h ——设计水深（m）； χ——湿周（m）； n —— 河道糙率； m ——边坡系数。
除涝水力要素成果详见七里河设计断面要素成果表4-1-5。 八、河道堤防设计 （一）水面线推算
水面线推算按明渠恒定非均匀流进行计算，利用《水利水电工程设计计算程序集》中D—7程序(明渠恒定非均匀渐变流水面曲线计算程序)，水面线推算的控制水位采用七里河末端入徒骇河处水位向上游进行水面线计算，排涝水位为25.74m、水深4.0m，行洪水位为27.45m，水深5.71m。
水面线推算公式如下：
渠道断面单位能量沿程变化的微分方程
dEs?i?Jfds
其差分格式为：
?Es?i?Jf?s
即
E2?E1??i?Jf???s
式中
E2?h2?E1?h1?Jf?v222?v22g2g?v12C?R
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1?v2?v1?21C??C2?C1?21R??R2?R1?2 v?式中：E2 —— 上游断面水位函数；
E1——下游断面水位函数； h2 ——上游断面水位； h1 ——下游断面水位； α——动能修正系数； ΔS—— 断面间距（m）；
C——谢才系数； R——水力半径，m；
i——比降。
水面线推算成果详见七里河设计成果表4-1-6。由表可知，七里河设计指标满足河道的防洪、除涝要求。
（二）堤防设计
河道两岸堤防尚存较少，大部分堤防已不复存在，且现状堤防被群众挤占，需重新填筑堤防。由水面线推算成果表及现场查勘可知，部分河道现状堤防或地面高程不满足行洪要求，应对其进行复堤。本次治理工程复堤及弃土筑堤总长19.54km。
1、堤型选择
堤防采用均质土堤，根据《堤防工程设计规范》并参照原河道堤防设计，堤防内、外边坡均采用1：2.5，堤防顶宽左岸采用5m，右岸采用3m。
2、堤防填筑
根据工程地质报告，砂壤土、壤土及疏浚土均可做为堤防填筑土。根据《堤防工程设计规范》的有关规定，本堤防为4级堤防，且河道远离城区，堤防填筑压实度取0.9。
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根据高唐县七里河堤防的现状情况，本次设计堤防需填筑的 长度如表4-1-3所示。
表4-1-3 七里河堤防设计填筑长度表
桩号 0+000～2+245 2+245～4+480 4+480～9+100 9+100～9+770 3、堤顶超高确定
堤防需填筑长度 左岸 1445m 2235m 4620m 470m 右岸 2245m 1620m 4620m 570m 堤防高程按20年一遇洪水位加超高确定。 （1）堤顶超高计算
根据《堤防工程设计规范》（GB50286－98），堤顶在河道设计洪水位以上的超高由下式确定：
y?R?e?A
式中：y — 堤顶超高，m； R — 设计波浪爬高，m； e
— 设计风壅增水高度，m；
A — 安全加高，取0.6m。 （2）波浪爬高计算
采用《堤防工程设计规范》（GB50286－98）中的公式： 1）波浪爬高
RP?K?KVKP1?m2HL
式中：RP — 累积频率为P的波浪爬高，m； K? — 斜坡糙率及渗透性系数； KV — 经验系数；
KP — 爬高累积频率换算系数；
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m H L ①K?的确定
— 斜坡坡率，m?ctg?，?为斜坡坡角（°）； — 堤前波浪的平均坡高，m； — 堤前波浪的坡长，m。
根据护面类型查表确定，河道采用草皮护面，取K??0.88。 ②KV的确定
可根据风速V（m/s）、堤前水深d（m）、重力加速度g（m/s2）KV为经验系数，
组成的无维量V/gd，查表确定。
③KP的确定
KP为爬高累积频率换算系数，查表确定；爬高累积频率取5％。 2）平均波高H采用莆田试验站计算公式：
0.45??gF???0.0018??2?0.7????gH?gd??V??0.13th0.7th ?????20.7?V2V???????0.13th?0.7?gd?????2???????V??????gH?gT? ?13.9?2??V?V?0.5式中：H — 平均波高，m； T — 平均波周期，s； V — 计算风速，m/s； F — 风区长度，m； d — 水域的平均水深，m； g — 重力加速度，9.81m/s2。 风区长度根据河道断面图量算。
根据水文气象资料，确定设计多年平均年最大风速为17.00m/s，根据《堤防
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工程设计规范》，取平均最大风速的1.5倍，即25.50m/s。
3）平均波长L的计算： 平均波长L采用下式计算：
gT2?d L?th2?L（3）风壅水面高度计算
根据《堤防工程设计规范》，风壅水面高度按下式计算：
2KV2Fe?cos?
2gd式中：e
— 计算点的风壅水面高度，m；
K — 综合摩阻系数，取K?3.6?10?6；
? — 风向与垂直于堤轴线的法线的夹角，???，取?＝0?。 （4）堤顶超高计算成果
根据河道分段情况，选取4个断面进行计算。考虑防洪安全及实际情况，堤顶高程超高取1.0m。详见堤顶超高计算成果表4-1-4。
表4-1-4 堤顶超高计算成果表
断面（桩号） 计算行洪水位（m） 水域平均深度（m） 风区长度（m） 计算风速（m/s） 边坡系数 糙率及渗透性k△ 经验系数KV 1+000 28.47 5.718 35.60 25.50 2.50 0.86 1.25 3+000 28.15 5.625 36.71 25.50 2.50 0.86 1.25 4+000 27.98 5.628 36.65 25.50 2.50 0.86 1.25 9+000 27.53 5.609 44.16 25.50 2.50 0.86 1.25 23