黄河游荡性河床大跨越纵向冲刷深度的确定
博导第8讲游荡型河道的演变规律
8.3 输沙特性
同一流量，多来多排，少来少排
输沙能力变化较大 河床变形较快
高含沙量 流量和含沙量的相关关系较小
河口三角洲逐年延伸
8.4 演变规律
年内冲淤规律
汛期，淤滩刷槽 ---大水出好河 非汛期，淤槽刷滩
平面变化
河床稳定性较差 滩槽差别较小 汊道较多 上游水流变化较大
8.4 演变规律
河槽摆动幅度较大: 140~6000m /day 原因：
8.4 演变规律
减少沙量，水土保持（工程措施、生物措施） 修建水库、调节水沙 控制河势（护岸、护滩、堤防工程）
流量 （m3/s） 5000 7000 9000 11000 15000
长江汉口河段流量与比降关系 流量 流量 比降 比降 3 （m /s） （m3/s） 0.72 19000 0.216 51000 0.404 25000 0.192 59000 0.326 31000 0.178 65000 0.284 35000 0.164 75000 0.24 43000 0.140
小浪底水利枢纽
三门峡水利枢纽位于河南省西部的黄河干流上 ，控制流域面积68.8万km2，占黄河总流域面积的 91.5%；控制黄河来水量的89%，来沙量的98%。枢 纽工程于1957年4月开工，1961年4月基本建成投入 运用，是新中国在黄河干流上兴建的第一座以防汛 为主，兼顾防凌、灌溉、供水、发电等任务的大型 水利枢纽工程，被誉为“万里黄河第一坝”。
上节回顾பைடு நூலகம்
14-15-1河流动力学答案A
淮海工学院14 - 15 学年第 1 学期河流动力学试卷(A开卷)专业年级：港口航道与海岸工程12(1)一、名词解释（共5题，每题3分，共15分）1.体积含沙量和重量含沙量体积含沙量Sv：泥沙颗粒的体积/浑水总体积质量含沙量Sw：泥沙所占重量/浑水总体积2.泥沙粒径累积频率分布曲线横坐标表示泥沙颗粒粒径大小，纵坐标表示小于某一粒径id的泥沙质量（或颗粒数目）与泥沙总质量（或总的颗粒数目）的百分比3.沙粒阻力在水流作用于床面额全部切应力中，只有一部分直接作用在颗粒上，引发推移质的运动和床面形态的变化，这一部分叫做沙粒阻力。
4.河相关系冲积河流的河床在水流与河床的长期作用下，常取得与所在水文、泥沙条件相适应的最适合的外形，表征这些外形的因素（如河宽、水深、曲率半径等）与水力、泥沙因素（如流量、比降、泥沙粒径等）之间常存在某种函数关系，这种关系称为河相关系。
5.潮流界潮波和潮流上溯的过程中，既受到河床阻力的影响，又受到径流下泄的阻碍，潮汐的能量逐渐消耗。
当潮波推进到达某一地点时，涨潮流速和径流下泄流速相抵消，潮水便停止倒灌，此处为潮流界。
二、简答题（共5题，每题5分，共25分）1．河流的分类河流分为：山区河流、平原河流、潮汐河流。
平原河流根据形态、演变特征可分为：弯曲河道、分叉河道、顺直河道、游荡河道。
2．河口的分类，并说明钱塘江、黄河、黄浦江和长江分属何种河口？潮汐河口的分类：一、按河口形态特征分类1）三角港河口2）三角洲河口。
二、按河口区的动力和来沙特征分类1）强潮海相河口(钱塘江)2）弱潮陆相河口（黄河）3）湖源海相河口（黄浦江）4）陆海双向河口（长江）。
三、按潮汐强弱分类1）感潮河口2）中潮河口3）弱潮河口3．Shields数的含义及其物理意义。
Dscc)(γγτ-=Θ为无量刚临界起动切应力，该值越大，泥沙的可动性愈强，因而它可以看作床沙运动状况的一个重要指标，决定了推移质运动的强度。
4．位于水平河床上的非粘性泥沙而言，促成泥沙起动的力有哪些？赖以抗拒的力有哪些？粘性颗粒起动时还需考虑粘结力，粘结力的影响因素？促成泥沙起动的力有：上举力、推移力、脉动压力等，赖以抗拒的力有：重力、粘结力等5. 阐述河床演变的基本原理输沙的不平衡性。
