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JTST 231-2021 水运工程模拟试验技术规范.pdf6.5.6本条是斜坡式建筑物断面模型试验需满足的要求
定性时，给出水平力最大时同步压力以及建筑物滑动稳定安全系数最小时的同步 布：当墙身结构设计需要时.给出各点最大压力分布
水运工程模拟试验技术规范（JTS/T231—2021）
6.5.9本条是越浪量和波浪爬高试验需满足的要求， 6.5.9.2研究结果表明，单个波的单宽最大越浪水量（m/m）对建筑物结构的安全至 关重要，有条件时，需进行单个波的越浪水量的测量： 6.5.10测量桩基、墩柱式建筑物上波浪力时，为了分析波浪力，需在水槽或水池中模型 同一断面处测定波面， 6.5.11设计带梁板透空建筑物时，遇到的主要问题是确定波浪对梁板的上托力，为了使 梁板和波面之间空腔中的压缩空气有个出路以减小上托力，常在面板上开设泄压孔，试验 中要予以模拟，但如直接按几何比尺模拟，每个孔的尺度可能很小，其泄压效果难与原型 相似，需根据具体情况加以处理
DB32／T 3398-2018标准下载乙通航建筑物水动力模型试验
7.2.2本条是通航建筑物水动力模型几何比尺需满足的要求
7.2.2本条是通航建筑物水动力模型儿何比尺需满足的要求： 7.2.2.1模型几何比尺的选择，是根据国内外已建成并做过整体模型试验的20余座 有通航建筑物的枢纽工程试验资料统计分析而得 7.2.2.2~7.2.2.4此三款所列的各类模型比尺的范围，是根据国内外已有的船闸水 力学各类模型试验资料统计而得：近百年的船闸建设历史表明，这些比尺范围的模型试 验成果均被原型船闻证明是可信的： 7.2.2.5推荐的模型几何比尺是根据国内外升船机水力学模型试验总结出来的， 7.2.2.6根据国内外中间渠道模型试验经验，考虑到船闸输水廊道模型尺度及船模要 求，提出对大型工程几何比尺为20~80，中小型工程取10~50，
验成果均被原型船 闸证明是可信的 7.2.2.5推荐的模型几何比尺是根据国内外升船机水力学模型试验总结出来的， 7.2.2.6根据国内外中间渠道模型试验经验，考虑到船闸输水廊道模型尺度及船模要 求，提出对大型工程几何比尺为20~80，中小型工程取10~50， 7.2.4本条是升船机水动力模型设计需满足的要求， 7.2.4.2由虎克定律可知，在符合重力相似准则情况下，变形量比尺为模型几何比尺 ，力的比尺为入所以弹性系数比尺入=入/入，=，由作用力和弹性系数可得钢丝 绳变形量，根据求得的变形量即可按弹簧或弹性构件变形公式设计弹簧或弹性构件： 7.2.5电站日调节时，正、负波在原型河道中的衰减很慢，可以传递上百公里，而枢纽通 航模型的上下游河段不可能做得很长，模型的进出口将会对波动产生反射，进而影响测试 结果，因此，当调峰时间短时，需要在反射波到达试验段之前结束测试；当调峰时间较长 时，在模型的进、出口设置消波措施， 7.2.6本条是根据国内有关单位进行模型试验的经验总结出来的引航道中往复波流 外水域要有一定的长度色影响流太
7.2.6本条是根据国内有关单位进行模型试验的经验总结出来的引航道中往
的影响要超过引航道的长度，因此规定口门外水域要有一定的长度以免影响流态
.3.4规定进行阀门启闭力及流激振动的局部模型不能设置侧向止水，是因为止水的摩 且力与原型不相似，增加止水后的振动特性也与原型不相似，为了减小漏水影响，阀门两 则与廊道边壁都要精加工.使其缝隙尽量小
7.4枢纽通航整体模型试验
.4.4~7.4.6条文中的试验内容是根据国内枢纽通航工程整体模型试验总结出来的 其体内容根据实际工程的需要而定， （1）枢纽中通航建筑物不同布置方案是指.如左右岸布置.即使在同一岸有通航建筑
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物轴线与坝轴线交角和导航堤型式不同等，都会造成通航建筑物的进出口河道水流收缩 或扩大，使水流弯曲变形，产生流速梯度，形成斜向水流，由于斜向水流的作用，产生回 流，横流和回流使航行船舶或船队产生横漂和扭转，影响通航，因此要对通航建筑物在枢 纽中的布置进行通航水流条件的试验； （2）枢纽泄洪通航水流条件试验是指，研究不同泄洪流量和闻门不同开启方式对通 航水流条件的影响；闻门的开启方式有集中开启、分散开启和均匀开启等多种组合； （3）由于电站调节时流量变率较大，产生的长波向上游或下游方向传递，传递速度 快、衰减慢和距离长；在传递过程中水面的降落和增高及产生横流将影响通航水流条件 