《水利樞紐泥沙模型試驗研究報告編制導則》

ICS27.140

CCSP55

團體標準

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水利樞紐泥沙模型試驗研究報告編制導則

Guidelinesonthereportofsedimentmodeltestforhydro-junction

（征求意見稿）

在提交反饋意見時，請將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

中國國際科技促進會發(fā)布

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水利樞紐泥沙模型試驗研究報告編制導則

1范圍

本文件提供了水利樞紐泥沙模型試驗報告（以下簡稱試驗報告）編制的體例格式與內(nèi)容，包括試驗

意義、目的及任務，河道基本情況，水利樞紐基本情況，模型設計、制作及驗證，正式試驗及成果分析，

結(jié)論與建議等。

本文件適用于新建、已建水利樞紐開展泥沙問題模型試驗報告編制。其他類型模型試驗報告編制可

參照執(zhí)行。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

SL99河工模型試驗規(guī)程

SL155水工（常規(guī)）模型試驗規(guī)程

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

水利樞紐hydro-junction

為滿足各項水利工程興利除害的目標，在河流或渠道的適宜地段修建的不同類型水工建筑物的綜合

體。水利樞紐按承擔任務的不同，可分為防洪樞紐、灌溉（或供水）樞紐、水力發(fā)電樞紐和航運樞紐等。

3.2

泥沙模型試驗sedimentmodeltest

用來研究水利水電樞紐工程、工農(nóng)業(yè)引水口建筑物或其他局部河段平面形態(tài)變化和河槽沖淤變化的

物理模型試驗。

4一般規(guī)定

4.1試驗報告宜由封面、扉頁、內(nèi)容摘要、目錄、正文、參考文獻和附錄等組成。

4.2試驗報告表述內(nèi)容應全面，表達應準確，圖表應規(guī)范，結(jié)論觀點應明確，建議應切合實際

4.3試驗報告采用的水文、地形、地質(zhì)等基礎資料應準確可靠，滿足試驗要求。

4.4試驗報告應使用中華人民共和國法定計量單位。

4.5試驗報告應履行必要的審批程序，重大項目的試驗報告應組織專家評審。

4.6試驗報告章節(jié)設置參考附錄A，內(nèi)容應按本文件第5章～第10章要求進行編制，試驗意義、目的

及任務列為第1章，依次編排。附圖應按章節(jié)順序依次編列于報告正文之后或單獨成冊。

4.7可根據(jù)水利樞紐特點對本文件規(guī)定的內(nèi)容適當簡化。

5試驗意義、目的及任務

5.1概述

5.1.1簡述水利樞紐地理位置、建設地點和所在流域水文泥沙特性和河道基本情況。地理位置宜說明

其所在河流名稱及所屬行政區(qū)劃。建設地點宜說明水利樞紐建設所在地地名及其與附近河道內(nèi)標志性建

（構(gòu)）筑物或地點的距離。

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5.1.2概述前期勘測設計及相關(guān)專題研究主要內(nèi)容。

