工程設計分院壩工室
2006.3.
核定：審查：校核：
編寫：——水電站工程（或水庫工程、水利樞紐工程）
混凝土重力壩壩頂高程計算書
計算說明
本計算書僅適用於工程設計階段的 （壩型）壩頂超高/高程計算。
工程位於省市（縣）的江（河）上。該工程是以為主，兼顧 、 、 等綜合利用的水利水電樞紐工程。
本工程規劃設計階段（或預可行性研究階段，可行性研究階段/初步設計階段，招標設計階段）設計報告已於年月經審查通過。水庫總庫容 ×108m3，有效庫容 ×108m3，死庫容 ×108m3；灌溉面積畝；水電站裝機容量 mw，多年平均發電量 ×108 kw·h，保證出力 mw。選定壩址為 ，選定壩型為 。
根據《水電樞紐工程等級劃分及設計安全標準》dl5180—2003， 工程等別為等型工程，攔河壩為級永久水工建築物。（因攔河大壩壩高已超過其規定的高度，攔河壩應提高端，按級建築物設計。）
通過混凝土重力壩壩頂上游防浪牆頂與正常蓄水位、設計洪水位或校核洪水位高差的計算，以確定防浪牆頂高程和大壩高度，為壩體斷面設計及壩體工程量計算提供可靠的依據。
(1) 壩頂上游防浪牆頂與正常蓄水位、設計洪水位或校核洪水位的高差，包括最大浪高、波浪中心線至水庫靜水位的高度和安全超高。
(2) 確定的壩頂高程不得低於水庫正常蓄水位及設計洪水位。
(3) 壩頂高程的確定尚需考慮樞紐中其他建築物(如船閘壩頂橋下通航淨空) 對壩頂高程的要求。
因選定壩型為（混凝土重力壩），防浪牆頂在水庫靜水位以上的高差按《混凝土重力壩設計規範》dl 5108-1999式(11.1.1)計算，即：
h=h1%+hz+hc
式中，h—防浪牆頂至水庫靜水位的高差，m；
h1%—浪高，m；
hz波浪中心線至水庫靜水位的高度，m；
hc安全超高，m。
(1) 正常蓄水位+相應的牆頂高差；
(2) 設計洪水位+相應的牆頂高差；
(3) 校核洪水位+相應的牆頂高差。
計算依據
(1) 規程規範
《水電樞紐工程等級劃分及設計安全標準》dl5180—2003。
《混凝土重力壩設計規範》dl 5108-1999。
《水工建築物抗震設計規範》dl 5073-1997。
《水工建築物荷載設計規範》dl 5077-1997。
(2) 設計大綱
《—工程—階段—設計大綱（工作計畫）》（年.月）
(3) 任務書
《—工程—階段—計算任務書》（年.月）
(4) 相關的技術檔案
《—工程—階段—（設計報告）》（年.月）。
《—工程—階段—（設計報告）審查意見》（年.月）。
依據—審查意見（或—報告或—介面單），原始資料和資料為：
(1) 水庫特徵水位
正常蓄水位： m；
汛期限制水位： m；
死水位： m；
設計洪水位： m；
校核洪水位： m；
防洪最高水位： m。
(2) 風速、風向
年最大風速： m／s；
重現期為50年的年最大風速： m／s；
多年平均年最大風速： m／s；
多年平均年最大風速相對應的風向： 。
(3) 壩軸線方位角： 。
(4) 上游壩坡： ；大壩建基面高程： m；壩前庫底最低高程： m（見附圖1）。
(5) 工程場地**基本烈度： 度，設計烈度： 度。
依據《水工建築物荷載設計規範dl 5077-1997》14.1.3條、g.1.2條的規定及壩前庫區工程地形圖（附圖2），設計風速和風區長度等取值見表2.1。
表2.1 設計風速和風區長度
波浪要素主要包括波浪的平均波高、平均週期和平均波長。根據擬建水庫條件，宜按公式計算：
(1) 平原、濱海地區水庫，按照莆田試驗站公式計算：
或式中：hm—平均波高（m）；
tm—平均波週期(s)；
v0—計算風速（m/s）；
d—風區長度（m）；
hm—水域平均水深（m）；
g—重力加速度，9.81m/s2。
平均波長按下式計算：
對於深水波，即h＞0.5lm時，
式中：lm—平均波長（m）
(2) 丘陵、平原地區水庫，宜按鶴地水庫公式計算（適用範圍：水庫較深、v0＜26.5m/s及d＜7.5km ）：
式中 h2%—累積頻率為2%的波高(m)；
lm —平均波長（m）。
(3) 內陸峽谷水庫，可採用官廳水庫公式計算（適用範圍：v0＜20m/s及d＜20km）：
式中 h—當gd/ v02 =20~250時，為累積頻率5%的波高h5%，m；當gd/ v02 =250~1000時，為累積頻率10%的波高h10%，m。
(4) 累積頻率p%的波高hp與平均波高hm的比值按表2.2確定：
表2.2 累積頻率為p%的波高與平均波高比值（）
式中：hz—波浪中心線至水庫靜水位的高度（m）；
h1%—累積頻率為1%的波高 (m)；
lm—平均波長（m）；
h—壩迎水面前水深（m）。
依據《水電樞紐工程等級劃分及設計安全標準》dl5180—2003和 《混凝土重力壩設計規範》dl 5108-1999，安全超高hc按表2.3確定。
表2.3 安全超高hc值
當庫區有可能發生大體積塌岸或滑坡並在壅水建築物形成湧浪時，壩頂超高應進行專門研究後確定。
計算過程與結果分析
見excel計算過程表3.1~3.3。
不同工況的計算成果彙總見表3.4。
表3.4 防浪牆頂在水庫靜水位以上的高差及牆頂高程計算成果表
計算結論和建議
(1) 混凝土重力壩壩頂上游防浪牆頂高程按以上運用條件計算後，取表3.4中的最大值，即為 m。
(2) 因防浪牆高 m，最終確定壩頂高程 m，高於水庫正常蓄水位及設計洪水位 m，滿足規範要求，可作為壩體標準剖面設計的依據。
(3) 下階段可根據新的水文、地形和地質條件再複核。
計算附表及附圖
附圖1：壩體計算標準剖面圖
附圖2：壩前水庫區工程地形圖
重力壩設計
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碾壓混凝土重力壩設計範本
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