因此要进行试验； （4）船闻灌泄水时流量变化在引航道中产生往复波流运动，这种波流运动影响引航 道和口门区的通航水流条件，同时会对船闻闸门产生反向水头，影响闸门运转；船闻灌泄 水有多种水位组合，一般取最大水位差的水位组合进行试验； （5）枢纽的运行方式中，枢纽泄洪、船闻灌泄水和电站日调节可以有多种组合：当电 站日调节与船闻灌泄水同时运行时，各自产生的长波运动，会造成波的叠加；当枢纽泄洪 与电站日调节联合运行时，会增加或减小口门区及连接段的水流流速和水面比降，往复波 流和长波也会叠加，有可能比单独运行更危险，所以要进行不同组合的试验： 7.4.10枢纽通航中船舶的航行条件，采用遥控自航船模试验能更直观地反映航道水流 条件和边界条件对船舶航行的综合影响，并能反映船舶与水流的相互作用，通过船模航 行参数的观测，可以分析航行状态和航行条件的优劣，能衡量工程设计方案是否符合要 求，目前国内的大、中型的枢纽通航工程模型试验中，作为衡量通航水流条件的一种方法 王
7.4.10枢纽通航中船舶的航行条件，采用遥控自航船模试验能更直观地
条件和边界条件对船舶航行的综合影响，并能反映船舶与水流的相互作用，通过船模航 行参数的观测，可以分析航行状态和航行条件的优劣，能衡量工程设计方案是否符合要 求，目前国内的大、中型的枢纽通航工程模型试验中，作为衡量通航水流条件的一种方法 和试验手段，遥控自航船模已得到广泛应用
7.5船闸水力学模型试验
7.5.1~7.5.5船闸水力学模型试验的内容和方法是根据国内外有关科研单位多年模型 试验总结出来的，有以下几点： （1）闸室灌泄水水力特性曲线是指阀门开度、流量系数、闻室及阀门井水位、流量和 能量等随时间的变化曲线，如为集中输水系统则还有比能及闻室断面平均流速随时间的 变化曲线； （2）进水口流态是指进水口处水面的局部降低和漩涡情况，出水口流态是指出水口 处水面垂高、旋滚和回流情况等； （3）由于进水口水流流态在一定的边界条件下与流量和进水口灌没水深有关，因此 规定了除在设计最大水位差外，还要在没水深最小的上游最低通航水位条件下进行试 验，由于漩涡水流模型与原型荐在缩尺影响且模型结果偏于不安全，因此除进行非恒定 流试验外，还要在最大流量的恒定流条件下进行试验； （4）当船闸原型阀门开启时间在4min以上，阀门开启速度较慢，流量增率较小，或输 水系统廊道长度较短时，此时惯性影响不大，故可以采用恒定流减压模型试验； （5）阀门非恒定流减压模型能真实反映阀门动水启闭过程中所产生的廊道水流惯性
乍用，正确模拟阀门的水流流态及空化现象，是一种较先进的模型，但其设备比较复杂； （6）人字及三角闸门处在全开位时推拉杆受力为零，因此以此位置为基线。
7.6.1升船机水力学模型试验内容系根据国内外试验研究经验制定的，执行时注意以 下几点： （1）对于双面斜坡船箱连续运转通过坝顶时，由于卷扬机和链条机或摩擦机构之间 衔接存在误差及其他原因，致使船厢运行速度突然变化，导致厢中水体波动和船舶系缆力 增大，所以需对船厢连续过坝顶间题进行试验； （2)升船机在运行中如突然发生事故紧急制动，致使厢中水体波动和船舶系缆力过 太因此要通过试验确定合理的事故制动减速度
7.6.2本条是升船机水力学模型试验方法需满足的要求
（1）厢底沿纵轴线和箱一侧布置测点是根据船厢或厢池中水力参数以纵轴线为对称 的特性确定的； （2）运行中的船厢内水体波动、船舶系缆力与起制动加减速度和速度变化有关，牵引 机构速度的变化与船厢的实际运行速度有时会有差异，因此规定在船上安设测速装置， 是为了准确测定船厢实际运行速度及其变化
7.7中间渠道通航水力学模型试验
7.7.1本条是船闸灌泄水和升船机船厢出入水时中间渠道通航水流条件模型试验需满
7.7.1本条是船闸灌泄水和升船机船湘出人水时中间渠道通航水流条件模型试验需满 足的要求， （1）中间渠道是连接两座通航建筑物的限制性航道，当升船机船厢出入水或船闻灌 泄水时将在中间渠道内引起波动，影响船舶的航行和停泊条件；如国外某双线双级船闻， 在某些运行工况下渠道内产生的波动最大振幅达0.6m，有时使停泊于码头的船舶缆绳断 裂；渠道内水体波动造成人字闸门处出现正向或反向水头，使闻门有时不能开启或自动打 开；因此，有必要对中间渠道存在的水力学间题进行试验研究； （2）中间渠道内水体波动呈周期性往复运动，波动需较长时间衰减才能达到水面趋 于平静；因此在试验中船闻输水结束或船厢出入水停稳后，还要继续观测一段时间： 7.7.3观察船模航态是指波动对船模航向、航速的影响和船模触底情况，船行波试验中 发现，当浅水、高速边航时，船首波呈横向推进，冲刷岸坡，反射波使船模横倾并被推向河
