《水利枢纽泥沙模型试验研究报告编制导则》

ICS27.140

CCSP55

团体标准

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水利枢纽泥沙模型试验研究报告编制导则

Guidelinesonthereportofsedimentmodeltestforhydro-junction

（征求意见稿）

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中国国际科技促进会发布

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水利枢纽泥沙模型试验研究报告编制导则

1范围

本文件提供了水利枢纽泥沙模型试验报告（以下简称试验报告）编制的体例格式与内容，包括试验

意义、目的及任务，河道基本情况，水利枢纽基本情况，模型设计、制作及验证，正式试验及成果分析，

结论与建议等。

本文件适用于新建、已建水利枢纽开展泥沙问题模型试验报告编制。其他类型模型试验报告编制可

参照执行。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

SL99河工模型试验规程

SL155水工（常规）模型试验规程

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

水利枢纽hydro-junction

为满足各项水利工程兴利除害的目标，在河流或渠道的适宜地段修建的不同类型水工建筑物的综合

体。水利枢纽按承担任务的不同，可分为防洪枢纽、灌溉（或供水）枢纽、水力发电枢纽和航运枢纽等。

3.2

泥沙模型试验sedimentmodeltest

用来研究水利水电枢纽工程、工农业引水口建筑物或其他局部河段平面形态变化和河槽冲淤变化的

物理模型试验。

4一般规定

4.1试验报告宜由封面、扉页、内容摘要、目录、正文、参考文献和附录等组成。

4.2试验报告表述内容应全面，表达应准确，图表应规范，结论观点应明确，建议应切合实际

4.3试验报告采用的水文、地形、地质等基础资料应准确可靠，满足试验要求。

4.4试验报告应使用中华人民共和国法定计量单位。

4.5试验报告应履行必要的审批程序，重大项目的试验报告应组织专家评审。

4.6试验报告章节设置参考附录A，内容应按本文件第5章～第10章要求进行编制，试验意义、目的

及任务列为第1章，依次编排。附图应按章节顺序依次编列于报告正文之后或单独成册。

4.7可根据水利枢纽特点对本文件规定的内容适当简化。

5试验意义、目的及任务

5.1概述

5.1.1简述水利枢纽地理位置、建设地点和所在流域水文泥沙特性和河道基本情况。地理位置宜说明

其所在河流名称及所属行政区划。建设地点宜说明水利枢纽建设所在地地名及其与附近河道内标志性建

（构）筑物或地点的距离。

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5.1.2概述前期勘测设计及相关专题研究主要内容。

5.1.3概述水利枢纽任务和规模，说明水利枢纽主要特性。

5.1.4宜给出水利枢纽地理位置示意图（可采用卫星遥感影像图）和所在河段河势图。河势图宜清晰

反映河段总体河势，并标明深泓线、河槽、岸滩、重要地名、水文（位）测站、相关涉水工程等相对位

置关系，可标明河湖管理范围线。

5.2试验意义、目的和任务

简述水利枢纽面临泥沙问题，阐明泥沙模型试验意义、目的及主要任务。

6河道基本情况

6.1流域及河道概况

简述流域自然概况、河湖水系、河流特性及人类活动影响等。

6.2水文气象特征

简述水利枢纽所在流域水文泥沙要素，包括水文测站分布及主要水文、泥沙参数和成果、坝址设计

洪水、水位流量关系等。

简述水利枢纽所在地区气象要素特征，包括气温、风速、降雨、蒸发等。有冰清的河段，说明冰清

特征值和冰清分析计算内容等。

6.3地质地貌特征

简述水利枢纽所在河道地形条件、地貌特征和河道覆盖层等地质地貌特点。

6.4河道演变特点

6.4.1说明河段历史演变过程与特点，分析其近期河床的冲淤特性和河势变化情况，明确河床演变的

主要特点、规律和原因，对河道的演变趋势进行预估。宜给出河道现场照片，可给出河道演变平面变化

图、断面变化图和纵断面变化图。

6.4.2历史演变过程宜利用已有分析成果，简述历史演变过程和特点。

6.4.3近期演变分析宜根据有关实测资料，分析河段内深泓、洲滩、汊道、岸线等平面变化、断面变

化及河床冲淤特性等。

6.4.4演变趋势分析宜根据历史、近期河道演变情况，结合水利规划实施安排，对河道将来的演变趋

势进行定性或定量分析。

7水利枢纽基本情况

7.1任务与规模

