水工模型试验一西安理工大学
水工及河工模型试验
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F 1 2 2 l u
F F 2 2 2 2 idem Ne l u P l u m
3.3 水动力现象相似准数的确定方法 例2：三维紊动水流的相似准数
连续性方程:
u x u y u z 0 x y z
运动方程(雷诺方程):
2 u u ux ux u x u x u 1 p xu y 2 x xu z ux uy uz gx ux t x y z x x y z 2 u y u y u y u y u u u u u 1 p ux uy uz gy 2u y y y z y x y t x y z y z x 2 u u u u u z u z u z u z u 1 p z y ux uy uz gz 2 u z z z x t x y z z x y z
r r F F F
F F F F F F
I g D
e
惯 性 力
重 力
粘 滞 力
摩 阻 力
表 面 张 力
弹 性 力
3.2 模型试验相似理论
1 相似第一定理（相似正定理,1686,牛顿）
定理描述：彼此相似的物理体系应由同一方程式描述，各变 量之间保持一定的比例，其相似指标为1或它们的各种相似准 数的数值相等。
水工(常规)模型试验规程
水工(常规)模型试验规程水工(常规)模型试验是水利水电工程建设的重要环节，通过模拟真实工程情况，在实验室或试验场地进行工程试验，为工程设计、施工提供参考依据。
水工(常规)模型试验规程是规范水工模型试验活动的标准和指导，确保试验结果准确可靠，并且保障试验过程中的安全。
一、试验前准备1.确定试验目的和要求：在制定试验计划前，需明确试验的目的和要求，确定试验的具体内容、试验参数、试验时间等关键因素。
2.选择试验场地和设备：选择合适的试验场地和设备，确保试验过程中设备运行正常、场地条件符合试验要求。
3.确定试验方案和流程：制定试验方案和流程，包括试验的具体步骤、数据采集方案、试验设备的设置、试验过程的控制等内容。
4.制定试验安全措施：确保试验过程中人员的安全，制定相应的安全措施，包括人员防护、设备维护、紧急处理等措施。
二、试验过程1.设备调试和校准：在试验开始前，对试验设备进行调试和校准，确保设备运行正常，数据采集准确可靠。
2.试验数据采集和记录：在试验过程中，及时采集试验数据并进行记录，确保数据的真实性和完整性。
3.试验参数设置和控制：根据试验方案，设置试验参数并进行控制，保证试验过程中的稳定性和可重复性。
4.实时监测和反馈：对试验现场进行实时监测和反馈，及时调整试验参数以确保试验的顺利进行。
5.试验结果分析和评价：对试验结果进行分析和评价，验证试验目的和要求是否达到，为工程设计和施工提供参考依据。
三、试验报告和总结1.编制试验报告：在试验结束后，编制试验报告，包括试验目的、试验方案、试验过程、试验结果、分析和评价等内容。
2.总结经验和教训：总结试验过程中的经验和教训，为今后的试验工作提供参考和改进。
3.提交审核和审批：将试验报告提交给相关主管部门进行审核和审批，确保试验结果的准确性和可信度。
四、安全管理和保障1.严格遵守试验规程：所有参与试验工作的人员必须严格遵守试验规程，不得擅自更改试验方案和操作程序。
水工结构模型试验
特点：地质力学模型的应用扩大了结构模型试验领域；（可研究坝体与坝基的联合作用、 重力坝的坝基抗滑稳定、拱坝的坝肩稳定、地下洞室围岩稳定等问题）
计算力学的发展又使得大多工程结构应力分析可在计算机上进行；
结构模型试验转向解决一些重大和复杂的问题。
对象：坝、坝与基础、地下洞室等，
