《水利樞紐泥沙模型試驗(yàn)研究報(bào)告編制導(dǎo)則》

ICS27.140

CCSP55

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

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水利樞紐泥沙模型試驗(yàn)研究報(bào)告編制導(dǎo)則

Guidelinesonthereportofsedimentmodeltestforhydro-junction

（征求意見稿）

在提交反饋意見時(shí)，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(shí)施

中國國際科技促進(jìn)會(huì)發(fā)布

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水利樞紐泥沙模型試驗(yàn)研究報(bào)告編制導(dǎo)則

1范圍

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

意義、目的及任務(wù)，河道基本情況，水利樞紐基本情況，模型設(shè)計(jì)、制作及驗(yàn)證，正式試驗(yàn)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(yàn)報(bào)告編制。其他類型模型試驗(yàn)報(bào)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(duì)應(yīng)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(yàn)規(guī)程

SL155水工（常規(guī)）模型試驗(yàn)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(xiàng)水利工程興利除害的目標(biāo)，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(dān)任務(wù)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(yùn)樞紐等。

3.2

泥沙模型試驗(yàn)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(yàn)。

4一般規(guī)定

4.1試驗(yàn)報(bào)告宜由封面、扉頁、內(nèi)容摘要、目錄、正文、參考文獻(xiàn)和附錄等組成。

4.2試驗(yàn)報(bào)告表述內(nèi)容應(yīng)全面，表達(dá)應(yīng)準(zhǔn)確，圖表應(yīng)規(guī)范，結(jié)論觀點(diǎn)應(yīng)明確，建議應(yīng)切合實(shí)際

4.3試驗(yàn)報(bào)告采用的水文、地形、地質(zhì)等基礎(chǔ)資料應(yīng)準(zhǔn)確可靠，滿足試驗(yàn)要求。

4.4試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)使用中華人民共和國法定計(jì)量單位。

4.5試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)履行必要的審批程序，重大項(xiàng)目的試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)組織專家評(píng)審。

4.6試驗(yàn)報(bào)告章節(jié)設(shè)置參考附錄A，內(nèi)容應(yīng)按本文件第5章～第10章要求進(jìn)行編制，試驗(yàn)意義、目的

及任務(wù)列為第1章，依次編排。附圖應(yīng)按章節(jié)順序依次編列于報(bào)告正文之后或單獨(dú)成冊。

4.7可根據(jù)水利樞紐特點(diǎn)對(duì)本文件規(guī)定的內(nèi)容適當(dāng)簡化。

5試驗(yàn)意義、目的及任務(wù)

5.1概述

5.1.1簡述水利樞紐地理位置、建設(shè)地點(diǎn)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(shè)地點(diǎn)宜說明水利樞紐建設(shè)所在地地名及其與附近河道內(nèi)標(biāo)志性建

（構(gòu)）筑物或地點(diǎn)的距離。

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5.1.2概述前期勘測設(shè)計(jì)及相關(guān)專題研究主要內(nèi)容。

5.1.3概述水利樞紐任務(wù)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(biāo)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(duì)位

置關(guān)系，可標(biāo)明河湖管理范圍線。

5.2試驗(yàn)意義、目的和任務(wù)

簡述水利樞紐面臨泥沙問題，闡明泥沙模型試驗(yàn)意義、目的及主要任務(wù)。

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(dòng)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(shè)計(jì)

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(fēng)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(jì)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(diǎn)。

6.4河道演變特點(diǎn)

6.4.1說明河段歷史演變過程與特點(diǎn)，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(diǎn)、規(guī)律和原因，對(duì)河道的演變趨勢進(jìn)行預(yù)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(diǎn)。

6.4.3近期演變分析宜根據(jù)有關(guān)實(shí)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(shí)施安排，對(duì)河道將來的演變趨

勢進(jìn)行定性或定量分析。

7水利樞紐基本情況

7.1任務(wù)與規(guī)模

說明水利樞紐開發(fā)任務(wù)和規(guī)模，包括防洪減災(zāi)、航運(yùn)、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(yùn)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(xì)調(diào)度方式。梯級(jí)開發(fā)的宜說明上一