黄河宽浅河道航路变化特性与现场判断技术
摘要:黄河河道不同于其他任何河流，其主要特点是冲淤严重，河势多变，没有固定的航路。
在黄河滩中，找不到航路是十分危险的事情，轻则影响工作，重则使船舶丧失脱浅的机会，使船舶长期浅泊于黄河滩上。
因此，船舶驾驶人员应熟悉黄河航路的特性，认真观察水面各种现象，正确选择航路。
关键词:黄河航路变化规律判断技术1概述黄河测验的重要设备是船舶，根据河道水流大小情况可以选择操舟机与中小型机船。
有时为操舟机单独作业，有时机船单独作业，有时两者同时使用。
对黄河船舶驾驶来说，最重要的是船舶航路选择。
如何正确选择航道，选择比较切合实际的行船方案，是驾驶员应考虑的关键问题。
黄河宽浅、游荡的特点使黄河航路复杂多变，在黄河滩中，找不到航路是十分危险的事情，轻则影响工作，重则使船舶丧失脱浅的机会，使船舶长期浅泊于黄河滩上。
在黄河上从事船舶驾驶有很大的风险，特别是潼关～三门峡河段，来水来沙条件不一样，河道冲淤变化大，河床游荡频繁，主流摆动幅度比较大，船舶行驶没有一个稳定的航路，给船舶驾驶和安全行驶带来很大困难和不确定性；在这样的河段中，船舶的行驶全靠船舶驾驶人员长期的经验积累，或者从前辈言传身教的传、帮、带作用下，得到一些船舶驾驶的相关知识和基本技能。
尤其是在实际操作和航路的选择上，从书本上学到的知识远远满足不了现实生产的应用，有很多技术需要在实践中去摸索，去掌握提高。
理论联系实际，不断的在现实工作中丰富自己，提高自己，才能顺利驾驶船舶航行，安全完成各项水文测验任务。
2黄河航道的不确定性近年来，随着我国公路铁路运输的高速发展，以及黄河水流量的逐年减少，黄河航运日益衰落，其优势也逐渐丧失。
尽管黄河在古代积累了一定的航道基础，但其航道并未被系统的开发建设，其航运功能未得到充分的发挥，航运能力有待提高。
在内陆河湖或其他水域船舶行驶都有一定的航道，而在黄河上没有，在黄河上只有航路。
航道和航路是两个截然不同的概念。
我们通常说的所谓航道，是指在长江或其他流域经过航道测绘，有一定的水深尺度，弯曲半径，而且有固定的航标、航灯信号指示的航行道路。
黄河游荡型河流主槽范围分析确定
ｆ ｏ ｒ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｌ ｙ ｉ ｎ ｌ ｆ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ｃ ｏ ｕ ｉ ｔ ｎ ｇ ｄ ｅ ｐ ｈ ｔ ａ ｎ ｄ ｈｅ ｔ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｃ ｕ ｉ ｒ ｔ ｙ ｎｄ ａ ｐ ｉ ｒ ｃ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ． Ｔ ａ ｋ ｉ ｎ ｇ ｈｅ ｔ Ｈａ ｍｉ ￣Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ
摘 要 ：特 高压 线路 建 设 经常 需要跨 越 游 荡型河 流 ，往 往 出现 河 中立 塔情 形 。此 时，主槽 范 围的合理 确 定至 关重
要 ， 因其直 接影 响跨 河塔位 的冲刷 深度 ，进 而影 响 线路 安 全和 工程造 价 。本文 以哈 密～ 郑州 ±８ ０ ０ ｋ ｖ特 高压 直流 输 电线路 黄河 大跨 越工 程 为例，对 游 荡型 河流主 槽 范围的确 定方 法进 行 了相关分析 总结 ，供 同类工 程参考 。
