混凝土重力坝坝顶超高计算书标准格式工程设计分院坝工室2006.3.核定：审查：校核：编写：——水电站工程（或水库工程、水利枢纽工程）混凝土重力坝坝顶高程计算书1 计算说明1.1 适用范围（设计阶段）本计算书仅适用于工程设计阶段的（坝型）坝顶超高/高程计算。

1.2 工程概况工程位于省市（县）的江（河）上。

该工程是以为主，兼顾、、等综合利用的水利水电枢纽工程。

本工程规划设计阶段（或预可行性研究阶段，可行性研究阶段/初步设计阶段，招标设计阶段）设计报告已于年月经审查通过。

水库总库容×108m3，有效库容×108m3，死库容×108m3；灌溉面积亩；水电站装机容量MW，多年平均发电量×108 kW·h，保证出力MW。

选定坝址为，选定坝型为。

根据《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》DL5180—2003，工程等别为等型工程，拦河坝为级永久水工建筑物。

（因拦河大坝坝高已超过其规定的高度，拦河坝应提高级，按级建筑物设计。

）1.3 计算目的和要求通过混凝土重力坝坝顶上游防浪墙顶与正常蓄水位、设计洪水位或校核洪水位高差的计算，以确定防浪墙顶高程和大坝高度，为坝体断面设计及坝体工程量计算提供可靠的依据。

1.4 计算原则和方法1.4.1 计算原则(1)坝顶上游防浪墙顶与正常蓄水位、设计洪水位或校核洪水位的高差，包括最大浪高、波浪中心线至水库静水位的高度和安全超高。

(2)确定的坝顶高程不得低于水库正常蓄水位及设计洪水位。

(3)坝顶高程的确定尚需考虑枢纽中其他建筑物(如船闸坝顶桥下通航净空) 对坝顶高程的要求。

1.4.2 计算方法因选定坝型为（混凝土重力坝），防浪墙顶在水库静水位以上的高差按《混凝土重力坝设计规范》DL 5108-1999式(11.1.1)计算，即：∆h=h1%+h z+h c式中，∆h—防浪墙顶至水库静水位的高差，m；h1%—浪高，m；h z−波浪中心线至水库静水位的高度，m；h c−安全超高，m。

1.5 计算工况(1)正常蓄水位+相应的墙顶高差；(2)设计洪水位+相应的墙顶高差；(3)校核洪水位+相应的墙顶高差。

2 计算依据2.1 规程规范和相关的技术文件(1)规程规范《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》DL5180—2003。

《混凝土重力坝设计规范》DL 5108-1999。

《水工建筑物抗震设计规范》DL 5073-1997。

《水工建筑物荷载设计规范》DL 5077-1997。

(2)设计大纲《—工程—阶段—设计大纲（工作计划）》（年.月）(3)任务书《—工程—阶段—计算任务书》（年.月）(4)相关的技术文件《—工程—阶段—（设计报告）》（年.月）。

《—工程—阶段—（设计报告）审查意见》（年.月）。

2.2 原始资料和数据依据—审查意见（或—报告或—接口单），原始资料和数据为：(1)水库特征水位正常蓄水位：m；汛期限制水位：m；死水位：m；设计洪水位：m；校核洪水位：m；防洪最高水位：m。

(2)风速、风向年最大风速：m／s；重现期为50年的年最大风速：m／s；多年平均年最大风速：m／s；多年平均年最大风速相对应的风向：。

(3)坝轴线方位角：。

(4)上游坝坡：；大坝建基面高程：m；坝前库底最低高程：m（见附图1）。

(5)工程场地地震基本烈度：度，设计烈度：度。

2.3 重要设计参数和系数依据《水工建筑物荷载设计规范DL 5077-1997》14.1.3条、G.1.2条的规定及坝前库区工程地形图（附图2），设计风速和风区长度等取值见表2.1。

表2.1 设计风速和风区长度计算工况 设计风速v 0 （m ／s ） 风区长度D （km ）坝前水深H （m ） 水域平均水深H m （m ） 正常蓄水位 （重现期为50年的年最大风速）设计洪水位校核洪水位（多年平均年最大风速）2.4 引用定理及公式 2.4.1 波浪要素计算波浪要素主要包括波浪的平均波高、平均周期和平均波长。