二、我国水工结构模型试验的发展概况
几何相似：结构形状和尺寸相似。
模型试验必须遵守的相似条件:
进行试验的模型，不仅要几何形状相似，而且在模型试验过程中所包括的各项物理量或 主要的物理量应与原型相似。
在实际工作中，同时都能满足所有参数的相似要求是不可能的。通常的做法是保证满足 主要参数的相似要求，放宽或近似满足次要参数的相似要求。
用这类材料作模型工作量较23模拟地质构造带的模型材料大宽度模型材料对于像断层或破碎带等宽度较大的构造目前采用的模型材料有橡皮板硅胶乳胶水泥石膏等其变形模量有的可低达几十mpa二小宽度模型材料对于像节理裂隙或某些小断层等宽度很小的构造由于几何比尺关系往往只按接触性质模拟采用只模拟摩擦力或同时模拟摩擦力与凝聚力的材料
二、相似判据 对于承受静力荷载作用的线弹性体,可从弹性力学的基本方程求出相似判据。由弹性力
水工建筑物A-西安理工大学
水工建筑物AHydraulic Structure A主撰人：李守义审核人：任杰批准人：王瑞骏一、课程基本信息学分：5.5总学时：88学时讲课学时：76学时上机学时：0学时实验学时：12学时课程A/B类归属：B类课程代码：06114420开课学期：第六学期先修课程：水力学A（06113710）、结构力学A（06114080）、土力学A(06113680)、工程水文学(06111490)、工程地质A(06110651)、水工钢筋混凝土结构（06111510）、钢结构A（06110621）二、课程介绍及教学目的、教学要求该课程是水利水电工程专业的主干专业课。
教学目的是使学生了解水利工程的前沿发展现状和趋势；了解与本专业相关的职业和行业的生产、设计、研究与开发、环境保护和可持续发展等方面的方针、政策；掌握各种水工建筑物设计的基本理论、方法和水利枢纽工程中各种水工建筑物的相互关系及其布置原则；通过课程实验和课程设计等实践性教学环节的训练，培养学生的理论计算、工程设计、工程实验、竞争与合作等方面的能力，培养学生运用基础理论和专业知识分析和解决工程实际问题的能力，为从事水利水电工程设计、施工、管理和科学研究工作奠定基础。
三、本课程与其他有关课程的联系本课程的先修课程除高等数学、大学物理、理论力学、材料力学、水利工程制图等基础课程外，还有结构力学、水力学、土力学、钢结构、水工钢筋混凝土结构、工程水文学、工程地质、建筑材料、工程测量学等专业基础课。
与本课有联系的专业课程主要有水利水能规划、水利工程施工和水电站。
四、课程内容及课时分配（一）课程内容第一章绪论1、水与水利工程及其发展现状和趋势。
2、水利枢纽与水工建筑物3、水利建设与可持续发展4、本课程的特点和解决水工问题的方法第二章水工建筑物设计综述1、水利工程设计的任务和特点2、水工建筑物设计的步骤3、水工建筑物的安全性4、水工建筑物的抗震分析5、水工建筑物设计的规范体系6、水工建筑物施工过程的状况分析第三章岩基上的重力坝1、概述（包括国内外混凝土重力坝的发展现状和趋势）2、重力坝的荷载及荷载组合3、重力坝的抗滑稳定分析4、重力坝的应力分析5、重力坝的渗流分析6、重力坝的温度应力、温度控制和裂缝防止7、重力坝的剖面设计8、重力坝的极限状态设计法9、重力坝的抗震设计10、泄水重力坝11、重力坝的地基处理12、重力坝的材料及构造13、碾压混凝土重力坝14、其他型式的重力坝第四章拱坝1、概述（包括国内外拱坝的发展现状和趋势）2、拱坝的体形及布置3、拱坝的荷载及荷载组合4、拱坝的应力分析5、拱坝的稳定分析6、拱坝体形优化设计7、拱坝坝身泄水8、拱坝的材料及构造9、拱坝的建基面与地基处理10、浆砌石拱坝11、碾压混凝土拱坝第五章土石坝1、概述（包括国内外拱坝的发展现状和趋