岩土工程 ． 勘 测 黄河游荡型河流主槽范围分析确定
圈 咖嘲 嘲啪
黄 河游荡 型河 流主槽范 围分析确定
田文 文 ，张 磊
（ １ ． 中南 电力设计 院 ，湖北
武汉
４ ３ ０ ０ ７ １ ；
２ ． 河 南 省众 慧 电力 工程 咨询 有 限责任 公司 ，河南
郑州
Hale Waihona Puke ４ ５ ０ ０ ０ ７ ）
特 高 压 长 距 离 架 空 输 电 线 路 经 常 需 要 跨
主 槽 与 滩 地 的冲 刷 深 度 相 差 非 常 明 显 。可 见 ，
越 游 荡 型 河流 ， 出现 多 级杆 塔 于 河 中立 塔 的情
形 。在 跨越 断面 设计 中，合 理 确 定 主 槽 范 围尤 为 重 要 ， 因其 直 接 影 响 着 塔 位 的冲 刷 深 度 。 以 哈 密 ～ 郑州 ±８ ０ ０ ｋ Ｖ特 高压 直 流输 电线 路 黄河
群桩冲刷深度计算方法探讨
ｍｅｈ ｄ ｏ ｅｙ ｌ ｗ ｒｖ ｒ ｏ ｎ ｔ ａ ｂ ｔ ｍｌ ｌ ｓ ｒｓ ｋ ｕ ｄ ｔ ｎ ｗａ ｈ ｅ ｔ ｔ ｏ ｆ ｈ ｅｌ ｅ ｗ ｓ ｅ ｍ ｏ ｔ ｕ ｔ ｔ ｅｆ ｎ ａ ｉ ｓ ｄ ｐ ｈ，ｃ ｎ ｂ ｒ ｖ ｄ ｄ ｔ ｏ ｉ ｄ ｒ ｏ Ｃ ｅ ａ ｏ ｏ ａ ｅｐｏ ｉｅ
山东 某 ５０ Ｖ 送 电 工 程 ，在 黄 河 下 游 泺 口 ０ｋ 至利 津段 滨 州 市 境 内跨 越 黄 河 ，其 中需 在 黄 河 滩 地立一 级 塔 ，基础 型式 由 过 去 的 单 桩 基 础 改 为 群桩 基础 ，需 计 算 黄 河 滩 地 群 桩 基 础 冲 刷 深 度 。 由于群 桩 冲 刷深 度 是 电 力 工 程 水 文 计 算 的 新课 题 ，本 文结 合 工 程项 目 ，对 群 桩 冲 刷 计 算 方 法进 行分 析总结 。
济南 ２０１） ５ ０３
摘要 ：结合某 ５ ０ Ｖ送 电工程黄河下游大跨越 群桩 基础 冲刷 问题 的实践 ，分 析 了黄 河下游滩 地群桩 基础 ０ｋ 冲刷深度的计算方法 ，可供类似工程参考 。
关键词 ：线路 ；大跨越 ；群桩基础 ；冲刷深度 ；计算。 中图分类号 ：Ｔ １ Ｖ２ 文献标 志码 ：Ｂ 文章编号 ：１７ －９ ３ （０ ７ ２ ０ ３ － ３ ６ １９ １ ２０ ）０ －０ ４ ０
微专题：游荡型河道与辫状水系
真题赏析：（2019年新课标全国Ⅰ卷）黄河小北干流是指黄河禹门口至潼 关河段。全长132.5千米。该河段左岸有汾河、涑水河，右岸有渭河等支流汇 入，河道摆动频繁，冲淤变化剧烈，为典型的堆积性游荡河道。下图为黄河 小北干流河段示意图。据此完成（1）～（3）题。
（1）黄河小北干流为堆积性游荡河道，是因为该河
（1）描述藏南地区云量的时空变化特点，并分析原因。（8分） （2）简析图中甲河段辫状水系形成的自然条件。（6分）
（3）拉萨城市空间形态呈带状，试分析其形成的主要原因。（8分）
（4）雅鲁藏布江流域泥石流类型主要有暴雨引发的泥石流和
引
发的泥石流。松散物质是泥石流的主要激发因子，试分析该流域松散物质
多的原因。（6分）
参考答案：夏季多冬季少（5-10月多，11-次年4月少）； 该地区夏季受来自印度洋的西南季风影响，气流沿河谷上 升，易成云致雨（该地夏季空气对流运动强，易成云致 雨）；东多西少；东部受西南季风影响大于西部。
（2）简析图中甲河段辫状水系形成的自然条件。（6分）
解析：第（2）题通过提供相关图文材料，考查辫状水系的形成。 辫状水系是多分支、宽深比大、弯曲度小、散乱无章、变化迅速的河 道；该段河流含沙量大；河谷比较开阔，地势平坦，河流流速变缓， 泥沙沉积形成沙洲；流域降水季节明显，河流水位季节变化大，枯水 期宽阔的河道沙洲凸显形成辫状景观。
