5.3.1按照设计要求进行模型制作及安装。

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形变化复杂的区域：断面间距原型30m～50m，等高线间距原型 1m3m，并根据实际地形情况对深坑或突出地形进行局部加密 处理。 5.3.3河道及建筑物模型制作和精度应按《水电水利工程常规水 工模型试验规程》DL/T5244控制。 5.3.4船模船体表面应光滑，成型后不易变形。船模螺旋桨及能 的尺寸与位置应满足5.2.4条的要求。 5.3.5船模制作精度应符合下列要求： 1船模单船长度允许偏差为土2mm，宽度允该偏差为土1mm， 水线刻度允许偏差为土0.5mm； 2船模重心位置允许偏差为土2mm； 3船队编队后的尺度允许偏差为土1%，编队船舶间的联结 方式宜为硬联结。 5.3.6船模舵机应运转自如，操能角允许偏差为土0.5°，满舵舵 角允许偏差为土1.0°，转舵速度应与实船相似。 5.4，试验设备与测量仪器

《水电水利工程常规水工模型试验规程》DL/T5244的要求。

1通航水流条件测量仪器：水位计、流量计、波高仪、流 速仪 2船模航行参数测量仪器：高空广角摄影机或船模激光轨迹仪。 5.4.3在进行有船闸充（泄）水、电站日调节等航道水力学模 型试验时，应根据试验要求配置非恒定流试验的控制设备及测 量仪器。 5.4.4试验使用的通用测量仪器，经过检定或校准合格并在有效 期内电子产品标准，且其技术指标符合试验要求。航道水力学试验测量的准确 度要求见附录A。

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5.4.5船模航行状态的模拟和测量应采用遥控自航船模 系统，实 时测量船模运动坐标和航行动态参数。船模航行状态的模拟和测 量应符合下列规定： 1在试验范围内应具有良好的稳定性和抗干扰性能； 机工作； 3船模运动的定位允许偏差应小于土20mm。 供下 55模型率定与验证

5.5.1模型应进行水位验证和糙率校正，并贫合下列要求： 1山区河流洪、中、枯水期流量的水位允许偏差应分别为原 型±0.20m、±0.15m和±0.10m; 2平原河流洪、中、枯水期流量的水位允许偏差应分别为原 型±0.15m、±0.10m和±0.05mO 5.5.2模型应进行断面流速验证，断面流速分布规律应与原型基 本一致，流量允许偏差为土5%。 5.5.3自航船模应在水池中进行船模吃水深度、配重及静水航速 相似验证率定，船模在零舵角的条件下应保持直线航行。 5.5.4船模应进行标准Z形试验，由试验求出衡准船模操纵性的 主要参数K、T值。比较船模与实船的操纵性衡准，要求船模的 总操纵参数低于实船的10%左右为宜，否则，应进行比尺效应 修

5.6.1根据不同工程布置方案和不同水位流量组合条件进行试 验。设计有要求时，应进行船闸充泄水、水库日调节等非恒定流 对船舶航行影响的试验。

5.6.2航道水力学参数的观测应包括下列内容：

1航道沿程流态：回流、斜流、往复流、泡水、漩涡、绕流、

跌水等水流流态； 2航道水流流向、流速分布； 3水面坡降：沿航线方向每隔一船长应设测点观测纵向坡 降，横向坡降的测点可视需要而定； 4航道内水深： 5航道上、下游口门冲淤情况； 6口门区、引航道内及船舶停泊区的水面波浪；X 7非恒定流参数：流速随时间变化过程，往复流的周期和强 度变化，航道内水位日变幅及小时升降率等。 1船模对岸航速； 2航迹线和船位线； 3舵角、向角、航向角和漂角： 4漂移距离、航行水域宽、会船间距、岸距。 5.7试验资料整理与分析 5.7.1模型验证试验应整理模型的水面线、断面流速分布和流量 资料，并与原型实测资料对比、分析验证结果。 5.7.2航道模型试验资料整理应包括下列内容： 1 航道范围内的回流、泡水和漩涡等流场流态图； 2航道的流速分布、水面线、水面坡降、水面波动和水深； 3航道、船闸进出口口门等冲淤情况； 4航道内船模的航态图和航行参数变化过程线，包括：用舵 过程线、对岸航速过程线、航迹线、漂角过程线； 5对于船闸充泄水、水库日调节等非恒定流，应整理航道停 泊区水位和流速随时间变化过程线 5.7.3航道模型试验成果分析应包括下列内容： 1列出不同工程布置方案和不同水位流量组合条件下通航 水流条件和船航行参数，论证通航水流条件，提出推荐的工程

