重力坝坝顶高程计算

1 工程基本信息

工程名称

坝的级别

水库类型（波浪计算公式）

防浪墙顶高出坝顶的高度（m）

规范计算表格取 1.2m；坝顶高程 = 墙顶高程 − 该高度

2 特征水位

正常蓄水位 ∇_正（m）

校核洪水位 ∇_校（m）

最高静水位取正常蓄水位与校核洪水位的较大值

交通桥底高程 ∇_桥底（m）

复核桥底高程应高于最高静水位 0.5m；无交通桥时留空则跳过复核

3 设计风速与风区参数

基本组合设计风速 v_0基本（m/s）

浪压力参与基本组合（正常运用）：使用年限≤50年者取重现期 50 年的年最大风速

特殊组合设计风速 v_0特殊（m/s）

浪压力参与特殊组合（非常运用）：取多年平均年最大风速

风速测站高度 Z（m）

水面上空 10m 处取 Z=10（K_Z=1.00）；其他高度按表修正 v₁₀=K_Z·v_Z

风区长度 D（m）

库面沿主风向的最大直线距离

水域平均水深 H_m（m）

G.2.1 各式中的 H_m，亦用于 G.2.2 换算表相对水深

坝迎水面水深 H（m）

用于波长 L_m 关系式与波浪中心线超高 h_z

§ 规范依据及计算公式说明

一、重力坝坝顶高程计算公式（SL319-2018）

防浪墙顶至正常水位或校核水位的高差（取大值）：
Δh = h_1% + h_z + h_c
式中：h_1% — 累积频率 1% 的波高（m）；
h_z — 波浪中心线至正常或校核水位的高差（m）；
h_c — 安全超高（m），按表取值。
坝顶高程 > 最高静水位。

二、波浪中心线至静水位的高差 h_z

h_z = ( π·h_1%² / L_m ) · cth( 2πH / L_m )
式中：L_m — 平均波长（m）；h_1% — 累积频率 1% 的波高（m）；
H — 坝迎水面水深（m）。

三、安全超高 h_c（m）

相应水位	1 级	2 级	3 级	4 级	5 级
正常蓄水位	0.7	0.5	0.4	0.3	0.3
校核洪水位	0.5	0.4	0.3	0.2	0.2

四、波浪要素计算公式（G.2.1）

1 平原、滨海地区水库 — 莆田试验站公式
gh_m/v₀² = 0.13·th[ 0.7(gH_m/v₀²)^0.7 ]·th{ 0.0018(gD/v₀²)^0.45 / [ 0.13·th(0.7(gH_m/v₀²)^0.7) ] }
gT_m/v₀ = 13.9·( gh_m/v₀² )^0.5　　(G.2.1-1、G.2.1-2)

2 丘陵、平原地区水库（库水较深，v₀<26.5m/s 且 D<7.5km）— 鹤地水库公式
gh_2%/v₀² = 0.00625·v₀^1/6·( gD/v₀² )^1/3
gL_m/v₀² = 0.0386·( gD/v₀² )^1/2　　(G.2.1-3、G.2.1-4)

3 内陆峡谷水库（v₀<20m/s 且 D<20km）— 官厅水库公式
gh/v₀² = 0.0076·v₀^−1/12·( gD/v₀² )^1/3
gL_m/v₀² = 0.331·v₀^−1/2.15·( gD/v₀² )^1/3.75　　(G.2.1-5、G.2.1-6)
式中 h：当 gD/v₀² = 20~250 时为累积频率 5% 的波高 h_5%；当 gD/v₀² = 250~1000 时为累积频率 10% 的波高 h_10%。
g — 重力加速度，取 9.81 m/s²。

五、累积频率为 p 的波高与平均波高的比值（表 G.2.2）

h_m/H_m	0.1%	1%	2%	3%	4%	5%	10%	13%	14%	20%	50%
0	2.97	2.42	2.23	2.11	2.02	1.95	1.71	1.61	1.58	1.43	0.94
0.1	2.70	2.26	2.09	2.00	1.92	1.87	1.65	1.56	1.54	1.40	0.96
0.2	2.46	2.09	1.96	1.88	1.81	1.76	1.59	1.51	1.49	1.37	0.98
0.3	2.23	1.93	1.82	1.76	1.70	1.66	1.52	1.45	1.43	1.34	1.00
0.4	2.01	1.78	1.68	1.64	1.60	1.56	1.44	1.39	1.38	1.30	1.01
0.5	1.80	1.63	1.56	1.52	1.49	1.46	1.37	1.33	1.32	1.25	1.01

累积频率为 p 的波高 h_p 与平均波高 h_m 的比值即上表数值，按相对水深 h_m/H_m 与累积频率 p 双向插值。

六、平均波长 L_m 与平均波周期 T_m（G.2.3）

L_m = ( g·T_m² / 2π ) · th( 2πH / L_m )　　(G.2.3-1)

七、设计风速取值规定

基本组合（正常运用）：浪压力参与基本组合时，使用年限≤50 年的水工建筑物采用重现期为 50 年的年最大风速；使用年限>50 年的按建筑物级别、结构型式及地理位置分析确定。
特殊组合（非常运用）：采用多年平均年最大风速。
平均风速修正：仅能获得距水面其他高度风速时，v₁₀ = K_Z·v_Z
风速修正系数 K_Z：

高度 Z（m）	2	5	10	15	20
修正系数 K_Z	1.25	1.10	1.00	0.96	0.90

八、坝顶高程确定原则

1 校核水位不一定为水库最高水位，且防浪墙不宜直接挡水，故坝顶高程应高于最高静水位。
2 防浪墙顶与正常水位、校核水位的高差包括最大波高、波浪中心线至静水位的高度和安全超高。
3 计算工况：① 正常水位 + 相应的墙顶高差；② 校核水位 + 相应的墙顶高差。取二者中的墙顶高程大值。
4 需考虑枢纽其他建筑物（溢流坝段门机梁、交通桥下通航净空）对坝顶高程的要求。
5 坝顶高程 = 防浪墙顶高程 − 防浪墙顶高出坝顶的高度，且坝顶高程 > 最高静水位。
6 交通桥底高程应高于最高静水位 0.5m（桥底高程 ≥ 最高静水位 + 0.5m）。

重力坝坝顶高程计算

一、重力坝坝顶高程计算公式（SL319-2018）

二、波浪中心线至静水位的高差 hz

三、安全超高 hc（m）

四、波浪要素计算公式（G.2.1）

五、累积频率为 p 的波高与平均波高的比值（表 G.2.2）

六、平均波长 Lm 与平均波周期 Tm（G.2.3）

七、设计风速取值规定

八、坝顶高程确定原则

二、波浪中心线至静水位的高差 h_z

三、安全超高 h_c（m）

六、平均波长 L_m 与平均波周期 T_m（G.2.3）