城市防洪排涝课程设计

#/292.5.2堤顶高程计算根据《堤防工程设计规范》（GB50286-98）的规定，堤顶高程按水位（”J加上堤顶超高、确定，具体采用编制的堤顶高程计算Excel表格计算。（P19及附录C）Y=R+e+A （2-23）式中：HP——设计洪水位Y——堤顶高程（m）；R——设计波浪爬高（m）；e——设计风雍增水高度（m）；A 安全加高（m）。1、设计波浪爬高的计算风浪要素计算方法采用莆田公式计算。风速：设计风速取历年汛期最大风速平均值的1.5倍，即设计风速取21.8m3/s。（1）风区长度分河段90~180m之间具体拟定。根据《堤防工程设计规范》（GB50286-98）C.1.1式，按等效风区法计算河堤的分区长度Fe，计算公式如下：£rcos2aiiFe= £cos2aii （2-24）式中，ri——在主风向两侧各45°范围内，每隔八。角由计算点引到对岸的射线长度，m；a——射线r与主风向上射线r之间的夹角（度）。（2）波浪要素计算：①平均波高：可采用下式计算

0.0018(gF)0.45g—=0.13th[0.7(gd)0.7]th{ V2-——}(2-25)V2 V2 0.13th[0,7(gd)0.7](2-25)V2式中，H——平均波高，m；d 堤前水域平均水深，m；V——计算风速m/sV——计算风速m/s；F——风区长度，m。②平均波周期T：③平均波长L：L二色th空2③平均波长L：L二色th空2兀 L（3）风浪爬高根据《堤防工程设计规范》（GB50286-98）C.3.1式，下：当m=1.5〜5.0时，公式如下:KKKR=avp<—xAPV.1+m2（2-26）（2-27）风浪爬高计算公式如（2-28）式中：Rp——累积频率为P的波浪爬高，m；KA——堤坡的糙率及渗透性系数；KV——经验系数；Kp——爬高累积率换算系数;m——斜坡坡度系数。当mWl.25时，公式如下:R=R=KKKRHPAVP0式中，R。一一在无风情况下，光滑不透水护面（K=1）

0A（2-29）、H=1米时爬高值。当1.25<m<1.5时，由m=1.5和m=1.25的计算值按内插法确定。2、风壅水面高度：根据《堤防工程设计规范》(GB50286-98)C.2.1式，风壅水面高度在有限风区情况下，按下式计算：KV2F

e= -cosp2gd (2-30)式中，e——计算点的风壅水面高度，m；K——综合摩阻系数，可取K=3.6X10-6；V 设计风速，m/s；F——由计算点逆风向向量到对岸的距离，m；d——水域的平均水深，m；B——风向与垂直于堤轴线的法线的夹角，度。3、安全加高根据《堤防工程设计规范》(GB50286-98),B溪河道工程不允许越浪计算，堤防工程级别3等，安全加高值为0.70m。吹程按分河段具体拟定，计算风速采用当地多年平均最大风速的1.5倍，21.7m3/s。根据上述，计算坝顶高程如下表2-4。

表2-4坝顶高程计算表平均风正常运非常运风区长上游坝设计洪建基面堤顶高速用风速用风速度坡水位（m）高程程(m/s)（m/s）（m/s）（m）(m)(m)14.5321.814.5380.001.012.009.014.66714.5321.814.5378.261.012.289.814.94714.5321.814.5378.431.013.1310.615.79714.5321.814.5378.301.013.8911.416.55114.5321.814.5378.411.014.7212.217.38714.5321.814.5378.311.015.4913.018.15714.5321.814.5378.461.016.3413.819.00714.5321.814.5378.301.017.0914.619.75714.5321.814.5378.391.017.9215.420.58714.5321.814.5378.371.018.7116.221.37714.5321.814.5378.341.019.5017.022.1672.6排涝规划排涝水文计算根据市区涝水观测资料，内涝成因和特性；所在地区历史上大涝年份的雨情和城市涝情等资料进行排涝规划。（1）福建省排涝特点根据福建省城市排涝特点，福建省各城市可分为沿海、沿江、沿溪三类，沿海城市外江受潮水顶托，可利用低潮位排水，故以建排涝挡潮闸为主。沿江城市地处大中河流沿岸，外江集雨面积大，洪水峰高量大，洪水历时较长，外江受洪水长时间顶托，自排不畅，需建排涝站抽排，辅以闸排。沿溪城市地处山区河流沿岸，外江洪水暴涨暴落，峰高量不大，外江洪水高水位时间很短，排涝以自排为主，主要建排涝闸，辅以小型排涝站。福建省各城市建排涝闸、排涝泵站已初见成效。

（2）排涝计算方法排涝水文分析计算方法一般有排涝模数计算和推理计算法等。根据《A镇建设规划设计方案》中新规划镇区内C溪，其主要功能为汛期排除镇区涝水，非汛期作为景观河道。根据公式2（2-31）Q=CSF3（2-31）查表1-1得C=0.7p=20%F=150km查表得中=0.69得X24p=(1+①*C)*Ex=194.505Sp=X24，p*24n-1=54.56Q=0.7*54.56*8.242/3=155.7982.6.2排涝过流断面设计根据景观设计需求并综合考虑排涝进行河段断面的最终设计，河道断面规划形式见下图图2-2断面规划示意图为满足景观设计需要，将主槽宽度a2设定为10m,bl和b2设定为1.5米，h2为1m,坡度定为1:1。此次河道为新规划河道，糙率n取值0.034,根据地形等高线图J为9%。。结合曼宁公式,进行河道断面的初步设计。利用大断面计算程序得：表2-5排涝过流断面水力参数高程河宽过水面积湿周水力半径11.5817.8436.9520.091.84由曼宁公式得A21 36.95 2 1Q=—R312=—1.8430.092=155.81>155.798n0.034则选取水位高程为11.58m断面进行排涝设计。利用表2-5排涝过流断面水力参数，堤顶高程计算程序表，输入相应的数值，如分区长度D=17.84m,水库坝址区多年平均最大风速V=14.53m/s；设计洪水位=11.58m,建基面高程=9.00m等。得到相应的各个数据为：设计波浪爬高R=2.159m；风壅水面高度e=0.000519m；安全加高A=0.5m;再由公式2-21的Y=R+e+A计算，可得到：Y=R+e+A=2.159+.0000519+5.0=2.660m所以可以知道大坝坝顶高程取最大值为：水面线高程+Y=11.58+2.660=14.24m第3章设计感想第4章参考文献1、《工程水文学》詹道江、徐向阳主编中国水利水电出版社2、《城市防洪规划设计与管理》尹学农主编化学工业出版社3、《城市防洪与排涝课程设计指导书》刘光生/赵超编4、《给水排水设计手册-城镇防洪》（第七册）第二版，中国市政工程西南设计院主编，中国建筑工业出版社，2004年5、《城市防洪规划编制大纲》（修订稿）6、福建省推理公式计算设计洪水手册，漳州水文水资源勘测分局修编，2008年8月7、中华