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布置方案和航线： 2描述流态、流速、水面比降、水位波动及往复流特性对航 道运行、通航建筑物运行、船舶停泊和航行的影响； 3列出航道、口门区等冲淤情况，提出航道口门区防沙清淤 和改善水流条件的意见和建议

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6.1.1航道水力学数值模拟宜包含水流运动数值模拟导泥沙输移 数值模拟，研究工程修建前后航道冲淤变化不大的水力因素变化 时，宜采用水流数值模拟；研究工程修建前后航道冲淤变化较大 及由此引起的水力因素变化时，宜采用水沙数值模拟，并根据研 究河段的泥沙特性可选用推移质模拟或悬移质模拟。 6.1.2研究长时期内长河段的水流、河床变化，宜采用一维数值 模拟进行研究。研究坝区航道（含中间渠道及通航建筑物上下游 引航道）、施工期航道、受跨河建筑物影响的航道等短河段的通航 水流条件等，宜采用二维数值模拟进行研究。如水流泥沙因子三 维特性明显时，可采用维数值模拟进行研究。 6.1.3航道、港口工程及过河建筑物工程方案模拟应符合下列 规定。 1浅滩、汉道及港口疏浚或整治的工程方案模拟宜用平面 维数值模拟。 2X对水流模拟或泥沙模拟的选择应依据河床变形强度和需 要确定；对推移质模拟、悬移质模拟或全沙模拟的选择应依据研 究河段的泥沙特性确定。 6.1.4数值计算格式应该满足相容性、收敛性和稳定性要求。 6.1.5数值求解方法可采用控制体积法和有限差分方法等。

6.1控制方程及数值求解方法

6.2初始条件及边界处理

6.2初始条件及边界处理

6.2.1水流模拟的初始条件应包括计算区域内的初始水位和流 12

速。泥沙模拟的初始条件还应包括计算区域内的初始床沙级配 分布。 6.2.2水流模拟的边界条件应包括上游入流边界给定流量、下游 出流边界给定水位，干湿边界宜采用动边界技术模拟。泥沙模拟 还应给出入流边界上来沙过程及其颗粒级配。 6.2.3当计算区域内出现汇流、堰闸过流、湖泊集水、侧向入流 等河道几何形状不连续或水力特性不连续时，应根据水力特性作 必要处理。 6.3计算区域确定及网格划分× 6.3.1计算区域进出口应选在顺直河段上，并要求进出口边界上 的水力、泥沙要素不受区域内工程方案的影响。 6.3.2一维模拟断面布置应符合下列规定： 1断面间距应根据河道形态、河床组成及糙率特性以及研究 问题的需要确定； VO 2重点研究河段和河道几何形态变化较大的部位应适当加 密断面； 3断面应与主流方向垂直。 6.3.3二维、维模拟的网格形式应根据边界的特点和计算模式 的需要确定，并应符合下列规定： 1.网格密度应能反映水下实际地形和工程修建后地形的 变化： 7 网格密度应能概化出岸边界和不同工程方案的边界； 3对于重点研究部位，网格应适当加密。

速。泥沙模拟的初始条件还应包括计算区域内的初始床沙级配 分布。 6.2.2水流模拟的边界条件应包括上游入流边界给定流量、下游 出流边界给定水位，干湿边界宜采用动边界技术模拟。泥沙模拟 还应给出入流边界上来沙过程及其颗粒级配。 6.2.3当计算区域内出现汇流、堰闸过流、湖泊集水、侧向入流 等河道几何形状不连续或水力特性不连续时，应根据水力特性作 必要处理。

1断面间距应根据河道形态、河床组成及糙率特性以及研究 问题的需要确定； VO 2重点研究河段和河道几何形态变化较大的部位应适当加 密断面： 3断面应与主流方向垂直。 6.3.3二维、亡维模拟的网格形式应根据边界的特点和计算模式 的需要确定，并应符合下列规定： 1.网格密度应能反映水下实际地形和工程修建后地形的 变化 网格密度应能概化出岸边界和不同工程方案的边界； 3对于重点研究部位，网格应适当加密。