发现，当浅水、高速边航时，船首波呈横向推进，冲刷岸坡，反射波使船模横倾并被推向河 心，操纵困难，影响船模航速，有时还会发生船模碰底现象，
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8.1.3海岸与河口天然泥沙输移复杂，有悬沙输移、底沙输移或两者兼有，底沙又包括推 移质与悬移质中的床沙质，悬沙和底沙运动是海岸与河口在潮流、波浪作用下常见的泥 沙输移形式：研究的问题如港口布置、航道淤积、河口及拦门沙整治、海岸的防护等都会 遇到不同的泥沙问题，故需根据泥沙输移的性质与需解决问题的实际情况，搜集与测量相 关的资料
8.2.2选择模型沙时尽可能使起动流速和糙
沙粒径比尺入，采用描值处理，以保证模型沙颗粒大小的连续性： 8.2.5当原型推移质为卵石夹沙时，其粒径范围很广，工程试验河段一般无实测资料，本 条规定的处理方法，是国内众多研究单位在沙卵石推移质动床模型试验中常用的方法，实 践证明其能基本反映实际情况
变规律与泥沙输移形态，正确选择模型沙以及良好的运行操作的综合过程，模型先按已 掌握的资料、知识和必要的辅助试验进行初步设计.在验证过程中允许有修改完成验迈
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8.2.23~8.2.27波浪潮流泥沙物理模型与潮流泥沙物理模型相比增加了波浪动力，该 波浪动力的作用是起床面泥沙并使之参加潮流运动，使工程水域水体含沙量增加，引起 泥沙冲淤的变化：，如何在变态的潮汐模型中模拟波浪动力条件以及波浪对建筑物的作用 不致因模型变态而使局部水域地形发生失真，是模型设计的关键， 波浪潮流泥沙物理模型中，为保持波浪的正态，令波浪的波长比尺等于波高比尺，其 波高比尺与其水深比尺相等，使得模型中波浪的波动速度、波浪传质速度、波浪产生的沿 堤流速度、破波水深等均与潮汐水流动力条件、模型垂直几何比尺保持相同的关系，使波 浪的动力条件能在潮流泥沙模型中复演，达到两者一致的目的：为减小模型中建筑物对 波浪的反射、折射作用，按不同部位对建筑物的边坡进行调整，或采用消能材料处理
.3.1在执行本条规定时需注意：根据历年实测地形资料或水力计算估算工程对河床或 每床最大冲刷深度，模型槽底高程需低于最大冲刷深度5cm~10cm：动床模型制作完成 后，为了提高模型预测精度，需对刮制的地形进行复测，因而提出了动床地形的控制精度 其精度要求与定床一致。
.4.4~8.4.6悬沙定、动床验证试验条文的规定，是根据国内各研究单位和高等院校进 行模型验证试验的小结和概括，包括验证资料的选用、试验的内容和要求，以及试验和步 骤都作了具体的规定，认真按规定的要求做好验证试验，既是确定模型水流运动、河床冲 淤与原型相似的依据，又是做好水流特性和工程方案试验的前提条件， 8.4.9模型潮型采用大、中、小潮的组合，模型试验时间较长，根据若干潮汐河口泥沙模 型试验的经验，小潮造床的作用微弱，可以忽略，选用大潮或者大潮与中潮的组合也可达 到冲淤地形变化的相似，故模型可选用大、中潮的组合，但此时要估算一个大潮、中潮的组 合相当于多少个平均潮的作用，以便决定模型冲淤变形的试验时间，决定冲淤时间后，计 算试验的加沙量，每次试验结束后，测量模型地形，并与原型实测数值比较，如果符合第 8.4.10.4条要求，则模型动床验证完成
8.5内河泥沙模型试验
8.5.3本条根据60多年来我国在众多河流浅滩整治方面的实践和试验研究经验而制
定，对浅滩整治工程方案动床模型试验有关的问题说明如下： （1）对于沙质浅滩的整治工程试验，重点是研究枯水整治建筑物布置，加强落水期冲 刷作用，对于一些卵石或沙卵石浅滩，因其结构紧密，不易冲刷，需结合疏浚措施，以建筑 物防淤维护航深； （2）浅滩整治工程实践经验表明，由于工程对沙质河床、卵石及沙卵石河床的冲刷平 衡完成的时间不同，所以沙质浅滩与卵石浅滩需分别选择一个和两个枯水水文年的水沙
过程进行放水试验，才能得到冲刷平衡时的航深； (3）整治建筑物调整水流冲刷河床之作用以整治水位（流量）级为最强，故浅滩整治 工程方案试验以此级流量为重点，设计流量级是判断浅滩整治效果的关键流量级，也需作 为重点
8.5.4本条规定是以葛洲坝、三