根据拟建水库条件，宜按 公式计算：(1) 平原、滨海地区水库，按照莆田试验站公式计算：[]⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=7.02045.0207.0220)/(7.013.0)/(0018.07.013.0v gH th v gD th v gH th v gh m mm 5.0200)(9.13v gh v gT m m = 或5.0438.4m m h T = 式中：h m —平均波高（m ）； T m —平均波周期(s)； v 0—计算风速（m/s ）； D —风区长度（m ）； H m —水域平均水深（m ）； g —重力加速度，9.81m/s 2。

平均波长按下式计算：mmm m L H thgT L ππ222= 对于深水波，即H ＞0.5Lm 时，π22m m gTL =式中：Lm —平均波长（m ）(2) 丘陵、平原地区水库，宜按鹤地水库公式计算（适用范围：水库较深、v 0＜26.5m/s 及D ＜7.5km ）：3/126/102%2)(00625.0v gD v v gh = 2/122)(0386.0v gD v gL m = 式中 h 2%—累积频率为2%的波高(m)；L m —平均波长（m ）。

(3) 内陆峡谷水库，可采用官厅水库公式计算（适用范围：v 0＜20m/s 及D ＜20km ）：3/12012/1020)(0076.0v gD v v gh -= 75.3/1215.2/102)(331.0v gD v v gL m -=式中 h —当gD/ v 02 =20~250时，为累积频率5%的波高h 5%，m ；当gD/ v 02=250~1000时，为累积频率10%的波高h 10%，m 。

(4) 累积频率p%的波高h p 与平均波高h m 的比值按表2.2确定：表2.2 累积频率为P%的波高与平均波高比值（m P h h /）P(%)h m /H m0.112345101320500 2.97 2.42 2.23 2.11 2.02 1.95 1.71 1.61 1.43 0.94 0.1 2.70 2.26 2.09 2.00 1.92 1.87 1.65 1.56 1.41 0.96 0.2 2.46 2.09 1.96 1.88 1.81 1.76 1.59 1.51 1.37 0.98 0.3 2.23 1.93 1.82 1.76 1.70 1.66 1.52 1.45 1.34 1.00 0.4 2.01 1.78 1.68 1.64 1.60 1.56 1.44 1.39 1.30 1.01 0.51.80 1.63 1.56 1.52 1.49 1.46 1.37 1.33 1.25 1.012.4.2 波浪中心线至水库静水位的高度h z (m)mmz L HcthL h h ππ2%12=式中：h z —波浪中心线至水库静水位的高度（m ）； h 1%—累积频率为1%的波高 (m)； L m —平均波长（m ）； H —坝迎水面前水深（m ）。

2.4.3 安全超高h c依据《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》DL5180—2003和 《混凝土重力坝设计规范》DL 5108-1999，安全超高h c 按表2.3确定。

表2.3 安全超高h c 值运用状况坝的级别12 34、5进行专门研究后确定。

3 计算过程与结果分析3.1 防浪墙顶在水库静水位以上的高差及墙顶高程计算见Excel 计算过程表3.1~3.3。

3.2 成果汇总不同工况的计算成果汇总见表3.4。

表3.4 防浪墙顶在水库静水位以上的高差及墙顶高程计算成果表计算工况水库静水位（m ）波高h 1%（m ） 波浪中心线至水库静水位的高度h z （m ）安全超高h c （m ）墙顶高差 h （m ）墙顶高程(m)(1)(2)(3)(4)(5)(6)正常蓄水位 (5)=(2)+(3)+(4) (6)=(1)+(5) 设计洪水位 (5)=(2)+(3)+(4) (6)=(1)+(5) 校核洪水位(5)=(2)+(3)+(4) (6)=(1)+(5)4 计算结论和建议(1) 混凝土重力坝坝顶上游防浪墙顶高程按以上运用条件计算后，取表3.4中的最大值，即为 m 。

(2) 因防浪墙高 m ，最终确定坝顶高程 m ，高于水库正常蓄水位及设计洪水位 m ，满足规范要求，可作为坝体标准剖面设计的依据。

正常运用洪水（正常蓄水位和设计洪水位）0.7 0.5 0.4 0.3 非常运用洪水（校核洪水位）0.50.40.30.2注：当正常运用洪水和非常运用洪水均低于水库正常蓄水位时，坝顶超高以正常蓄水位为基准。

(3)下阶段可根据新的水文、地形和地质条件再复核。

5 计算附表及附图附图1：坝体计算标准剖面图附图2：坝前水库区工程地形图。