参考答案：河流含沙量大；河谷比较开阔，地势平坦， 河流流速变缓，泥沙沉积形成沙洲；流域降水季节明显， 河流水位季节变化大，枯水期宽阔的河道沙洲凸显形成辫 状景观。
（3）拉萨城市空间形态呈带状，试分析其形成的主要原因。（8分）
解析：第（3）题考查城区区位条件。拉萨城区沿河谷分布呈带 状分布，主要从气候（热量）、地形、河流供水、农业基础等角 度分析。
220kV架空送电线路水文勘测技术规范 DLT 5076-1997
4.2.1 收集资料 4.2.1.1 一般要求 a)收资前应明确设计要求，收集工程有关的地形图及已有勘测设计资料。 b) 收资记录应注明收资时间、提供单位、接待人、资料来源和出处，以及资料编制时 间、编制人员等，对资料必须当场校对。 c) 凡资料涉及行业较多，各单位提供的资料有出入时，必须查明原因，加以落实。 4.2.1.2 水文资料收集内容与要求 a) 应广泛收集沿线有关的水文、河床演变、水利规划、水利工程、航运、水下地形图、 分洪区、内涝区、冰情、漂浮物、泥石流等资料。 b)水文基本资料包括： 1)地方水利史志、水利区划、防洪规划、河道治理规划、旱涝资料汇编、水利工程资料 汇编及其他有关专题总结、试验研究报告等。 2)沿线各跨越段上下游有关水文、水位站的地理位置，测站沿革、高程系统、基准高程 点以及实测历年最高洪水位、最大流量、断面流速及分布，水文站分析的洪水比降、河床糙 率，河流结冰及融冰情况，各有关部门调查的历史最高洪水位、内涝区水位及内涝区范围， 不同时段的暴雨分析成果等。 c)水利设施设计与规划资料包括沿线有关的河道、水库、闸坝、桥涵、分洪口门、分洪 区以及海岸工程等的规划设计指标。 d)河床演变资料包括河道历年实测纵、横断面成果资料、河道不同年代的平面图、河道 已有冲、淤分析资料、实测含沙量资料、河道变迁历史文献资料等。
4.1.1 见。 4.1.2 本阶段应对线路全线进行初步踏勘， 主要是广泛收集已有水文基本资料和规划设计资 料，进行必要的现场水文调查和分析。 4.1.3 对线路的特殊跨越段应进行重点踏勘， 必要时应做专门的水文勘测工作， 并做出可行 性分析。 对于大跨越工程， 应按照 《架空送电线路大跨越工程勘测技术规定》 进行水文勘测。 4.1.4 对于航测选线，有条件时应对航片进行水文遥感信息提取和判释。 4.2 勘ห้องสมุดไป่ตู้内容深度与技术要求
黄河断流严重程度分级与判别方法
黄河断流严重程度分级与判别方法
黄河断流的程度分级是根据河道的断流形态和断流现象等指标，对河道断流程度进行
系统评定的重要工作。
一、分级标准
（一）断流形态
1. 基本断流：指水流完全停止，河床或河流水体明显受到影响，断面变曲，河床出
现破裂、断崖等现象。
2. 不完全断流：指河段中的部分流量总量下降较多，不能满足河段原有的富营养性
或自净特性，流量还在流动，但形态明显改变，影响河床变形。
（二）断流现象
1. 连续断流：在一段河网中出现连续断流状况，断流段长度可以达到几十公里。
2. 非连续断流：它主要指断流段之间仍有少量水流，断面出现提起与向下沉积，河
床上出现变形，且河岸线由原来的河床变成一条被暗示的陆地。
二、判别方法
1. 对比判别：比较断流地段当前情况与历史数据，如水位、流量，以及河道形态特
征等，看是否存在明显变化，从而判断河床是否面临断流的危险。
2. 取样判别：从地表水及地下水中采集样品，用测试仪器对河川及河流水体的水质
状况进行检测，发现河流水质下降持续不断，特别是外源物质浓度极高等，可以判定某段
河流水体受到污染严重或面临断流的危险。