势）2、土石坝的剖面设计3、土石坝的渗流分析4、土石坝的稳定分析5、土石坝的固结、沉降和应力分析6、土石坝的筑坝材料及填筑标准7、土石坝的构造8、土石坝的地基处理9、土石坝与坝基、岸坡及其他建筑物的连接10、土石坝的抗震设计11、堆石坝12、土石坝的坝型选择第六章水闸1、概述2、闸址选择和闸孔设计3、水闸的防渗、排水设计4、水闸的消能、防冲设计5、闸室的布置和构造6、闸室稳定分析、沉降校核和地基处理7、闸室的结构设计8、水闸与两岸的连接建筑物9、其他闸型第七章岸边溢洪道1、概述2、正槽溢洪道3、其他型式的溢洪道4、非常泄洪设施第八章水工隧洞1、概述2、水工隧洞的布置3、水工隧洞进口段4、水工隧洞洞身段5、水工隧洞出口段及消能设施6、高速水流泄水隧洞的水流脉动压力与空蚀7、水工地下洞室的围岩稳定性8、水工隧洞衬砌的荷载及荷载组合9、水工隧洞的衬砌计算与支护设计第九章闸门（属《钢结构A》教学内容，本章不讲）第十章过坝建筑物、渠首及渠系建筑物和河道整治建筑物1、通航建筑物2、渠首及渠系建筑物3、河道整治建筑物第十一章水利工程设计1、设计阶段的划分2、设计所需的基本资料3、水利工程对环境的影响4、水利枢纽设计的主要内容第十二章水工建筑物管理1、概述2、大坝安全3、水工建筑物监测4、大坝安全评价的与监控5、水工建筑物维修（三）课程作业1、重力坝剖面设计2、拱坝平面布置3、圆形有压隧洞衬砌设计五、实验环节内容实验内容（5个实验，共12学时）1、水工整体模型试验（4学时）2、水工断面模型试验（2学时）3、拱坝结构模型实验（2学时）4、土坝渗流模型试验（2学时）5、地下洞室结构模型试验（2学时）六、执行大纲应注意的问题1、教学中应注重基本知识、基本理论和基本方法的讲授。
大工15春《水利工程实验》实验报告
大工15春《水利工程实验》实验报告水利工程实验报告1.实验目的本实验旨在通过对水利工程实验的学习，掌握水利工程相关理论知识，并培养实际操作能力。
具体目标包括了解水利工程的基本概念和原理，熟悉水力学中的基本实验方法以及对水利工程实验结果进行分析和总结。
2.实验内容本次水利工程实验主要包括以下几个内容：水工模型实验、流量测量实验、泵站工程实验和水坝工程实验。
2.1水工模型实验水工模型实验是通过将水工建筑以比例缩小方式制作出来，利用模型进行实验研究。
实验中，我们使用了不同规格的管道，观察水流的速度、流量以及水流的流向等重要参数。
通过实验，我们能够进一步了解水流在管道中的运动规律，并通过数据分析得出结论。
2.2流量测量实验流量测量实验主要是通过对水流的速度和流量进行测量，从而探究流量的变化规律。
在实验中，我们运用流量计等仪器设备，通过实际数据的测量和记录，对流量的变化进行了详细的分析和总结。
2.3泵站工程实验泵站工程实验主要是通过对泵站工程的模拟实验，研究泵站工程在不同条件下的运行特点。
通过实验中的测量数据以及对操作过程的观察，对泵站工程的性能、能耗以及水流向等因素进行了分析和评估。
2.4水坝工程实验水坝工程实验是模拟实验，旨在研究水坝对于水流的控制效果。
通过不同高度、水位的设置，观察水流波动情况以及测量水流的压力和速度，以便得出结论。
3.实验结果与分析实验中常见的结果分析包括：水流速度与流量的关系、泵站工程的特性分析、水坝控制效果等方面。
根据实验中得到的数据以及自身的分析能力，我们能够得出以下结论：水流速度与流量成正比，泵站工程的性能与能耗存在一定关系，水坝控制效果与水位、高度等有一定的关系。
4.实验总结通过本次水利工程实验，我们深入了解了水利工程相关的知识，并掌握了水利工程实践操作的能力。
通过对实验结果的分析和总结，我们得出了与实验目的相符的结论，巩固了对水利工程理论的理解。