梯級(jí)的調(diào)度內(nèi)容。

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7.5施工導(dǎo)截流方案

說明施工導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)等，說明施工期排冰、

通航等措施。給出導(dǎo)截流建筑物設(shè)計(jì)圖、施工總布置圖等。

8模型設(shè)計(jì)、制作及驗(yàn)證

8.1模型設(shè)計(jì)

8.1.1模型范圍

說明模型設(shè)計(jì)原則，依據(jù)試驗(yàn)任務(wù)、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(jìn)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(qiáng)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(yàn)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(yùn)動(dòng)相似

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

力相似、連續(xù)律相似和水流運(yùn)動(dòng)連續(xù)相似。

8.1.2.3泥沙運(yùn)動(dòng)相似

依據(jù)試驗(yàn)任務(wù)、問題性質(zhì)，說明模型需滿足的泥沙運(yùn)動(dòng)相似條件，選用計(jì)算公式，進(jìn)行模型泥沙運(yùn)

動(dòng)相似比尺計(jì)算。泥沙運(yùn)動(dòng)相似主要滿足懸移質(zhì)泥沙運(yùn)動(dòng)相似、沙質(zhì)推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)相似和卵石推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)

相似。

8.1.3模型選沙

8.1.3.1模型選沙前對(duì)原型沙物理力學(xué)特性進(jìn)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(jí)配曲線。

8.1.3.2依據(jù)試驗(yàn)任務(wù)、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(duì)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(dòng)流速相似和阻力相似。對(duì)于

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

8.1.3.3說明模型沙的材料選擇及其物理力學(xué)特性。

8.1.3.4說明模型沙粒徑級(jí)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(zhǔn)則，對(duì)各比尺進(jìn)行計(jì)算，其中一部分需通過驗(yàn)證試驗(yàn)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(hào)計(jì)算值實(shí)用值

平面比尺

幾何相似

垂直比尺

流速比尺

水流運(yùn)動(dòng)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(hào)計(jì)算值實(shí)用值

起動(dòng)流速比尺

揚(yáng)動(dòng)流速比尺

懸移質(zhì)運(yùn)動(dòng)相似含沙量比尺

粒徑比尺

沖淤時(shí)間比尺

沉速比尺

起動(dòng)流速比尺

沙質(zhì)推移質(zhì)

粒徑比尺

運(yùn)動(dòng)相似

輸沙率比尺

沖淤時(shí)間比尺

起動(dòng)流速比尺

輸沙率比尺

卵石推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)相似

粒徑比尺

沖淤時(shí)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(jìn)口斷面的流量測量與控

制、試驗(yàn)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(yīng)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(jí)配測量和床面變形測量等。

試驗(yàn)設(shè)備和量測儀器滿足SL99、SL155要求，新設(shè)備和新測量儀器使用前要進(jìn)行校準(zhǔn)、質(zhì)控，條

件允許可進(jìn)行比對(duì)試驗(yàn)。

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(yàn)與驗(yàn)等情況，模型制作、精度、

校驗(yàn)與驗(yàn)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(yàn)證

說明模型驗(yàn)證試驗(yàn)內(nèi)容，精度滿足SL99要求。模型驗(yàn)證試驗(yàn)包括清水驗(yàn)證和渾水驗(yàn)證，驗(yàn)證精度

應(yīng)滿足SL99要求。定床模型清水驗(yàn)證主要進(jìn)行水面線、流速流態(tài)的相似性驗(yàn)證。動(dòng)床模型渾水驗(yàn)證主

要進(jìn)行泥沙沖淤部位及數(shù)量的河床沖淤地形相似性驗(yàn)證。

根據(jù)驗(yàn)證試驗(yàn)完善模型主要比尺匯總見表。

9正式試驗(yàn)及成果分析

9.1水流特性試驗(yàn)

9.1.1試驗(yàn)?zāi)康募皟?nèi)容

依據(jù)試驗(yàn)任務(wù)、問題性質(zhì)，闡明水流試驗(yàn)?zāi)康?，說明主要試驗(yàn)內(nèi)容。

9.1.2試驗(yàn)條件及方法

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

試驗(yàn)放水要素包括典型特征流量、運(yùn)行工況、放水時(shí)間、模型尾門控制水位等。

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

要求。

9.1.3試驗(yàn)觀測布置

說明試驗(yàn)觀測內(nèi)容、觀測范圍、觀測時(shí)段、觀測位置、觀測儀器設(shè)備、觀測方法和記錄要求等，給

出觀測布置圖。水流試驗(yàn)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(yàn)成果分析

水流試驗(yàn)成果分析應(yīng)結(jié)合樞紐調(diào)度運(yùn)行，分析不同運(yùn)行工況下河勢變化、流速流態(tài)變化、重點(diǎn)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(yàn)照片或錄像等資料。