3. 调查判别：到现场调查，对河道断流严重程度进行直接现场判断，总结断流现象，如河道汇流口断流，河口内北部断流，河段泥沙等方面的情况，从而确定河道断流的严重
程度。
以上是黄河断流的分级标准和判别方法，其中分级标准可以更加细致的划分出河道断
流的严重程度，而判别方法可以有助于收集现场信息，确定河道断流的严重程度，从而制
定出恰当的应对措施。
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黄河游荡性河床大跨越纵向冲刷深度的确定作者：席占生来源：《中华建设科技》2011年第11期【摘要】2008 年我国南方冰灾对当地电网安全运行造成极大的危害，输电线路发生大面积倒杆(塔)、断线(串)事故，原因之一是输电线路冰风荷载大大超过国家规定的设计标准。
介绍了我国现行的覆冰区送电线路标准，重点分析了我国目前常见的冰区划分及冰厚订正方法。
建议应针对此次电网冰灾认真分析、调查地区线路受损情况，因地制宜选择冰区划分方法及订正系数，在此基础上合理提高输电线路抗冰设计标准。
【关键词】滩槽划分；单桩冲刷；局部动床模型；纵向冲刷Xi Zhan-【Abstract】2008 ice storm in southern China, the safe operation of the local power grid caused great harm, transmission lines, a large area down pole (tower), break (string) accident, one of the reasons is the transmission line ice far exceeding the national wind load design the standard. Describes the ice cover our current standards of transmission lines, the focus of our current common ice thickness and ice into the revised methodology. The grid should be recommended for careful analysis of ice storm, the areas surveyed line damage, according to local conditions and select the method of ice into the revised coefficients based on the reasonable increase in anti-ice transmission line design【Key words】Beach tank division;Pile erosion;Local fixed-bed mo通过对河道设计流量、流速、泥沙、河床演变研究，采用二维水沙数学模型计算以及河工动床模型试验，开展设计洪水条件下的杆塔冲刷计算与分析，为大跨越杆塔基础的设计提供科学合理的数据。
1. 引言为保证在发生设计洪水时线路塔基的安全，必须保证塔基基础有足够的埋置深度，以免因水流冲刷而遭到破坏。
塔基冲刷深度的确定是分析塔基最小埋置深度、基础安全性和经济性的重要内容。
国内外已有不少冲刷计算公式，都是在一定水力模式的基础上，根据模型试验和现场观测资料建立的，具有一定的局限性。
在实际工作中，应结合河流的具体情况，判断公式计算结果的可靠性，然后确定采用值。
本文根据黄河多年的断面、流量、水位、流速、河槽演变实测及研究资料，利用半经验半理论公式分析计算单桩纵向冲刷深度，为了验证和补充，利用局部动床模型试验，分析塔基冲刷的深度及冲坑形状。