6.4.1数值模拟验证应满足下列要求：

水位允许偏差为计算区域内水位落差的土10%； 各河段冲淤与原型基本一致，冲淤量允许偏差为30%

3含沙量沿程变化趋势与原型基本一致，含沙量充许偏差为 ±30%： 4河床级配中值粒径允许偏差为土20%。 6.4.2二维及三维模拟验证应增加下列内容： 1流速沿断面分布趋势与原型一致；分汉河道的干流及重点 研究的汉流，其流量允许偏差为土5% 2含沙量沿断面分布趋势与原型一致。 3平面流态、流向及回流范围与原型一致。 4地形冲淤性质及其分布与原型基本一致，重点研究部位的 冲淤厚度及研究河段的冲淤总量允许偏差为土30%。 6.4.3通过验证计算确认模拟计算的有关参数，必要时应对模拟 计算进行复核。 6.5计算及成果分析 6.5.1应按验证确认的模拟计算模式进行工程方案模拟，其边界 条件应根据方案要求确定。对验证确定的模拟参数不得修改。 6.5.2模拟计算成果应包含如下内容： 1航道内流场、水位： 2航道内的冲淤； 3分析流态、流速、水面比降、水位波动及往复流特性对船 闸运行、船舶停泊和航行的影响，航道及口门的冲淤情况，论证 航道尺度变化对通航水流条件的影响

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7.0.1应根据试验研究情况提出试验最终成果，包括文字报告、 附图、附表、照片和录像等资料。 7.0.2试验研究报告内容应包括工程概况、试验目的与任务、模 型设计与制作、测量仪器、模型率定和验证、试验成果与分析、 结论与建议等内容。 7.0.3数值模拟研究报告应包括工程概况计算研究目的与内 容、数学模型、模型率定和验证、计算成果与分析、结论与建 议等内容。

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A.0.1测量的准确度要求

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1为便于在执行本规程条文时区别对待，对于要求严格程度 不同的用词说明如下： 1）表示很严格，非这样做不可的： 正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”。 2）表示严格，在正常情况下均应这样做的： 正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得” 3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的： 正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”。 4）表示有选择，在一定条件下可以这样做的用词，采 用“可”。 2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符 合…的规定”或“应按…执行”。

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引用标准名录 《水电水利工程常规水工模型试验规程》DLT5244

中华人民共和国电力行业标准

水电水利工程航道水力学模拟 技术规程 DL/T 5748—2017 条文说明

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本规程制定过程中，编制组力求全面衔接国内有关国家标准、 电力行业标准、水利行业标准关于本规程制定范围内的条款规定， 并保持与现行法律、法规和有关标准协调一致。 为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用 本规程时能正确理解和执行条文规定，《水电水利工程航道水力学 模拟技术规程》编制组按章、节、条顺序编制了本规程的条文说 明，对条文规定的目的、依据以及执行中需要注意的有关事项进 行了说明。但是，本条文说明不具备与标准正文同等的法律效力， 仅供使用者作为理解和把握标准规定的参考。

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总则· 基本资料 ·25 航道水力学模型试验 5.1 相似准则 .26 5.2 模型设计 26 模型制作及安装 试验设备与测量仪器 .26 5.5 模型率定与验证 .27 5.6 试验与观测 5.7试验资料整理与分析 航道水力学数值模拟： ..29 6.1 控制方程及数值求解方法· 6.2 初始条件及边界处理 37 6.3 计算区域确定及网格划分 报告编 38

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1.0.1我国水电建设正处于高速发展时期，在工程规划、设计及 施工过程中不可避免地会遇到一些复杂和特殊的通航水力学问 题。解决这类问题的主要手段通常是采用物理模型试验及数值模 拟计算分析。鉴于各研究机构在试验测试手段、研究方法等方面 存在较大差异，研究成果水平参差不齐，不能完全满足水电水利 工程建设的现实需要。因此，制定与电力行业现实相适应的航道 水力学模拟技术规程，统一本行业航道水力学模拟研究的方法和 技术要求，提高试验研究成果的质量和水平，促进我国航道工程 的技术进步。 1.0.2航道水力学模拟主要方法包括物理模型试验和数值模拟两

种。两种模型具有各自的优势，应结合实际工程要求进行选择。

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4.0.1、4.0.3地形资料和建筑物资料是开展航道水力学模拟工作 的前提，其精度和代表性影响到模型成果的精度和可靠性。使用 资料时要对资料进行认真分析和校核，发现问题要仔细考证，及 时与提供资料的部门进行商酌并加以修改。 4.0.2水文资料用于验证模型水流条件是否相似，根据模拟河道 内的不同流量级下相应的水面线和断面流速分布、率定和验证模 型糙率。 4.0.4根据工程运行调度方式，确定需进行模型试验的各种运行 条件及组次，如水位流量条件等。 4.0.5船舶资料应包括的内容规定是为了进行船模制作和船模相 似性率定所需的基本资料。

