2 = SQRT×3×3))= m-1β2= 2××10= / ( 2AiLi )等效长度S2 = 1/××e^/×e^+1)= mD2 = (1/+/(1/ = m ( ▽底-▽弱)段次= 3第3段渗透系数k3 = = m/s ( ＝s ＝ d )第3段厚度t3 = 2 = 2 m第3段长度L3 = 30 = 30 m越流系数A3 = SQRT×3×2))= m-1β3= 2××30= / ( 2AiLi )等效长度S3 = 1/××e^/×e^+1)= m下游等效长度S下= = m ( 即等效长度S3 )3.递推计算下游等效长度S上上游弱透水层分段数N = 3 = 3 段( 以不等厚或不均质分) 递推计算段次= 0 = 0强透水层厚度T0 = = m ( ▽弱-▽强)等效长度S0 = 0 = 0 m ( 取0 )D0 = (1/+0)/(1/ = 1 /段次= 1第1段渗透系数k1 = = m/s ( ＝s ＝ d ) 第1段厚度t1 = 7 = 7 m第1段长度L1 = 10 = 10 m越流系数A1 = SQRT×3×7))= m-1β1= 2××10= / ( 2AiLi )等效长度S1 = 1/×(1×e^/(1×e^+1)= mD1 = (1/+/(1/ = m段次= 2第2段渗透系数k2 = = m/s ( ＝s ＝ d ) 第2段厚度t2 = 5 = 5 m第2段长度L2 = 6 = 6 m越流系数A2 = SQRT×3×5))= m-1β2= 2××6= / ( 2AiLi )等效长度S2 = 1/××e^/×e^+1)= mD2 = (1/+/(1/ = m ( ▽底-▽弱)段次= 3第3段渗透系数k3 = = m/s ( ＝s ＝ d )第3段厚度t3 = 3 = 3 m第3段长度L3 = 50 = 50 m越流系数A3 = SQRT×3×3))= m-1β3= 2××50= / ( 2AiLi )等效长度S3 = 1/××e^/×e^+1)= m上游等效长度S上= = m ( 即等效长度S3 )4. 背水侧弱透水层下各点的承压水头计算(x以下游堤脚原点，向下游为正) 计算点坐标x = 10 = 10 m ( x > 0 )上下游水头差H = = m堤身高度Hd = 27-17 = 10 m ( ▽顶-▽底)堤底宽度b = 6+10×(3+5)= 86 m ( B+Hd×(m1+m2))计算点的承压水头h = ×+86+= m ( x = 10m )附录递推公式计算盖重最后一个了，本堤防渗流计算到此结束，谢谢支持！附录双层堤基渗流计算和覆盖的计算附录递推公式计算盖重项目计算式数值单位备注1.计算参数上游坡度m1 = 3 = 3 / ( 1:m1 )下游坡度m2 = 5 = 5 / ( 1:m2 )堤顶宽度B = 6 = 6 m堤顶高程▽顶= 27 = 27 m堤底高程▽底= 17 = 17 m弱透水地基底高程▽弱= 10 = 10 m强透水地基底高程▽强= 7 = 7 m上游水位▽1= = m下游水位▽2= 18 = 18 m弱透水层无限长强透水堤基k0 = = m/s ( ＝s ＝ d )2.递推计算下游等效长度S下下游弱透水层分段数N = 3 = 3 段( 以不等厚或不均质分) 递推计算段次= 0 = 0强透水层厚度T0 = 10-7 = 3 m ( ▽弱-▽强) 等效长度S0 = 0 = 0 m ( 取0 )D0 = (1/+0)/(1/ = 1 /段次= 1第1段k1 = = m/s ( ＝s ＝ d )第1段厚度t1 = 5 = 5 m第1段长度L1 = 6 = 6 m是否有盖重无盖重盖重厚度t’= 1 = 0 m盖重k’= = m/s ( ＝s ＝ d )等效厚度t1’= ×0/= 0 m等效总厚度tz’= 5+0 = 5 m越流系数A1 = SQRT×3×5))= m-1β1= 2××6= / ( 2AiLi )等效长度S1 = 1/×(1×e^/(1×e^+1)= mD1 = (1/+/(1/ = m段次= 2第2段渗透系数k2 = = m/s ( ＝s ＝ d ) 第2段厚度t2 = 3 = 3 m第2段长度L2 = 10 = 10 m是否有盖重无盖重盖重厚度t’= 1 = 0 m盖重渗透系数k’= = m/s ( ＝s ＝ d ) 等效厚度t1’= ×0/= 0 m等效总厚度tz’= 3+0 = 3 m越流系数A2 = SQRT×3×3))= m-1β2= 2××10= / ( 2AiLi )等效长度S2 = 1/××e^/×e^+1)= mD2 = (1/+/(1/ = m ( ▽底-▽弱)段次= 3第3段渗透系数k3 = = m/s ( ＝s ＝ d ) 第3段厚度t3 = 2 = 2 m第3段长度L3 = 30 = 30 m是否有盖重有盖重盖重厚度t’= 1 = 1 m盖重渗透系数k’= = m/s ( ＝s ＝ d )等效厚度t1’= ×1/= m等效总厚度tz’= 2+ = m越流系数A3 = SQRT×3×)= m-1β3= 2××30= / ( 2AiLi )等效长度S3 = 1/××e^/×e^+1)= m下游等效长度S下= = m ( 即等效长度S3 )3.递推计算下游等效长度S上上游弱透水层分段数N = 3 = 3 段( 以不等厚或不均质分) 递推计算段次= 0 = 0强透水层厚度T0 = = m ( ▽弱-▽强)等效长度S0 = 0 = 0 m ( 取0 )D0 = (1/+0)/(1/ = 1 /段次= 1第1段渗透系数k1 = = m/s ( ＝s ＝ d )第1段厚度t1 = 7 = 7 m第1段长度L1 = 10 = 10 m是否有盖重无盖重盖重厚度t’= = 0 m盖重渗透系数k’= = m/s ( ＝s ＝ d ) 等效厚度t1’= ×0/= 0 m等效总厚度tz’= 7+0 = 7 m越流系数A1 = SQRT×3×7))= m-1β1= 2××10= / ( 2AiLi )等效长度S1 = 1/×(1×e^/(1×e^+1)= mD1 = (1/+/(1/ = m段次= 2第2段渗透系数k2 = = m/s ( ＝s ＝ d ) 第2段厚度t2 = 5 = 5 m第2段长度L2 = 6 = 6 m是否有盖重有盖重盖重厚度t’= 1 = 1 m盖重渗透系数k’= = m/s ( ＝s ＝ d ) 等效厚度t1’= ×1/= m等效总厚度tz’= 5+ = m越流系数A2 = SQRT×3×)= m-1β2= 2××6= / ( 2AiLi )等效长度S2 = 1/××e^/×e^+1)= mD2 = (1/+/(1/ = m ( ▽底-▽弱)段次= 3第3段渗透系数k3 = = m/s ( ＝s ＝ d ) 第3段厚度t3 = 3 = 3 m第3段长度L3 = 50 = 50 m是否有盖重有盖重盖重厚度t’= 1 = 1 m盖重渗透系数k’= = m/s ( ＝s ＝ d ) 等效厚度t1’= ×1/= m等效总厚度tz’= 3+ = m越流系数A3 = SQRT×3×)= m-1β3= 2××50= / ( 2AiLi )等效长度S3 = 1/××e^/×e^+1)= m上游等效长度S上= = m ( 即等效长度S3 )4. 背水侧弱透水层下各点的承压水头计算(x以下游堤脚原点，向下游为正) 计算点坐标x = 7 = 7 m ( x > 0 )上下游水头差H = = m堤身高度Hd = 27-17 = 10 m ( ▽顶-▽底)堤底宽度b = 6+10×(3+5)= 86 m ( B+Hd×(m1+m2))计算点的承压水头h = ×+86+= m ( x = 7m )。