（1）变动回水区的上段，泥沙淤积以卵石推移质为主；条文规定需进行动床模型试 验，才能使卵石运动保持连续性并得以及时补给，使河床冲淤达到相似； （2）变动回水区的浅滩因水库汛末蓄水，破坏了自然情况汛后落水冲刷的规律，待来 年汛前水库水位消落时才发生冲刷，此时入库流量小，冲刷不力，从而造成变动回水区上 段卵石推移质呈缓慢地累积性淤积，对航道造成影响，试验时需根据水库运用的具体情况 选用水文系列年进行放水、加沙； （3）库尾卵石动床模型做正态模型放水试验时间太长，选沙也有困难，故需作变态模 型，其模型沙的选择也较为方便，放水历时较短，才有可能完成长系列水文年的试验任务； 4）水库回水变动区上段卵石浅滩整治工程方案试验方法.同一般浅滩
8.5.5执行本条规定时需注意的间题说明如下
（1）项下游河段冲刷，逐渐向下发展，历时长、影响距离远，需在长河段、长历时数值 莫拟冲淤变形计算成果基础上选取对航道有严重影响的河段进行模型试验； （2）动床模型需按建库前的河床地形及覆盖物制模，铺沙厚度按实测资料分析确定： （3）近坝河段河床覆盖层多为沙卵石所组成，如研究冲刷对航道的影响，需以卵石的 中淤时间比尺放水试验：而宽级配泥沙模型试验问题复杂，目前尚未得到统一的认识，有 待于进一步研究。
待于进一步研究， 8.5.6通航河流上建桥后会直接影响其上、下游河段的水流与河床冲淤变形，对此，需 按定床模型试验优化的一种桥位和1~2种桥式方案进行动床模型试验，研究建桥后其 上、下游河段冲淤对航道的影响，并采取整治工程措施使航道满足通航尺度要求： 8.5.9一些山区河流和山前河段，洪、枯水主流摆动幅度大的汉流河段或边滩宽低的河 段，因枯期水流坐弯，洪期水流取直，此时弯槽为回流缓流区而淤沙，汛后因水位降落很 快，而淤沙得不到及时冲刷，洪水航槽水深又不足，造成洪、枯水航槽不能及时衔接而出现 短期碍航的局面，由整治经验表明，只要掌握年内水流及泥沙冲淤呈周期性变化的规律， 河床地形及其组成物的特点，在试验时采取使汛后落水提早走弯的工程措施，即可使问间题 得到解决：
按定床模型试验优化的一种桥位和1~2种桥式方案进行动床模型试验，研究建 上、下游河段冲淤对航道的影响，并采取整治工程措施使航道满足通航尺度要求。
段，因枯期水流坐弯，洪期水流取直，此时弯槽为回流缓流区而淤沙，汛后因水位 快，而淤沙得不到及时冲刷，洪水航槽水深又不足，造成洪、枯水航槽不能及时衔接 短期碍航的局面，由整治经验表明，只要掌握年内水流及泥沙冲淤呈周期性变化的 河床地形及其组成物的特点，在试验时采取使汛后落水提早走弯的工程措施，即可 得到解决
8.5.10本条文的规定，是国内已建和拟建水库泥沙模型试验经验的概括，在长系列水
（1）有些大型水库泥沙淤积，需几十年或上百年才能达到平衡，当研究变动回水区泥 沙淤积过程对航道的影响问题时，为缩短试验时间，采用跳跃式放水试验，即开始按水文 系列年连续施放水、沙20年后，就跳到30多年又连续进行5个水文年的试验，再跳至40 多年再连续做几年试验，以此类推直至准平衡时为止：即可得出建库后变动回水区因泥沙
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淤积调整河势的情况；对规道淤积的影响，需作出初步预报；经综合分析比较后，再考愿适 当发展并留有余地，确定合理的坝高和蓄水水位的方案； （2）当蓄水水位确定后，变动回水区的泥沙模型试验需按水文系列遂年施放水沙过 程至水库运用初期、中期和准平衡时的后期； （3）变动回水区泥沙淤积对航道影响及改善措施的条文规定，是以长江葛洲坝和三 陕水利枢纽工程泥沙模型试验的经验为依据：由于葛洲坝水利枢纽工程的回水变动区， 泥沙淤积对航道的影响不大，三峡工程回水变动区泥沙淤积对航道影响则较为严重，采 用推迟蓄水虽有一定的效果，但还不能使问题得到解决：采用高水整治经试验结果表明 可使航道的泥沙淤积基本得到解决.但尚需进一步研究。
8.5.11执行本条规定时需注意下列间题，
（1）枢纽上游的试验河段需有足够的长度，包括直段和弯段，试验结果表明，如试验 河段过短，坝上淤积后河势的相似性差别较大，对此，在模型设计时需做充分的研究并确 定试验河段的范围； （2）通航建筑物轴线布置比较试验，是指不同通航线路的比较试验； （3）有些高坝形成河道型水库，回水长达数百公里，进入坝区河段悬移质的颗粒很 细，多为冲泻质转化； （4）在水库运用初期，从已做的正态模型试验结果来看，由于使用的模型沙比要求值 为粗，各年的淤积量有所增多，可缩短试验年限，以模型试验结果与数值模拟的淤积量和 分布基本相同后，由此年开始，逐年进行试验，实践表明，水库运用初期，试验淤积的总量 可达到与数值模拟成果相似，但淤积分布仍会有一定差别，因此在模型设计时，需充分考 虑这些间题，最好不用变通的方法
9.1.2在船模率定所需资料中，船舶的工况是指主机功率及其相应的挡位：一般需要正
