关于堤防工程设计中冲刷深度计算公式的应用及实际设计中存在问题的探究

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【摘 要】冲刷深度计算公式是设计堤防工程不可缺少的一项，其是堤防防洪、堤防防护的关键。本文针对堤防工程设计中冲刷深度计算公式的应用及实际设计中存在问题进行分析和探究。

【关键词】堤防工程；冲刷深度计算公式；设计

1 堤防工程

堤防工程是世界上最早广为采用的一种重要防洪工程。堤防是指沿河、渠、湖、海岸或行洪区、分洪区、围垦去的边缘修筑的挡水建筑物称为堤防。堤防工程的建设最重要的作用是抵御洪水，避免居民居住环境和农业生产受到洪水的侵袭。从工程建筑方面来说，堤防工程是一项比较大、比较复杂的工程。堤防工程设计和施工是最重要的两个环节。在设计过程中保证设计的合理、各个方面数据计算的准确性、选择适合的施工技术等，才能将设计方案应用于实际工程施工中。在施工过程中要注意施工细节的处理、选取的施工材料符合施工要求、施工人员分配得当等，才能够保证施工质量，使其能够长期稳定的、坚固的应用。

2 冲刷深度计算公式

堤防工程设计环节是整个项目开发重要的环节之一，保证设计的合理、准确、完整非常重要。堤防工程的冲刷深度是设计中需要确定的一个重要参数，关系到堤防工程使用的年限。在堤防工程设计过程中应用到的冲刷深度计算是作为一项主要技术参数，合理的选用公式计算不同冲刷形式下的冲刷深度是堤防防洪、堤防防护的关键。冲刷深度计算有两种不同形式，其一是水流平行于岸坡，其二是水流斜冲岸坡。

2.1 水流平行于岸坡

由于我国工程建设是在国家相关规定的约束下进行的，相应的堤防工程建设中的设计环节中冲刷深度计算也要符合国家的规定，即《堤防工程设计规范》。在《堤防工程设计规范》中附录D中提出水流平行于岸坡的公式是：

h■=h■+（（■）■-1）

注：h■表示从水面起计算的冲刷深度；h■表示近似设计水位深度的冲刷水深；Vcp表示平均速流；V■表示河床面上允许不冲流速；n表示与防护岸坡在平面上的形状有关，一般取n=1/4。

在应用此项公式中会涉及到桥渡公式确定堤防可能受到的冲刷程度，具体的公式是：

hp=■■

注：hp表从水面算起冲刷最大程度时最大水深；Q表示设计流量；L表示河道治理平均宽度，hmax表示河道平均水深；h表示河道平均水深；d表示河床土壤平均粒径；μ是一个参数，取值为0.99，表示水流压缩系数；A同样是一个参数，取值1.42，表示单宽流量集中系数。E表示与历年汛期月最大含沙量平均值有关的参数，取0.66.

两种公式应用均可参照《堤防工程设计规范》中的附属表应用。两种公式适应于的范围较广，如山区稳定河段大小位，小流速河流等，但是基本应用在平稳的，动荡幅度较小，水位变化不大。水流流速适中的环境中建设堤防工程采用水流平行于岸坡的冲刷深度计算公式。

2.2 水流斜冲岸坡

水流斜冲岸坡的计算公式同样是在《堤防工程设计规范》D附录中提出，具体公式表示为：

Δhp=■-30d

注：Δhp表示从河底算起的局部冲刷深度；d表示堤坝建设的坡脚处土壤计算粒径；Vj表示水流的局部冲刷流速。

水流斜冲岸坡的计算公式只适用于堤防工程水下建设部分中是以斜坡的形式进行冲刷的情况，才能应用。

在进行堤防工程设计过程中根据建设现场的情况，选择针对性的公式进行准确的。合理的计算，从提高堤坝工程设计的准确性、安全性、合理性。

3 实际设计堤防工程过程中存在的问题分析

在堤坝工程设计过程中采用冲刷深度计算公式，从而确定堤防工程底部抗压力的大小，进而实现合理设计方案的规划。在实际堤防工程设计过程中存在一些问题，给设计工作带来很大麻烦。问题存在的主要原因与河流的不稳性有很大关系，河流不稳定，将会直接影响冲刷深度计算值，进而导致设计方案与实际情况存在一定的差异，堤防工程建设无法完全按照设计方案进行，给堤坝施工造成一定的影响。

以甘肃省东南部的渭河流域为例，渭河是黄河的一级支流，其全长为818km，流域面积为134766km2。在渭河建设堤防工程时，对渭河进行考察，确定水流平行于岸坡和水流斜冲岸坡两种方式均存在。在设渭河堤防工程过程中计算冲刷深度的公式是：

h■=h■+（（■）■-1）

Δhp=■-30d

由于渭河属于动荡型河流，摆动幅度较大，采用水流冲刷岸坡的公式次数较多，在应用公式计算过程中由于河流的断面与冲刷河流断面形成的倾斜角度不断变化，促使公式计算结果不准确，相应的设计无法准确和合理。另外，设计堤防工程中参照附近堤防工程建设方案时忽视基础的深值是是否负荷渭河实际需求，也是设计中实际存在的问题，将会给堤防工程使用寿命造成一定的影响。

总体来说，堤防工程设计过程中冲斜角度不准确，致使冲刷深度计算不准确，这是导致设计不合理是最严重的实际问题。而忽视基础埋深值的准确性以及计算堤防工程建设所需数值计算不准确等也会导致堤防工程设计过程中出现问题。

4 结束语

堤防工程建设是我国政府比较支持和重视的一项工程，其是防洪抗灾的重要措施之一。在建设堤防工程过程中一定保证其质量，使其能够长期稳定、坚固的应用。为此，在进行堤防工程建设项目过程中注重设计和施工环节。本文针对堤防工程设实际计环节出现的问题进行探讨，确定最大的影响因素是冲刷深度公式计算不准确。冲刷深度计算是堤防工程设计环节中起到举足轻重的作用。在设计堤防工程过程前，冲刷深度有一定的了解，选取适合的计算公式，根据河流实际情况，准确的进行冲刷深度计算，是保证堤防工程设计合理、准确的措施之一。

【参考文献】

[1]林波.城市堤防工程设计探讨[J].水利天地，2011（06）.

[2]王顺意.水流冲刷深度计算在实体工程中的应用探讨[J].四川建材，2011（02）.

[3]GB50286-98 堤防工程设计规范[S].2000：61-71.

[4]武汉水利水电学院.水力计算手册[M].北京：中国水利水电出版社，2002：463-468.

[5]武汉水利电力学院.河流泥沙工程学（下册）[M].北京：中国水利水电出版社，2001：145-159.