1、号： DL中华人民共和国电力行业标准P DL/T -201水电水利工程航道水力模拟技术规程(征求意见稿)Technical Regulation of Modelling for Hydraulic of Waterway for hydropower & water resources201 - - 发布 201 - - 实施国家能源局 发布I目 次前言. 1 范围. 12 规 范 性 引 用 . 23 总 则 . 34 研 究 大 纲 . 45 基 本 资 料 . 56 航道水力模 型 试 验 . . 66.1 模型设计.66.2 试验设备与量测仪器.76.3 模型制作.76.4 模型率定
2、与验证.86.5 试验及观测.86.6 资料整理及分析. 97 航 道 水 力 数 值 模 拟 . 117.1 控制方程及数值求解方法.117.2 初始条件及边界处理117.3 计算区域确定及网格划分.117.4 模型率定及验证127.5 计算及其成果分析128 报 告 编 写. 14附录A（规范性附录）航道水力模型试验测量的准确度要求和注意事项 .15附录B （资料性附录）航道水沙数值模拟基本方程.17条文说明.24II前 言本标准根据国家能源局关于下达 2010 年第一批能源领域行业标准制（修）订计划的通知（国能科技2010320 号）的要求制定。本标准制定过程中编写人员进行了收集资料、分
3、析研究、综合整理工作，总结了我国水电水利工程航道水力模型试验和数值模拟的经验及国内最新研究成果，并广泛征求了国内有关业主、设计、咨询、施工、科研单位和有关专家的意见，在此基础上制定了本标准。本标准的主要技术内容包括：航道水力模拟的模型试验和数值模拟。本标准的附录 A 是规范性附录、附录 B 是资料性附录。本标准由中国电力企业联合会提出。本标准由电力行业水电施工标准化技术委员会归口并负责解释。本标准起草单位：长江水利委员会长江科学院本标准主要起草人： 本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化中心（北京市白广路二条1号，100761）。11 范 围本标准规定了水电水利工程航道水
4、力学模拟技术的基本要求。本标准适用于坝区航道、施工期航道、受跨河建筑物影响的航道、中间渠道及通航建筑物上下游引航道的水力学模拟。22 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款，其最新版本适用于本标准。DL/T 5244 水电水利工程常规水工模型试验规程33 总 则 3.0.1 为统一航道水力学研究的模拟方法与技术要求，提高研究成果的科学性、准确性和可靠性，制定本规程。3.0.2 航道水力模拟根据研究目的和要求的不同可采用模型试验、数值模拟或两者结合的方法进行研究。3.0.3 航道水力模拟研究除应执行本标准外， 尚应符合国家和行业现行有关标准的规定。44 研究大纲4.0.
5、1 模型试验和数值模拟前，应根据研究任务和要求，编制研究大纲，并根据研究过程中的实际情况进行必要的修正。4.0.2 研究大纲宜包括下列内容：1 工程概况；2 研究目的和内容；3 工程基本资料；4 研究方法；5 研究进度计划；6 预期成果目标；7 项目负责人和参加人员；8 其它。55 基本资料5.0.1 地形资料：1 地 形 范 围 应 包 括 工 程 试 验 河 段 和 模 型 进 出 口 调 节 段 的 近 期 枯 水 河 道 ,地形高程应至最高通航水位以上；2 地形图应为统一的基准面和坐标系， 比例宜为 1： 1000 1： 2000， 地 形变化不大的河床可为1：5000，局部复杂地形宜
6、为1：200 1：500；3 地形图上应标明水尺和测流断面的位置。5.0.2 建筑物资料：1 工程总体布置图；2 泄水建筑物结构图；3 通航建筑物结构图；4 中间渠道取排水方案布置图。5.0.3 水文资料：1 试 验 河 段 同 一 水 文 年 洪 、 中 、 枯 期 的 水 面 线 资 料 ， 枯 水 期 水 面线应与地形资料同期观测；2 试 验 河 段 进、出口附近断面的流速、流向分布资料；3 试验河段出口断面处的水位与流量关系资料。5.0.4 通航水位流量下，工程运行调度方式。5.0.5 船模资料：1 设 计 推 船 或 拖 船 与 驳 船 的 吨 位 、 型 线 图 、 方 形 系 数
7、 、 满 载 和 空 载 的 排 水量、吃水和重心位置；2 设计船队的排列方式、平面尺寸、载重量和吃水；3 推船或拖船功率、螺旋桨桨叶及安装图、舵叶图和舵系布置图；4 船舶、船队的静水航速和操纵性能。66 航道水力模型试验6.1 模型设计6.1.1 模型与原型必须保持几何相似、 水流运动相似和动力相似， 遵循重力相似准则。6.1.2 模型应满足阻力相似，使水流处于阻力平方区，如达不到，则必须满足水流成紊流状态。6.1.3 船模总操纵衡准参数或船模回转性参数和航向稳定性参数应基本保持相似。1 无因次的船模应舵性指数 T 值宜大于实船的 T 值，允许偏差为 5%；T=T（ Vs / Ls） (5.