我国现有海轮大多都有实船标准操纵性试验资料、回转性能试验资料：而内河船舶 的标推化程度低、船型多，多数船舶、船队缺乏实船的标准操纵性试验资料：，当试验需要 对船模进行操纵性率定时，根据实船试验资料，按“航行复演法”进行，并制定实船试验原 型观测的工作计划
影响船舶的操纵及其航行状态，为保证船模所受风压力与实船相似，要求船模与实船吃 水线以上受风作用的面积及风压力分布相似，因此需要收集风况资料和船体上部结构、线 型和甲板上货物堆放等资料的要求，
.2.1由于儿何变态的船模与实船的何、动及操级纵性能相以程度较低，试验数据先 真度高，如用于定量研究工程布置及其效果，可能会因与实际偏差较大而造成工程失败 因此要求船模需设计为几何正态，对于仅用船模开展方案定性对比的试验，如果相应的 水动力定床模型只能设计成几何变态，则要求变率不大于3，变态太大会造成船模试验缩 果的失真度太高而不能采用
.2.由于儿何变态的船模与实船的儿何、动力及操纵性能相似程度较低，试验数据失 真度高，如用于定量研究工程布置及其效果，可能会因与实际偏差较大而造成工程失败， 因此要求船模需设计为几何正态，对于仅用船模开展方案定性对比的试验，如果相应的 水动力定床模型只能设计成几何变态，则要求变率不大于3，变态太大会造成船模试验结 果的失真度太高而不能采用： 9.2.2船模总重量是限制船模比尺的重要因素，船模制作完成后，需要安装驱动设备和 操作控制设备，有些船模还需安装遥测设备：如果比尺确定不当，有可能使得设备安装好 后船模超重，无法满足排水量和吃水相似要求，因此船模比尺需根据船模和必须安装的 各种设备的总重量确定，另外，要达到船模的吃水相似，还需要一定的配载，因此按照排 水量比尺计算的船模总重需大于船模船体和各种设备的总重量，以便为配载留出一定的 空间， 9.2.4风对船舶的作用力主要表现为风压力.模拟风作用的相似主要是风压力的相似 压力相似即模型与原型的欧拉数E，=Lg/U相似，按压力相似准则，即可得出式（9.2.4）
9.2.2船模总重量是限制船模比尺的重要因素，船模制作完成后.需要安
操作控制设备，有些船模还需安装遥测设备，如果比尺确定不当，有可能使得设备 后船模超重，无法满足排水量和吃水相似要求，因此船模比尺需根据船模和必须 各种设备的总重量确定，另外，要达到船模的吃水相似，还需要一定的配载，因此 水量比尺计算的船模总重需大于船模船体和各种设备的总重量，以便为配载留出 空间
9.2.4风对船舶的作用力主要表现为风压力，模拟风作用的相似主要是风压力的相似
9.3.2执行本条规定需注意以下间题：
(1)在风力和风向一定的前提下，风对船舶航行影响的大小取决于船舶的风阻面积
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因此在制作船模时，尽可能将船体水线以上所有建筑物和货物均制作出来，使船模与实船 的风阻面积相似； （2）几何变态的船模由于平面几何比尺与垂直几何比尺相差较大，使得平面尺度比 垂直尺度相对要小；船舶的螺旋架在垂直面作圆周运动，无法按几何变态比尺设计制作， 只能设计制作成正态，比尺可选平面几何比尺入，和垂直几何比尺入，中的一种；由于内河 船舶多为双桨，甚至三机三桨，轴与轴之间的距离由平面几何比尺确定，如果按照垂直几 可比尺设计制作螺旋，则因螺旋桨的尺度相对较大而无法安装；因此规定船模螺旋桨需 按平面几何比尺设计制作；尤其对具有隧道式尾型和蜗式尾型的内河船舶，螺旋只能按 平面几何比尺设计
9.4.2船模航行试验重点研究的是船模的平面运动情况，要求船模操纵性达到相似，其 中的回转性能是重要的相似指标，因此要求船模的水平转动惯量与实船接近，船模泊稳 试验除研究平面运动外，还需要研究船舶的纵倾（摇）、横倾（摇），所以除要求船模的水平 转动惯量与实船接近外，还要求船模的纵向和横向转动惯量与实船接近：需要在吃水率 定配载时加以注意： 9.4.3船模航行试验的相似条件主要以重力相似为依据，只能做到航速相似和操纵性能 的基本相似，这类船模受尺度效应的影响，阻力系数偏大，为达到航速相似，需提高螺旋 桨转速，继而又导致船模舵受力增大，舵效明显优于实船，船模操纵性的变化易使航行试 验的结果偏于不安全，为减小尺度效需对通航船模操纵性的影响，一般采用减小舵面积 的方法予以修正，目前常用的内河通航船模的舵面积需减小为原舵面积的0.6倍~ 0.8倍 9.4.4我国内河航道船型多，编队队型复杂，这些船舶或船队往往缺乏实船操纵性试验 资料供船模率定，若为此组织实船进行标准的操纵性试验，耗资巨额，一般的工程项目无 