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5.1.1、5.1.2说明航道模型应满足的相似准则和要求，各水力要 素的比尺与模型几何比尺L.关系为：

5.1.1、5.1.2说明航道模型应满足的相似准则和要求，各水力要 素的比尺与模型几何比尺L.关系为：

流速比尺：V,=L/2 流量比尺：Q,=L 时间比尺：T,=L/2 糙率比尺：n.=L/6 力的比尺：F=L 压强比尺：P=L

5.2.1航道宜采用整体正态模型，原因一是整体正态模型能更正 确地反映较大范围的水流表面流场，其二是应用自航船模的理论 和方法更成熟。 5.2.2模型水流应避免表面张力的影响，根据经验应尽量保证模 型的最小水深不小于0.03m。 5.3模型制作及安装 5.3.5船模如果是船队模型，驳船之间的联结通常采用硬联结（螺 栓板联），以保持固定的队形和稳定的操纵性。 5.4试验设备与测量仪器 5.4.2～5.4.6制定的目的是为了使实验设备和测量仪器仪表规范

和方法更成熟。 5.2.2模型水流应避免表面张力的影响，根据经验应尽量保证模 型的最小水深不小于0.03m。 5.3模型制作及安装 5.3.5船模如果是船队模型，驳船之间的联结通常采用硬联结（螺 栓板联），以保持固定的队形和稳定的操纵性。 5.4试验设备与测量仪器 5.4.2～5.4.6制定的目的是为了使实验设备和测量仪器仪表规范

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化、科学化，确保试验成果的准确性和可靠性。凡属市场购置的 仪器仪表，均应有国家或行业技术监督部门颁发的合格证，规格 生能应适合试验应用；正在使用的仪器仪表的率定或标定应在有 效期内。各试验机构自行研制的仪器仪表，应经相应质量技术监 督部门鉴定合格。对于一次测量仪器仪表的率定（校验）、二次仪 器仪表和采集系统的检定（校验），应符合国家计量法的有关规定， 其周期一般为1年～2年。

5.5.4关于Z形试验有z5°/5°、z10°/10°、z15/15°和z20°/20°四 种舵角。试验分析结果表明z10°/10°、z15°/15°作为Z形试验的典 型代表较合适。 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。这类通航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，航效明显优于实船。船模操纵性的变化 易使航行试验的结果偏于不安全。为减小尺度效应对通航船模操 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能面积的0.6倍～0.8倍。 考虑自前我国内河航道船型多，编队队形复杂，这些船舶（队） 往往缺乏实船乙形试验资料供船模率定。若为此组织实船进行标 准的乙形试验，耗资巨大，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。对此可因地制宜采用“航行 复演法动水率定法”等对船模进行尺度效应修正和操纵性率定。 这些方法中的实船试验可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。 5.6试验与观测 股情况下 当涉及冲游

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情况试验时，需测试垂向流速分布。 5.7试验资料整理与分析 航道水流条件中各项水力学参数及船模航行参数对于不同等 级航道均有确定的通航标准，根据具体的通航标准分析评价通航 水流条件

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6.1控制方程及数值求解方法

5.1.1航道水流模拟的基本方程包括连续方程和动量方程，考虑 泥沙问题的控制方程为悬移质泥沙输移方程、河床变形方程以及 水流挟沙力和推移质输沙率辅助公式

6.1.2航道水沙数值模拟基本方程

O 流量； X 沿主流方向坐标； g 重力加速度； 水位； K 流量模数； R 断面水力半径： 1 糙率； S,S 分别是水体断面平均含沙量和一维换沙力； α 系数； ? 泥沙沉速； B 河宽； Y 淤积物干容重； Ad 计算冲淤面积； 8 推移质输沙率： u 主流方向垂线平均流速； 水深； 泥沙粒径。 （2）一维水沙数值模拟的定解条件可按下列公式确定： 1）边界条件： ①水位过程线 Z =Z(t) ②流量过程线 Q=Q(t) ③流量水位关系曲线Q=Q(Z) ④含沙量过程线 S=S(t) 对于缓流Fr<1可给出上述条件之一作为入流和出流断面边 界条件。对于Fr>1，则需在入流断面提出上述①～③条件中的 种水力条件。 上游入流断面给出来水来沙过程的同时应给出泥沙级配，无 推移质实测资料时，上游入流断面可用公式估算。