5.1.3概述水利樞紐任務和規(guī)模，說明水利樞紐主要特性。

5.1.4宜給出水利樞紐地理位置示意圖（可采用衛(wèi)星遙感影像圖）和所在河段河勢圖。河勢圖宜清晰

反映河段總體河勢，并標明深泓線、河槽、岸灘、重要地名、水文（位）測站、相關(guān)涉水工程等相對位

置關(guān)系，可標明河湖管理范圍線。

5.2試驗意義、目的和任務

簡述水利樞紐面臨泥沙問題，闡明泥沙模型試驗意義、目的及主要任務。

6河道基本情況

6.1流域及河道概況

簡述流域自然概況、河湖水系、河流特性及人類活動影響等。

6.2水文氣象特征

簡述水利樞紐所在流域水文泥沙要素，包括水文測站分布及主要水文、泥沙參數(shù)和成果、壩址設計

洪水、水位流量關(guān)系等。

簡述水利樞紐所在地區(qū)氣象要素特征，包括氣溫、風速、降雨、蒸發(fā)等。有冰清的河段，說明冰清

特征值和冰清分析計算內(nèi)容等。

6.3地質(zhì)地貌特征

簡述水利樞紐所在河道地形條件、地貌特征和河道覆蓋層等地質(zhì)地貌特點。

6.4河道演變特點

6.4.1說明河段歷史演變過程與特點，分析其近期河床的沖淤特性和河勢變化情況，明確河床演變的

主要特點、規(guī)律和原因，對河道的演變趨勢進行預估。宜給出河道現(xiàn)場照片，可給出河道演變平面變化

圖、斷面變化圖和縱斷面變化圖。

6.4.2歷史演變過程宜利用已有分析成果，簡述歷史演變過程和特點。

6.4.3近期演變分析宜根據(jù)有關(guān)實測資料，分析河段內(nèi)深泓、洲灘、汊道、岸線等平面變化、斷面變

化及河床沖淤特性等。

6.4.4演變趨勢分析宜根據(jù)歷史、近期河道演變情況，結(jié)合水利規(guī)劃實施安排，對河道將來的演變趨

勢進行定性或定量分析。

7水利樞紐基本情況

7.1任務與規(guī)模

說明水利樞紐開發(fā)任務和規(guī)模，包括防洪減災、航運、灌溉、供水、水力發(fā)電、反調(diào)節(jié)等。給出工

程主要特性表。

7.2總布置

說明水利樞紐總布置情況，給出平面布置圖。

7.3主要建（構(gòu)）筑物

說明擋水建筑物、泄水建筑物、發(fā)電引水建筑物、灌溉與排水建筑物、供水建筑物和通航建筑物等

布置方案、結(jié)構(gòu)型式、控制高程、主要尺寸等，給出主要建（構(gòu)）筑物平面布置圖、上游立視圖。

7.4調(diào)度運行方式

說明水利樞紐防洪調(diào)度、排沙調(diào)度和興利調(diào)度等調(diào)度原則和詳細調(diào)度方式。梯級開發(fā)的宜說明上一

梯級的調(diào)度內(nèi)容。

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7.5施工導截流方案

說明施工導截流方式，流量，建筑物的布置、結(jié)構(gòu)型式、尺寸，度汛洪水標準等，說明施工期排冰、

通航等措施。給出導截流建筑物設計圖、施工總布置圖等。

8模型設計、制作及驗證

8.1模型設計

8.1.1模型范圍

說明模型設計原則，依據(jù)試驗任務、問題性質(zhì)，闡明樞紐上、下游和左、右岸的模擬范圍，給出模

型范圍圖（可采用衛(wèi)星遙感影像圖）。模型進口宜選在河道較平順或窄深的卡口斷面，模型出口宜選在

河道水流較平順的斷面。

8.1.2相似律

8.1.2.1幾何相似

闡明模型為正態(tài)模型還是變態(tài)模型。主要研究建筑物附近強三維性的水流泥沙問題采用正態(tài)模型。

變態(tài)模型給出變率。

根據(jù)原型模擬范圍、流量變幅，考慮相似要求，結(jié)合試驗室場地條件，選用幾何比尺，給出平面比

尺和垂直比尺。

8.1.2.2水流運動相似

在幾何比尺確定后，根據(jù)相似律計算模型水流運動相似比尺。水流運動相似主要滿足重力相似、阻

力相似、連續(xù)律相似和水流運動連續(xù)相似。

8.1.2.3泥沙運動相似

依據(jù)試驗任務、問題性質(zhì)，說明模型需滿足的泥沙運動相似條件，選用計算公式，進行模型泥沙運

動相似比尺計算。泥沙運動相似主要滿足懸移質(zhì)泥沙運動相似、沙質(zhì)推移質(zhì)運動相似和卵石推移質(zhì)運動

相似。

8.1.3模型選沙

8.1.3.1模型選沙前對原型沙物理力學特性進行分析。原型沙包括懸移質(zhì)泥沙、床沙和推移質(zhì)。給出

原型沙級配曲線。

8.1.3.2依據(jù)試驗任務、問題性質(zhì)，說明模型選沙主要條件，闡明采用天然沙配制的模型沙還是輕質(zhì)