力承受，从而也影响了船模航行试验技术的开拓应用，对此，需要安排代表船舶或船队在 通过研究河段时进行实船试验，观测航行过程中的船位、航速、舵角、主机工况等，然后在 模型中采用“航行复演法”对船模进行尺度效应修正和操纵性率定，这种方法中的实船 试验需要在船舶营运过程中间进行，耗资少、便于操作，有较好的实用价值，另外，我国近 20多年来开展了大量的船模试验，从实践经验看，几何比尺和尺度类似的船模的尺度效 应修正结果差别不大，对于既缺乏实船标准操纵性试验资料，又缺乏实船航行试验资料 的船模，其尺度效应也可以按已有类似比尺和尺度船模的尺度效应修正方法修正： 9.4.5原型的地面风是指离地平面10m~12m高的风，模型中风速测点的高度需与此高
的基本相似：这类船模受尺度效应的影响，阻力系数偏大，为达到航速相似，需提高螺旋 梁转速，继而又导致船模舵受力增大，舵效明显优于实船，船模操纵性的变化易使航行试 验的结果偏于不安全，为减小尺度效需对通航船模操纵性的影响，一般采用减小舵面积 的方法予以修正：目前常用的内河通航船模的舵面积需减小为原舵面积的0.6倍 &倍
资料供船模率定，若为此组织实船进行标准的操纵性试验，耗资巨额，一般的工程项目无 力承受，从而也影响了船模航行试验技术的开拓应用，对此，需要安排代表船舶或船队在 通过研究河段时进行实船试验，观测航行过程中的船位、航速、舵角、主机工况等，然后在 模型中采用“航行复演法”对船模进行尺度效应修正和操纵性率定，这种方法中的实船 试验需要在舶营运过程中间进行，耗资少、便于操作，有较好的实用价值：另外，找国近 20多年来开展了大量的船模试验，从实践经验看，几何比尺和尺度类似的船模的尺度效 应修正结果差别不大，对于既缺乏实船标准操纵性试验资料，又缺乏实船航行试验资料 的船模，其尺度效应也可以按已有类似比尺和尺度船模的尺度效应修正方法修正： 9.4.5原型的地面风是指离地平面10m~12m高的风，模型中风速测点的高度需与此高 度相似，
.5.1水动力特性试验是船模航行试验的基础，可以让船模操纵者了解试验区域的通射 水流条件，更好地操控船模，提高试验的精度和重复性：另外，也可以通过水动力的变化
判断工程实施前后对通航水流条件的影响以及工程效果的好坏： 9.5.2这里所说的特征流量或特征潮型，是指不利于船模航行的流量或潮型，实际上， 不利流量或潮型并不一定是最大通航流量或设计高潮，也不一定是最小通航流量或设计 低潮，而是介于其中并具有一定范围的流量或潮位，这些特征流量或潮型是试验的重点： 如内河航道的滩险整治试验通常以碍航流量为重点，而通航建筑物、港口工程和桥渡工程 的通航条件试验则以产生最大斜向流的最不利流量为重点：因此需根据不同的试验目的 选取不同的特征流量或特征潮型进行试验研究，而河口既有径流又有潮流，需要进行径 流和潮流不利组合的试验研究
判断工程实施前后对通航水流条件的影响以及工程效果的好坏， 9.5.2这里所说的特征流量或特征潮型，是指不利于船模航行的流量或潮型，实际上， 不利流量或潮型并不一定是最大通航流量或设计高潮，也不一定是最小通航流量或设计 低潮，而是介于其中并具有一定范围的流量或潮位，这些特征流量或潮型是试验的重点： 如内河航道的滩险整治试验通常以碍航流量为重点，而通航建筑物、港口工程和桥渡工程 的通航条件试验则以产生最大斜向流的最不利流量为重点：因此需根据不同的试验目的 选取不同的特征流量或特征潮型进行试验研究，而河口既有径流又有潮流，需要进行径 流和潮流不利组合的试验研究， 9.5.3船模航速不仅受船载电源和机械磨损的影响，还受试验水温的影响，因此，当温差 变化较大时，需随时注意校验船模的静水航速， 9.5.5由于影响船舶航行的因素众多，在进行工程方案船模航行试验时.需对河道或海 床地形及其变化、水文条件及其变化、船舶航行情况、工程设计要点进行综合分析，合理概 化试验条件，以提高试验研究成果的水平，为改善船舶航行条件，提高通航能力，除常规 的改进工程设计外，还可以从船舶航行方式人手来探讨通航条件的改进方法，如航线的选 择、驾引要领的改进、航速的调整等等，充分体现船模航行试验技术在研究航道、水流、船 舶三者的相互影响、相互作用方面具有独到之处： 《内河航道与港口水流泥沙模拟技术规程》（JTS/T231一4一2018）中，内河航道急 滩、险滩整治工程船模航行试验时，对于不允许助推或绞滩的急滩段，规定如船模自航上 摊的对岸航速小于换算后的原型航速0.3m/s时，进行修改方案试验，多家模型试验单位 反映，0.3m/s过小，通常采用0.5m/s控制，为此本规范进行了修改
9.6.4船舶六个自由度运动是指船舶的横摇、纵摇、摇、横荡、纵荡、垂荡称为船舶六个 直由度运动，