说明水利枢纽开发任务和规模，包括防洪减灾、航运、灌溉、供水、水力发电、反调节等。给出工

程主要特性表。

7.2总布置

说明水利枢纽总布置情况，给出平面布置图。

7.3主要建（构）筑物

说明挡水建筑物、泄水建筑物、发电引水建筑物、灌溉与排水建筑物、供水建筑物和通航建筑物等

布置方案、结构型式、控制高程、主要尺寸等，给出主要建（构）筑物平面布置图、上游立视图。

7.4调度运行方式

说明水利枢纽防洪调度、排沙调度和兴利调度等调度原则和详细调度方式。梯级开发的宜说明上一

梯级的调度内容。

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7.5施工导截流方案

说明施工导截流方式，流量，建筑物的布置、结构型式、尺寸，度汛洪水标准等，说明施工期排冰、

通航等措施。给出导截流建筑物设计图、施工总布置图等。

8模型设计、制作及验证

8.1模型设计

8.1.1模型范围

说明模型设计原则，依据试验任务、问题性质，阐明枢纽上、下游和左、右岸的模拟范围，给出模

型范围图（可采用卫星遥感影像图）。模型进口宜选在河道较平顺或窄深的卡口断面，模型出口宜选在

河道水流较平顺的断面。

8.1.2相似律

8.1.2.1几何相似

阐明模型为正态模型还是变态模型。主要研究建筑物附近强三维性的水流泥沙问题采用正态模型。

变态模型给出变率。

根据原型模拟范围、流量变幅，考虑相似要求，结合试验室场地条件，选用几何比尺，给出平面比

尺和垂直比尺。

8.1.2.2水流运动相似

在几何比尺确定后，根据相似律计算模型水流运动相似比尺。水流运动相似主要满足重力相似、阻

力相似、连续律相似和水流运动连续相似。

8.1.2.3泥沙运动相似

依据试验任务、问题性质，说明模型需满足的泥沙运动相似条件，选用计算公式，进行模型泥沙运

动相似比尺计算。泥沙运动相似主要满足悬移质泥沙运动相似、沙质推移质运动相似和卵石推移质运动

相似。

8.1.3模型选沙

8.1.3.1模型选沙前对原型沙物理力学特性进行分析。原型沙包括悬移质泥沙、床沙和推移质。给出

原型沙级配曲线。

8.1.3.2依据试验任务、问题性质，说明模型选沙主要条件，阐明采用天然沙配制的模型沙还是轻质

模型沙。对于研究底沙冲淤问题的模型，控制模型沙选择的主要条件是起动流速相似和阻力相似。对于

研究悬移质泥沙运动问题的模型，控制模型沙选择的主要条件是沉降相似和扬动相似。

8.1.3.3说明模型沙的材料选择及其物理力学特性。

8.1.3.4说明模型沙粒径级配选择。

8.1.4模型相似比尺

模型几何比尺及模型沙选定后，按相似准则，对各比尺进行计算，其中一部分需通过验证试验确定。

模型主要比尺汇总见表1。

表1模型相似比尺汇总表

相似条件物理量名称比尺符号计算值实用值

平面比尺

几何相似

垂直比尺

流速比尺

水流运动相似糙率比尺

流量比尺

沉速比尺

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相似条件物理量名称比尺符号计算值实用值

起动流速比尺

扬动流速比尺

悬移质运动相似含沙量比尺

粒径比尺

冲淤时间比尺

沉速比尺

起动流速比尺

沙质推移质

粒径比尺

运动相似

输沙率比尺

冲淤时间比尺

起动流速比尺

输沙率比尺

卵石推移质运动相似

粒径比尺

冲淤时间比尺

8.2模型测控

说明模型的水流测控、悬移质和推移质泥沙测控。水流测控参数包括模型进口断面的流量测量与控

制、试验河段水位的测量与控制、断面流速的测量等；悬移质和推移质泥沙测控应包括悬移质加沙控制、

推移质加沙控制、含沙量测量、颗粒级配测量和床面变形测量等。

试验设备和量测仪器满足SL99、SL155要求，新设备和新测量仪器使用前要进行校准、质控，条

件允许可进行比对试验。

8.3模型制作

说明模型位置、制作依据、制作材料、制作方法、精度控制、校验与验等情况，模型制作、精度、

校验与验收符合SL155、SL99要求。模型制作方法通常有断面法和等高线法等。宜给出制作过程或结

果图。

8.4模型验证

说明模型验证试验内容，精度满足SL99要求。模型验证试验包括清水验证和浑水验证，验证精度

应满足SL99要求。定床模型清水验证主要进行水面线、流速流态的相似性验证。动床模型浑水验证主

要进行泥沙冲淤部位及数量的河床冲淤地形相似性验证。

根据验证试验完善模型主要比尺汇总见表。

9正式试验及成果分析

9.1水流特性试验

9.1.1试验目的及内容

依据试验任务、问题性质，阐明水流试验目的，说明主要试验内容。

9.1.2试验条件及方法

说明试验地形条件、试验放水要素选取的依据、内容和试验方法，给出水流特性试验放水要素表。