模型沙。對于研究底沙沖淤問題的模型，控制模型沙選擇的主要條件是起動流速相似和阻力相似。對于

研究懸移質(zhì)泥沙運動問題的模型，控制模型沙選擇的主要條件是沉降相似和揚動相似。

8.1.3.3說明模型沙的材料選擇及其物理力學特性。

8.1.3.4說明模型沙粒徑級配選擇。

8.1.4模型相似比尺

模型幾何比尺及模型沙選定后，按相似準則，對各比尺進行計算，其中一部分需通過驗證試驗確定。

模型主要比尺匯總見表1。

表1模型相似比尺匯總表

相似條件物理量名稱比尺符號計算值實用值

平面比尺

幾何相似

垂直比尺

流速比尺

水流運動相似糙率比尺

流量比尺

沉速比尺

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相似條件物理量名稱比尺符號計算值實用值

起動流速比尺

揚動流速比尺

懸移質(zhì)運動相似含沙量比尺

粒徑比尺

沖淤時間比尺

沉速比尺

起動流速比尺

沙質(zhì)推移質(zhì)

粒徑比尺

運動相似

輸沙率比尺

沖淤時間比尺

起動流速比尺

輸沙率比尺

卵石推移質(zhì)運動相似

粒徑比尺

沖淤時間比尺

8.2模型測控

說明模型的水流測控、懸移質(zhì)和推移質(zhì)泥沙測控。水流測控參數(shù)包括模型進口斷面的流量測量與控

制、試驗河段水位的測量與控制、斷面流速的測量等；懸移質(zhì)和推移質(zhì)泥沙測控應包括懸移質(zhì)加沙控制、

推移質(zhì)加沙控制、含沙量測量、顆粒級配測量和床面變形測量等。

試驗設備和量測儀器滿足SL99、SL155要求，新設備和新測量儀器使用前要進行校準、質(zhì)控，條

件允許可進行比對試驗。

8.3模型制作

說明模型位置、制作依據(jù)、制作材料、制作方法、精度控制、校驗與驗等情況，模型制作、精度、

校驗與驗收符合SL155、SL99要求。模型制作方法通常有斷面法和等高線法等。宜給出制作過程或結(jié)