水运工程模拟试验技术规范（JTS/T231—2021)
10试验设备和测量仪器
10.1.1针对不同的试验研究采用相应的基本设备和仪器， 10.1.3模型试验选用的仪器需是正规生产厂家定型产品：如是研制产品，需通过相关 部门的鉴定验收方可使用，在我国，水运工程专用仪器和设备一般批量不大，通常为某一 单位生产或自制，并随研究的深人不断地改进，为不限制其发展，提出了试验仪器需经率 定，其技术指标需满足试验精度和稳定性的要求，又能确保试验成果的质量
10.2.1本条循环供水系统主要用在试验厅及试验场地集中的区域内，修建永久性供水 设备，通过平水塔稳定水压，泵房及数条管路配水，能够满足多个模型试验和供水的需求 10.2.4物理模型常用量水堰为矩形堰和 ，其计算公式在各教科书中均有阐述
设备，通过平水塔稳定水压，泵房及数条管路配水，能够满足多个模型试验和供水的需求 10.2.4物理模型常用量水堰为矩形堰和三角堰，其计算公式在各教科书中均有阐述 执行本条规定时，需注意下列间题： (1）堰高P与堰宽根据流量大小而定，堰顶水头在3cm至1/2P之间； (2)引水槽必须等宽，堰板垂直，顶部水平，堰板锐缘厚度不得大于1cm并与堰背 呈30°； (3）在堰板与水舌之间设置通气孔，下游尾水与堰顶高差需大于7cm，可保证为自 由流； （4）消浪栅设置在堰板上游10倍最大堰顶水头以远处，使来水平稳无波动： （5）测针孔需设置在6倍最大堰顶水头处，并连通至测针筒内，测读水位
10.3专用水槽和设备
10.3.1目前国内的流速仪率定水槽分为上下两层，上层装量水堰板，下层装标准管嘴， 总长为15m~20m标准管嘴管径为20cm，材料为铸铜，加工制造时必须保证加工精度及 表面粗糙度
10.3.5执行本条时需注意下列问题：
（1）对试验水槽或水池的建造质量需严格把关，使其不致影响造波质量； （2）在水槽或水池中进行波浪对建筑物作用的试验时，来自水槽或水池边界和建筑 物模型的反射波传至造波机会产生二次反射波，它与造波机产生的波叠加，必将改变试验 所要求的波浪条件，因此，试验中要采取措施消除或减小二次反射波的影响， 为消除和减小二次反射波的影响，对规则波采用间断造波法，即当造波机的二次反射
波将传至建筑物模型前就停止测试，对不规则波，通常把试验水槽隔成两条或三条的窄 水槽，用一侧或中间窄水槽做模型试验，并在水槽中相对于造波机的另一端设1：10~～ ：15的缓坡，以消减波能，减小二次反射波。显然，设置反射波吸收器或安装无反射造波 机等当是最有效的方法
10.4水动力模型试验仪器设备
10.4水动力模型试验仪器设备
10.4.2旋桨流速仪要求水质清洁，否则水中的发丝或青苔类纤维状污物将缠绕叶轮影 向使用，根据使用经验，该仪器易受外界条件影响，故需定期在专用设备中进行率定：电 磁流速仪抗干扰能力较差，要求水体中无漏电，探头附近无气泡流速流向测量仪需按下列 条件选用， 10.4.3作用于建筑物上的波浪力是动荷载，而波压力及总力传感器的率定，常是以静荷 载为条件进行的，分析表明，只有当波浪传感器的自振频率大于被测力的自振频率 1倍6倍时断乱起的温美才是可试勿略的
0.4.3作用于建筑物上的波浪力是动荷载，而波压力及总力传感器的率定，常是以静荷 载为条件进行的，分析表明，只有当波浪传感器的自振频率大于被测力的自振频率 4倍~6倍时，所引起的误差才是可以忽略的
本节条文的规定主要根据国内科研院所、大专院校泥沙试验室资料及模型试验实践 经验总结，并参照《泥沙手册》而制定： 10.5.6光电测沙仪适用于泥沙粒径变化不大的场合，使用时必须首先进行颗分，再用试 验用水及待测泥沙作为沙样标定曲线方可使用： 10.5.7使用测针测定淤积高程时要注意放掉测点存水，并在地形下陷前迅速完成测量 超声波地形仪、电阻式地形仪、光电式地形仪，现已广泛应用，当淤积界面不清时，需首先 设定以某一浓度作为淤积面调整好仪器，再进行测量。
水运工程模拟试验技术规范（JTS/T231—2021)
11.1.3各种波浪数值模型均有一定的适用范围：当计算水域可划分为具有不同特点、 适用于不同数值模型的几个区域时，在各区域内选用各自适合的数值模型，使获得更为合 理的计算结果，多种数值模型嵌套使用时，需注意数值模型在各区域边界处的协调
11.2.2执行本条时需注意以下间题