2）内边界条件：当计算域内出现汇流点、堰闻过流、湖泊集 水、侧向入流等河道几何形状不连续或水力特性不连续时，应根 据水力特性作特殊处理。 3）初始条件：

给出床沙初始级配的沿程变化、沿深度方向分层床沙级配和 初始河床高程。 2.二维水沙数值模拟 （1）二维水沙数值模拟可按下列基本方程控制： 1）连续性方程： at ax oy

u(x,y,z)l, = u(t) v(x, y,z)l, = v(t) h(x,y,z), = h(t)

入流泥沙边界S(x,y,z)，=S(t)及泥沙级配分布

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Qu ,Ou u Ou )+% +u at "ax dy Oz (%) at ax dy 3

ar av Oz 0z Ow...Ow...Ow. ap w Veay Ow ay Oz Oz g4 p ax ax Oy( α(x w) 其中： P=p + pg(z, =z) as =0 as =0 Ve=V, +V

如考虑到垂向作用力远小于重力，可采用静水压力假定。 3）泥沙输移方程：

中：u,v,w x,Jy,z方向上流速分量； V.V 分别为紊动黏性系数和分子运动黏性系数：

Ouvak anann

自由水面垂向流速分量

自由水面泥沙通量条件：

式中：u,v,k一 一分别为水流水平速度、垂向速度及滞动能；

br=pV Oz C u* + V Ov by=pV gv uz+v? Oz

式中：up，Vp 近底层流速； Zo 河床特性有关，对于天然河道有z。=k/30，2 近底层距床面高度，一般可取距床面最近的 点高度。 无滑动条件u=0，或垂直于边界流速u·n=0。 进口边界条件： u(x,y,z,t) =uo(x,y,t) v(x,y,z,t)l, = Vo(x,y,t) 或 z,(x,y,z,t). = zo(x,y,t) 入流泥沙边界S(x,y,z,t),=S(x,J,z,t)及泥沙级配分布 =0（n为边界的法向） onlr 出口边界条件：

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给定初始床沙级配的平面分布景观标准规范范本，以及沿深度方向分层床沙 级配。 6.2初始条件及边界处理 6.2.3计算区域内出现汇流、侧向入流按照点源或者线源处理； 堰闸过流按照内边界处理；湖泊集水通过在相应的计算断面上增 减水量的方法来处理。 6.3计算区域确定及网格划分

给定初始床沙级配的平面分布，以及沿深度方向分层床沙 级配。 6.2初始条件及边界处理 6.2.3计算区域内出现汇流、侧向入流按照点源或者线源处理； 堰闸过流按照内边界处理；湖泊集水通过在相应的计算断面上增 减水量的方法来处理。 63计算区域确定及网格划分

6.3.3二维模拟的网格形式一般采用三角形、四边形网格对计算 区域进行划分。网格划分应保证网格的光滑性，保证网格尺度空 间变化的连续性。

6.3.3二维模拟的网格形式一般采用三角形、四边形网格对计算 区域进行划分。网格划分应保证网格的光滑性，保证网格尺度空 间变化的连续性。

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光伏发电标准规范范本DL/T5748 2017

7.0.1模型试验研究报告中，模型设计与制作部分包括模型比尺 的选择、模型平面布置以及模型制作的方法和进度控制等；测量 仪器部分包括主要测量仪器设备的性能及精度；试验成果与分析 包括航道代表性流量时的流场流态特点，斜流效应以及对船舶航 行的影响，航道不同流量时的水面比降、水深变化、水面波动情 况以及对船舶航行的影响，并对水深小于1.4倍～1.5倍最大吃水 深度的河段提出改善措施，航道、船闸进出口河道的冲淤情况以 及对船舶的影响，自航船模航态、航行参数变化，提出较优的航 行范围或航线；结论和建议部分是指根据试验成果，分析评价航 道通航水流条件，提出合理的优化建议以及航道适航的通航流量 7.0.2数值模拟研究报告的“数学模型”部分包括计算控制方 程，数值计算格式，边界条件和有关计算参数的选取，计算河道 范围确定与网格划分等。计算成果与分析以及结论和建议部分可 参照物模部分

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