8、1-1)式中 T 船模（实船）应舵性指数；VS 船模（实船）静水航速；LS 船模（实船）几何长度。2 无因次的船模回转性指数 K值与实船 K值的允许偏差为 20%；K=K（ Ls / Vs） (5.1-2)式中 K 船模（实船）回转性指数；VS 船模（实船）静水航速；LS 船模（实船）几何长度。3 船模（实船）的操纵性指数 K、T 值应根据标准 Z 形试验的结果确定。当缺少标准 Z 形试验资料时，可按“航行复演法”或“动水 Z 形试验法”的要求进行操纵性相似分析。仅在方案定性比较时可采用回转半径相似进行自航船模试验。6.1.4 模型范围、模型比尺：1 模型试验范围应根据试验目的和要求， 并结合
9、水流、 河道情况和工程建筑物对上下游河道影响范围确定，应保证试验河段进出口具有一定长度的调节段；2 模型宜采用正态模型，模型几何比尺不宜小于1：150。6.1.5 船模设计1 设计船型及船队应根据航道等级、通航工程的设计要求及发展规划确定；2 船模比尺应与航道模型的比尺相同，船体按几何相似设计，达到线型、排水7量和重心位置相似；3 船模制造范围可为船舶甲板以下部位，自航船模尚应包括船舵及船机和螺旋桨；4 船舵和螺旋桨的几何尺度、安装位置应和实船保持基本相似。6.2 试验设备与量测仪器6.2.1 航 道 水 力 模 型 试 验常用的设备及量测仪器仪表与水电水利工程水工（常规）模型试验规程相同。6
10、.2.2 主 要 量 测 仪 器 ：1 通 航 水 流 条 件 量 测 仪 器 ： 水 位 计 、 流 量 计 、 波 高 仪 、 流 速 仪 ；2 船 模 航 行 参 数 量 测 仪 器 ： 高 空 广 角 摄 影 或 船 模 激 光 轨 迹 仪 。6.2.3 在 进 行 有 船 闸 灌 （ 泄 ） 水 、 电 站 日 调 节 等 航 道 水 力 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量测仪器。6.2.4 试验使用的通用量测仪器，应有国家或行业监督部门颁发的合格证，且在试验前进行检查标定。6.2.5 数值模拟采用的计算机应满足容量及计算速度的要求。6.2.6
11、 船 模 航 行 状 态 的 模 拟 和 测 量 应 采 用 遥 控 自 航 船 模 系 统 。 该 系 统 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 ；2 船模的遥控设备应准确执行驾驶操纵指令、控制舵角和主机工况；3 应实时测量船模运动坐标和航行动态参数。船模运动的定位允许偏差应小于 50mm。6.3 模型制作6.3.1 应绘制模型总体布置图、结构图和船模制模详图、测试断面及测点布置，并提出制模加工及安装要求。6.3.2 模型地形制作可采用断面法、等高线法。地形变化较缓的地方，断面间距原型50m80m，等高线间距原型3m5m；地形变化复杂的地方，断面间距原型30m50m，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。