与理论计算和资料分析结果相比较，最终确定出不同位置的纵向冲刷深度，为塔基基础埋深提供设计依据。
2. 跨越断面水文情势黄河中下游河无定槽，河势多变，属典型的游荡性河道。
设计洪水条件下主槽、浅滩和高滩水沙情势变化复杂。
大跨越断面黄河主槽段宽约3.0 Km，漫滩段宽约5.0 Km，两岸大堤间距7.8 Km，方案确定主塔基2个，滩地塔基10个。
跨越断面的水沙变化对断面的冲淤变化起决定性的作用，根据上游水利工程情况，小浪底水库是控制黄河下游水沙的关键工程，水库运用分初期拦沙运用和后期正常运用两个阶段。
初期采取“拦沙、调水调沙”运用，逐步抬高主汛期水位，拦粗排细，同时进行调水调沙。
当拦沙库容淤满后，在2050～2054年水库进入正常运用期，利用其调水调沙库容进行泥沙多年调节，改善出库水沙关系减少下游河道淤积。
根据测算，下游河槽冲刷量最大的年份发生在2014年。
现状、2014年和2054年不同冲淤断面的各重现期流量、水位见表1。
根据历史实测流速资料，主槽最大点流速5.22m/s，相应最大垂线平均流速4.37m/s，相应断面平均流速2.54m/s；滩地最大表面流速1.80m/s，相应最大垂线平均流速1.62m/s。
含沙量主槽远大于10Kg/m 3，滩地一般小于10Kg/m 3。
3. 规范推荐公式适用性分析我国把塔基引起河床的纵向冲刷过程分解为自然（演变）冲刷、一般冲刷和局部冲刷三部分，假定它们独立地相继进行，分别计算，叠加值作为塔基的最大冲刷深度，以此作为基础埋深的依据。
3.1 自然（演变）冲刷和塔基本身无关，它是河床随水流和泥沙特性自然演变的过程和结果。
游荡性河床主槽变动频繁，滩地冲淤不定，一般根据历史河势变迁情况，结合水利工程影响预测槽、滩演变范围，给出明确的主槽与滩地的界线，将自然（演变）冲刷深度分为主槽和滩地（又分为高滩和低滩）两部分，根据预测的冲淤变化分别取值。
其精度取决于对历史资料的掌握及河床演变趋势分析的科学性和研究深度。
3.2 上游水流，急速地集中流入线路大跨越塔基，在稍下游处形成收缩断面，形成过水面积减少，流速加大，由此引起的冲刷称为一般冲刷。
对非粘性土，国内现行规范推荐64－2简化式及64－1修正式计算河槽的一般冲刷，使用64－1滩地冲刷公式计算非粘性土滩地一般冲刷。
现行规范给出的半经验半理论冲刷一般公式依赖于河道设计断面，而黄河游荡性河段实测断面因冲淤幅度大，槽滩划分很难有较为清晰的标准，没有反映水力、泥沙因子的影响，计算参数的选取任意性或人为性较大，使得不同公式计算的结果有较大偏差，并不适用多沙河流尤其是黄河游荡性河段。
其结果仅能作为参考。
3.3 立于河床中的塔基，经受着河段断面的一般冲刷，同时，塔基阻挡水流，水流在塔基两侧绕流，形成十分复杂的、以绕流漩涡体系为主的绕流结构，引起塔基周围急剧的泥沙运动，形成局部冲刷坑，称为局部冲刷。
国内规范推荐采用65－1修正式和65－2修正式计算非粘性土河床的局部冲刷，其结果主要和泥沙起动流速和塔基前的水深有关，其水深和流速都是采用一般冲刷后的水深和流速。
尽管利用塔基尺寸资料能反映建设后的局部影响，但这类公式所选用的泥沙起动流速都是靠水槽实验资料率定的，结果明显比黄河实际起动流速小，使计算的冲刷深度偏大很多，切反映不出一般冲刷深度较大时局部冲刷深度应较小的规律，存在概念上的缺陷。
根据断面水文情势计算一般和局部冲刷的结果，计算公式的结果相差较大，给设计数据的选取带来较大的困难，不能给出准确合理的设计值。
4. 水工动床模型试验因公式计算的上述不完善，必须进行模型试验进行对比和验证，确定设计值。