试验放水要素包括典型特征流量、运行工况、放水时间、模型尾门控制水位等。

说明模型进口流量、模型出口水位和枢纽运行调度的控制原则、控制方法及精度要求等试验方法及

要求。

9.1.3试验观测布置

说明试验观测内容、观测范围、观测时段、观测位置、观测仪器设备、观测方法和记录要求等，给

出观测布置图。水流试验主要观测内容包括模型水位与水面线、流速、流向、流态等。

给出模型观测布置图。

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9.1.4试验成果分析

水流试验成果分析应结合枢纽调度运行，分析不同运行工况下河势变化、流速流态变化、重点关注

区域流速流态等水流特性，优化布置。

给出流场图、典型断面流速分布图等，宜给出试验照片或录像等资料。

9.2泥沙淤积试验

9.2.1试验目的及内容

依据试验任务、问题性质，阐明泥沙淤积试验目的，说明主要试验内容。

9.2.2试验条件及方法

说明试验起始地形条件、试验放水要素选取的依据及内容和试验方法，给出试验放水要素表。

采用验证试验确定的模型比尺，计算制定包括流量、悬移质含沙量、推移质输沙量、放水时间、枢

纽调度运行控制水位、模型出口控制水位等试验放水要素。模型进口流量过程线概化、模型进口含沙量

概化、不同流量推移质泥沙级配确定符合SL99要求。

说明模型进口流量、悬移质含沙量及级配、推移质输沙量及级配、模型出口水位和枢纽运行调度的

控制原则、控制方法及精度要求，模型充水要求、放水试验时间及其它特殊要求等。

9.2.3试验观测布置

说明试验观测内容、观测范围、观测时段、观测位置、观测仪器设备、观测方法和记录要求等。泥

沙淤积试验主要观测河道淤积演变过程，测量内容主要包括模型河床变形和含沙量及颗粒级配取样测验

等。

给出模型观测布置图。

9.2.4试验成果分析

说明水库枢纽建成运用后泥沙淤积发展过程和淤积量、淤积高程、淤积分布等泥沙淤积特性，以及

重点关注局部区域泥沙冲淤变化，分析排沙、拦沙效果等。依据试验分析成果，提出相关防淤、减淤、

调控措施，进一步优化水利枢纽整体布置。

给出淤积纵剖面、典型横断面、局部区域淤积等高线图等，给出试验照片或录像等资料。

9.3特殊试验

9.3.1试验目的及内容

依据试验任务、问题性质，阐明特殊试验目的，说明主要试验内容。

特殊试验可包括卵石推移质示踪试验、施工导截流试验、消能与冲刷试验、泄流能力验证试验、引

水取水口泥沙问题试验等。

9.3.2试验条件及方法

说明试验起始地形条件、试验放水要素选取的依据、内容和试验方法，给出试验放水要素表。

结合特殊试验目的，计算制定试验放水要素。试验条件概化、可活动的河床部分预留深度等符合SL

99要求。

说明流量、含沙量、输沙量、级配、水位和枢纽运行调度的控制原则、控制方法及精度要求，型充

水要求、放水试验时间及其它特殊要求等。

9.3.3试验观测布置

结合特殊试验目的和内容，说明试验观测内容、观测范围、观测时段、观测位置、观测仪器设备、

观测方法和记录要求等。

给出模型观测布置图。

9.3.4试验成果分析

结合特殊试验目的，采用图表进行试验成果分析，并提出相关防淤、减淤、调控措施，优化布置。

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给出典型横断面变化、局部区域等高线变化图等，并给出试验照片或录像等资料。

10结论与建议

10.1主要结论

概述模型建立和验证情况，概述试验条件和主要试验研究内容，分项阐明试验成果及结论。

10.2主要建议

综合试验观察及试验分析成果，提出相关防淤、减淤、调控措施，优化枢置，并提出进一步论证研

究建议意见等。

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A

A

附录A

（资料性）

水利枢纽泥沙模型试验报告参考目录

试验报告编制章节及主要内容见表A.1，所需附图见表A.2。

表A.1试验报告编制章节及主要内容

章节编号及标题主要内容

1.1概述

1试验意义、目的及任务

1.2试验意义、目的和任务

2.1流域及河道概况

2.2水文气象特征

2河道基本情况

2.3地质地貌特征

2.4河道演变特点

3.1任务与规模

3.2总布置

3水利枢纽基本情况3.3主要建（构）筑物

3.4调度运行方式

3.5施工导截流方案

4.1模型设计

4.2模型测控

4模型设计、制作及验证

4.3模型制作

4.4模型验证

5.1水流试验

5正式试验及成果分析5.2泥沙淤积试验

5.3特殊试验

6.1主要结论

6结论与建议

6.2主要建议

表A.2试验报告编制所需附图

试验报告章节所需附图名称