果圖。

8.4模型驗證

說明模型驗證試驗內(nèi)容，精度滿足SL99要求。模型驗證試驗包括清水驗證和渾水驗證，驗證精度

應滿足SL99要求。定床模型清水驗證主要進行水面線、流速流態(tài)的相似性驗證。動床模型渾水驗證主

要進行泥沙沖淤部位及數(shù)量的河床沖淤地形相似性驗證。

根據(jù)驗證試驗完善模型主要比尺匯總見表。

9正式試驗及成果分析

9.1水流特性試驗

9.1.1試驗目的及內(nèi)容

依據(jù)試驗任務、問題性質(zhì)，闡明水流試驗目的，說明主要試驗內(nèi)容。

9.1.2試驗條件及方法

說明試驗地形條件、試驗放水要素選取的依據(jù)、內(nèi)容和試驗方法，給出水流特性試驗放水要素表。

試驗放水要素包括典型特征流量、運行工況、放水時間、模型尾門控制水位等。

說明模型進口流量、模型出口水位和樞紐運行調(diào)度的控制原則、控制方法及精度要求等試驗方法及

要求。

9.1.3試驗觀測布置

說明試驗觀測內(nèi)容、觀測范圍、觀測時段、觀測位置、觀測儀器設備、觀測方法和記錄要求等，給

出觀測布置圖。水流試驗主要觀測內(nèi)容包括模型水位與水面線、流速、流向、流態(tài)等。

給出模型觀測布置圖。

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9.1.4試驗成果分析

水流試驗成果分析應結(jié)合樞紐調(diào)度運行，分析不同運行工況下河勢變化、流速流態(tài)變化、重點關(guān)注

區(qū)域流速流態(tài)等水流特性，優(yōu)化布置。

給出流場圖、典型斷面流速分布圖等，宜給出試驗照片或錄像等資料。

9.2泥沙淤積試驗

9.2.1試驗目的及內(nèi)容

依據(jù)試驗任務、問題性質(zhì)，闡明泥沙淤積試驗目的，說明主要試驗內(nèi)容。

9.2.2試驗條件及方法

說明試驗起始地形條件、試驗放水要素選取的依據(jù)及內(nèi)容和試驗方法，給出試驗放水要素表。

采用驗證試驗確定的模型比尺，計算制定包括流量、懸移質(zhì)含沙量、推移質(zhì)輸沙量、放水時間、樞

紐調(diào)度運行控制水位、模型出口控制水位等試驗放水要素。模型進口流量過程線概化、模型進口含沙量

概化、不同流量推移質(zhì)泥沙級配確定符合SL99要求。

說明模型進口流量、懸移質(zhì)含沙量及級配、推移質(zhì)輸沙量及級配、模型出口水位和樞紐運行調(diào)度的

控制原則、控制方法及精度要求，模型充水要求、放水試驗時間及其它特殊要求等。

9.2.3試驗觀測布置

說明試驗觀測內(nèi)容、觀測范圍、觀測時段、觀測位置、觀測儀器設備、觀測方法和記錄要求等。泥

沙淤積試驗主要觀測河道淤積演變過程，測量內(nèi)容主要包括模型河床變形和含沙量及顆粒級配取樣測驗

等。

給出模型觀測布置圖。

9.2.4試驗成果分析

說明水庫樞紐建成運用后泥沙淤積發(fā)展過程和淤積量、淤積高程、淤積分布等泥沙淤積特性，以及

重點關(guān)注局部區(qū)域泥沙沖淤變化，分析排沙、攔沙效果等。依據(jù)試驗分析成果，提出相關(guān)防淤、減淤、

調(diào)控措施，進一步優(yōu)化水利樞紐整體布置。

給出淤積縱剖面、典型橫斷面、局部區(qū)域淤積等高線圖等，給出試驗照片或錄像等資料。

9.3特殊試驗

9.3.1試驗目的及內(nèi)容

依據(jù)試驗任務、問題性質(zhì)，闡明特殊試驗目的，說明主要試驗內(nèi)容。

特殊試驗可包括卵石推移質(zhì)示蹤試驗、施工導截流試驗、消能與沖刷試驗、泄流能力驗證試驗、引

水取水口泥沙問題試驗等。

9.3.2試驗條件及方法

說明試驗起始地形條件、試驗放水要素選取的依據(jù)、內(nèi)容和試驗方法，給出試驗放水要素表。

結(jié)合特殊試驗目的，計算制定試驗放水要素。試驗條件概化、可活動的河床部分預留深度等符合SL

99要求。

說明流量、含沙量、輸沙量、級配、水位和樞紐運行調(diào)度的控制原則、控制方法及精度要求，型充

水要求、放水試驗時間及其它特殊要求等。

9.3.3試驗觀測布置

結(jié)合特殊試驗目的和內(nèi)容，說明試驗觀測內(nèi)容、觀測范圍、觀測時段、觀測位置、觀測儀器設備、

觀測方法和記錄要求等。

給出模型觀測布置圖。

9.3.4試驗成果分析

結(jié)合特殊試驗目的，采用圖表進行試驗成果分析，并提出相關(guān)防淤、減淤、調(diào)控措施，優(yōu)化布置。

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給出典型橫斷面變化、局部區(qū)域等高線變化圖等，并給出試驗照片或錄像等資料。

10結(jié)論與建議

10.1主要結(jié)論

概述模型建立和驗證情況，概述試驗條件和主要試驗研究內(nèi)容，分項闡明試驗成果及結(jié)論。

10.2主要建議

綜合試驗觀察及試驗分析成果，提出相關(guān)防淤、減淤、調(diào)控措施，優(yōu)化樞置，并提出進一步論證研

究建議意見等。

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A

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附錄A

（資料性）

水利樞紐泥沙模型試驗報告參考目錄

試驗報告編制章節(jié)及主要內(nèi)容見表A.1，所需附圖見表A.2。

表A.1試驗報告編制章節(jié)及主要內(nèi)容

章節(jié)編號及標題主要內(nèi)容

1.1概述

1試驗意義、目的及任務

1.2試驗意義、目的和任務

2.1流域及河道概況

2.2水文氣象特征

2河道基本情況

2.3地質(zhì)地貌特征

2.4河道演變特點

3.1任務與規(guī)模

3.2總布置

3水利樞紐基本情況3.3主要建（構(gòu)）筑物

3.4調(diào)度運行方式

3.5施工導截流方案

4.1模型設計

4.2模型測控

4模型設計、制作及驗證

4.3模型制作

4.4模型驗證

5.1水流試驗

5正式試驗及成果分析5.2泥沙淤積試驗

5.3特殊試驗

6.1主要結(jié)論

6結(jié)論與建議

6.2主要建議

表A.2試驗報告編制所需附圖

試驗報告章節(jié)所需附圖名稱