因公式的不适宜性，水工动床模型试验是研究和验证洪水通过条件下，塔基附近河段水流流态和河床变形的重要手段。
塔基水工动床模型试验是以黄河设计淤积演变情况下及塔基建筑物为原型，根据相似理论缩制成模型，放水进行试验，测量设计点位冲淤变化的研究。
它可预演未来，重演历史的各种原型洪水等水力现象和变化过程，观察和量测各项水力因素和河床变形，进行分析研究。
模型实验的目的是以模型的水流及河床变形来推算原型的水流及河床变形，所以要求两者必须是相似的，即两者必须具有一定固定的比例关系，并能相互换算得到对应的水力要素。
本次试验的目的是研究冲淤变形为主，采用正态动床模型。
因为局部冲刷坑中，水流流速的大小和方向沿程发生急剧变化，惯性力占有十分重要的地位，所以局部正态模型必须保证水流的重力相似条件。
模型和原型应做到几何相似、运动相似和动力相似，对于动床模型试验，重点要考虑泥沙起动条件相似、输沙量相似和输沙连续性条件（河床变形时间）相似，为保证紊流状态、水流表面张力的相似，对最小水深、水力半径和流速等有严格的要求。
黄河游荡性的特大型河流，采用动床河工模型试验确定其河床纵向冲刷深度，是目前公认的可靠方法。
该试验首先对河床边界条件进行假定:0m 标高岸线以上与护岸工程部位是不可动边界，其余河床为可动边界。
并建立与河道几何形状相似、水流运动相似和泥砂运动相似的物理模型。
然后进行不同频率水文条件下的冲刷试验。
在试验过程中，需要进行水面线、流速分布、表流迹线与河床变形等项目验证，当验证误差小于某一数值时，才认为试验合理，继而转入今后100 年一遇、300 年一遇等大洪水的模拟冲刷试验。
由于该试验采用了相似模型和验证手段，故所确定的河床纵向冲刷深度，较之用半经验公式法(对中小型河流，目前一般采用公式法计算其冲刷深度) 计算的纵向冲刷深度，要合理、准确。
根据相似理论拟定的模型比尺，地形和河床一定长度各横断面资料算出模型的各种尺寸，并在试验场上进行模型放样和施工制作。
但是模型河床的水力粗糙度是难以直接根据糙率比尺做成的，要达到阻力相似需要的模型表面糙率，必须通过模型验证试验，进行模型表面糙率修正来实现。
本次局部冲刷试验主要研究五十年一遇和设防流量条件下的主槽塔基冲坑形态及冲刷深度。
如前所述，2014年地形是小浪底水库拦沙运用末期，主槽冲刷最为严重，因此，主槽试验初始地形采用2014年地形。
2014年地形主槽塔基冲刷结果见表2。
综合历史实测资料成果及整体模型试验成果，五十年一遇洪水的单宽流量约34m 3/s•m （原型，下同），设防洪水条件下，单宽流量约为45m 3/（s•m）。
塔基承台顶部高程采用由设计单位提供的2054年50年一遇洪水水位，即84.36m，见表3。
通过试验发现，对于同一种塔基形式，塔基局部冲刷坑形态、冲刷深度主要取决于两方面因素：单宽流量的大小（或流速）和来流的方向。
由表3看出，流量较小时，水流方向与塔基轴线的夹角对塔基局部冲刷的影响较小，塔基局部冲刷主要是由桩群绕流形成的，冲坑主要在桩群周围，最大冲深点位于桩群附近；而流量较大时，水流方向与塔基轴线的夹角对塔基局部冲刷的影响就非常明显，其原因主要是，流量增大后，一方面水流行进流速、紊动扩散作用显著增大，另一方面塔基下方桩群阵列整体结构对水流的影响相对增强，致使冲坑形态、最大冲深点位置相对小流量时发生较大变化，冲坑范围、最大冲深也明显增大。
另外，综合分析上述试验结果还得出，对于主塔来说，水流方向与塔基轴线夹角为45°时塔基的局部冲刷范围、冲深均较小，因此，将主塔布置成这种形式最为有利。
从不利的结果看，五十年一遇塔基的最大冲深10.41m，相应最大水深17.25m；设防流量条件下，塔基最大冲深14.50m，相应最大水深21.98m。