9.2泥沙淤積試驗(yàn)

9.2.1試驗(yàn)?zāi)康募皟?nèi)容

依據(jù)試驗(yàn)任務(wù)、問題性質(zhì)，闡明泥沙淤積試驗(yàn)?zāi)康?，說明主要試驗(yàn)內(nèi)容。

9.2.2試驗(yàn)條件及方法

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

采用驗(yàn)證試驗(yàn)確定的模型比尺，計(jì)算制定包括流量、懸移質(zhì)含沙量、推移質(zhì)輸沙量、放水時(shí)間、樞

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

概化、不同流量推移質(zhì)泥沙級(jí)配確定符合SL99要求。

說明模型進(jìn)口流量、懸移質(zhì)含沙量及級(jí)配、推移質(zhì)輸沙量及級(jí)配、模型出口水位和樞紐運(yùn)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(yàn)時(shí)間及其它特殊要求等。

9.2.3試驗(yàn)觀測布置

說明試驗(yàn)觀測內(nèi)容、觀測范圍、觀測時(shí)段、觀測位置、觀測儀器設(shè)備、觀測方法和記錄要求等。泥

沙淤積試驗(yàn)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(jí)配取樣測驗(yàn)

等。

給出模型觀測布置圖。

9.2.4試驗(yàn)成果分析

說明水庫樞紐建成運(yùn)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(diǎn)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(yàn)分析成果，提出相關(guān)防淤、減淤、

調(diào)控措施，進(jìn)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(yàn)照片或錄像等資料。

9.3特殊試驗(yàn)

9.3.1試驗(yàn)?zāi)康募皟?nèi)容

依據(jù)試驗(yàn)任務(wù)、問題性質(zhì)，闡明特殊試驗(yàn)?zāi)康?，說明主要試驗(yàn)內(nèi)容。

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

水取水口泥沙問題試驗(yàn)等。

9.3.2試驗(yàn)條件及方法

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

結(jié)合特殊試驗(yàn)?zāi)康?，?jì)算制定試驗(yàn)放水要素。試驗(yàn)條件概化、可活動(dòng)的河床部分預(yù)留深度等符合SL

99要求。

說明流量、含沙量、輸沙量、級(jí)配、水位和樞紐運(yùn)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(yàn)時(shí)間及其它特殊要求等。

9.3.3試驗(yàn)觀測布置

結(jié)合特殊試驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容，說明試驗(yàn)觀測內(nèi)容、觀測范圍、觀測時(shí)段、觀測位置、觀測儀器設(shè)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(yàn)成果分析

結(jié)合特殊試驗(yàn)?zāi)康?，采用圖表進(jìn)行試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)證情況，概述試驗(yàn)條件和主要試驗(yàn)研究內(nèi)容，分項(xiàng)闡明試驗(yàn)成果及結(jié)論。

10.2主要建議

綜合試驗(yàn)觀察及試驗(yàn)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(jìn)一步論證研

究建議意見等。

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A

A

附錄A

（資料性）

水利樞紐泥沙模型試驗(yàn)報(bào)告參考目錄

試驗(yàn)報(bào)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(yàn)報(bào)告編制章節(jié)及主要內(nèi)容

章節(jié)編號(hào)及標(biāo)題主要內(nèi)容

1.1概述

1試驗(yàn)意義、目的及任務(wù)

1.2試驗(yàn)意義、目的和任務(wù)

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(diǎn)

3.1任務(wù)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(yùn)行方式

3.5施工導(dǎo)截流方案

4.1模型設(shè)計(jì)

4.2模型測控

4模型設(shè)計(jì)、制作及驗(yàn)證

4.3模型制作

4.4模型驗(yàn)證

5.1水流試驗(yàn)

5正式試驗(yàn)及成果分析5.2泥沙淤積試驗(yàn)

5.3特殊試驗(yàn)

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(yàn)報(bào)告編制所需附圖

試驗(yàn)報(bào)告章節(jié)所需附圖名稱