11.2.4方程离散模式种类很多，按差分网格形状分有三角形、正方形、矩形、四边形、曲 线坐标网格及各种形状网格组合等；按计算方法分，有显式、全隐式、半隐半显式；按模拟 格式分有ADI法、三角元法、破开算子法、贴体坐标变换法和体积元法等，各种模式均有 其实用条件和优缺点，根据其稳定性、收敛性、精度和实用效果选用DB63／T 1669-2018标准下载， 11.2.5由于水深变化而引起边界等地形出现出入水的变化.计算域的改变通过固定计 算域法和变动计算域法完成，变动计算域法通过计算点水深来决定网格点的取舍，固定
算域法和变动计算域法完成：变动计算域法通过计算点水深来决定网格点的取舍，固定 计算域法是使边界位置固定而通过边界一定水量的进出以达到相似
算域法和变动计算域法完成：变动计算域法通过计算点水深来决定网格点的
11.3.2执行此条时需注意以下间题：
11.3波浪运动数值模拟
缓坡方程是基于缓坡和小振幅波假定基础上建立的：B00的研究表明，当水下地形 的底坡坡度缓于1：3时，采用缓坡方程计算结果和三维势流方程计算结果符合良好，缓 坡方程及其数值解法仍在不断改进，以使其能考虑非线性影响和用于范围较大的计算 水域 经典的Boulssincsr方程仅适用于水深较浅的波浪传播计算，为使该方程能用于较大 水深，近年已提出了多种改进的Boussincs型方程；Boussincs型方程大多不做缓坡假定， 计及了非线性影响，适合水下地形底坡较陡的波浪传播计算， 抛物型缓坡方程是在椭圆型缓坡方程基础上，忽略与波浪传播相反方向的反射波，并 假定传播过程中波向变化不大而获得的；与椭圆型缓坡方程和Boussincsi型方程相比较 其计算效率高，适合于大范围开水域的波浪传播计算，根据Kirbhy的研究，考虑波浪的 非线性影响，波浪传播可充许在土45°范围内变化： 缓坡方程及Bollssincsri型方程均为二维波浪场模型，沿水深的波能分布均采用一定 的假设条件，在水深陡变条件下，如深水航道开挖、水下结构物等，需要对其假定条件适用 性进行分析， 11.3.3.4计算大型港域内波要素时，如局部风成波影响显著，需计及风成波的影响： 11.3.3.5波浪在有航道的水域内传播，其传播方向与航道的轴线方向斜交时，航道对 波浪的折射及绕射均有影响，与航道轴线方向交角较大时，其影响尤为显著：因此，只有 用同时反映波浪折射及绕射的数学模型才能正确模拟有航道时的波浪场
DB41／T 1069-2015标准下载水运工程模拟试验技术规范（JTS/T231—2021）
这些公式一般都是以室内水槽试验资料为依据，其中No.4公式与试验资料吻合较 好，No.2公式有较广泛的粗沙和卵石试验资料作为基础；No.6公式是通过广泛的室内资 料的回归分析获得：对于天然河流，特别是山区河流，由于床沙粒配范围广，推移质补给 条件多变，且床面及河道形态复杂，这些公式能否反映实际，仍然是个较大问题，因此在应 用时需经实测资料检验和做必要的修正： 悬移质恢复饱和系数α是一个受多种因素影响的综合系数，二维问题的α一般大 于一维问题，α的最后确定需通过数值试验，不同的河段α可以不一样， 当量粒径法计算简便，适用于泥沙粒径变化范围不大、河床冲刷幅度不大、河床冲淤 交替等对河床级配改变不大，或河床呈累积性淤积等情况： 分组粒径法是目前国内比较流行的模式，但是由于问题的复杂性，对很多问题的认识 还远不充分，采用不同的假定和近似便可得到不同的模式，因而模式种类较多，附录D 列举了两类分组挟沙力及其级配计算模式，第一类为床沙质模式，认为在平衡条件下，挟 沙力级配只与床沙级配有关，来沙的影响可间接通过河床冲淤变形导致床沙级配调整来 反映；第二类为全沙模式，认为水流扶沙力及其级配不仅与床沙级配有关，而且还与来沙 （包括冲泻质）及来沙级配有关： 源汇函数F，的确定，是悬沙输移扩散计算的关键，由泥沙沉降和起动机理所决定，有 多种形式表示和多种方法确定，条文中所列的两种方法是目前应用较广的方法： 11.4.3.1有限体积法（也称为控制体积法）是将计算域分成一系列控制体积，将待解 的微分方程对每一个控制体积积分，得出一组以网格结点上因变量为未知数的离散方程， 该方法有着明确的物理意义，离散格式具有守恒性，为全隐式格式： 11.4.3.2河道泥沙问题计算一般采用恒定流模型，一维水流、泥沙方程的离散采用显 格式，水面线推求由下向上，泥沙计算则由上向下
11.7.1水流、泥沙模拟在现场实测资料丰富时包含率定和验证两部分，当现场资料不足 时，率定和验证可合二为一： 11.7.3.6条文中的试验资料系指已被验证过的波浪物理模型试验成果，或被验证过 的、公认的波浪数值模拟成果资料： 11.7.3.8船闸输水水力特性数值模拟验证允许偏差是指采用模型试验系数时，计算 结果与模型试验值之间的偏差；如采用原型观测系数时，是指计算结果与原型观测值之间 的偏差，