同时，实验过程中我们也发现了一些实验方法的不足之处，对于下一次实验有了更好的准备。
水工模型试验报告
水工模型试验报告1水工模型试验的作用与分类1.1作用水流运动是一种非常复杂的自然现象，对各种作用力存在的情况和它们发展的规律，至今还没有得到很好的掌握。
设计水利工程时不是用数学分析的方法，就是应用经验公式。
这两种方法都有一定的局限性。
事实上，天然河道中水工建筑物的边界条件各不相同，而且非常复杂，须经过水工模型试验的分析研究，方可切合实际；还可以进一步提高理论，指导实践。
因此，可以说水工模型试验是流体力学理论和实际水利工程中间的媒介，起到非常重要的作用，一直受到水利工程界的重视。
1.2分类由于试验研究任务不同，采用不同类型的模型，以满足不同的需要。
当研究河道中水利枢纽的总体布置时，就需要将所研究的河段和水工建筑物，按一定的比例缩制成模型进行试验，这就叫整体模型。
至于二元问题，如确定溢流坝面的压力分布，水流情况和冲刷消能等，一般截取一段制成模型，安装在玻璃水槽中进行观测，称为断面模型。
还有一些水工建筑物两边对称，水流情况也对称，可以研究一边来代替整体，这时可以采用半整体模型。
进行一般试验时，只要将原体的三个尺寸按照同一比例缩制，这种模型叫作正态模型。
但有时因为受各种条件的限制，粗糙度或水流流态等与原体不相似时，就采用竖直和水平方向长度缩尺不同的模型，即为变态模型。
河工模型经常采用这种类型。
按照试验研究任务和性质分，有水工建筑物、河道、热扩散、排污口、溃坝、滑坡、泥石流、潮汐、泥沙以及波浪模型等。
2、水工模型试验理论2.1层流根据模型设计的相关原理，可以推导出以下公式：()：边界上的压力差比几何相似比尺；时间：流量：流速：p l p t l p Q lp v ∆-∆∆∆===αααααααααα:132.2阻力平方区的紊流运动 ()几何相似比尺时间：流量：流速：:215221l t l Q lv ααααααα=== 2.3重力作用为主的流体运动当流体的特性主要决定于重力作用，粘滞力的作用可忽略时该运动也就是在阻力平方区的紊流，这时阻力与速度的平方成比例，而雷诺数已超过一定界限，其变化没有影响。
水工实验模型心得
《水工模型试验与量测技术》———学习心得通过将近九周的课程学习，让我了解到水工模型实验的一些知识和对科学学习的向往。
这项课程使我初步掌握各种水工建筑物模型试验的设计理论和方法、模型制作的方法及试验量测的手段和仪器的使用，为我进行课题研究和今后从事大中型水利水电工程的模型试验与科学研究打下基础。
水流运动是一种非常复杂的自然现象，设计水利工程时，常常有很多问题是不能用数学分析的方法来解决的。
对许多水力学现象同样不能依靠数学分析的方法来解释。
通常需要通过水工模型试验进行研究。
本课程主要通过尺度分析、水工模型定律、水工模型试验设备、水工模型试验测试技术、模型制造与安装和水工模型试验操作技术等对我们进行知识的教育与科学的补充。
通过对上述内容的学习，使同学们能够顺利进行研究课题的试验工作。
具体来讲，这项课程从一开始就让我了解到水工模型实验的重要意义，它能够解决理论不足的问题，这是数学分析方法所不能达到的，其次，它还能验证实验的合理性，预演各类工程现象，用这种方法来进行实验是更接近实际情况的，所以应该大力推广，然后，水工模型实验可以提高理论水平，促进学术进步，最后，它更可以指导工程实践，例如书本上的，张开泉教授主持的螺旋流涡管排沙课题，从82年开始提出概念，83~84年建立数学模型，进行理论的分析，但是没有条件进行实验，因此从理论上很难进一步的提高，可是到了89年后我们先后进行了水槽实验和模型实验，生动的反映了涡管的排沙能力，逐渐使工程界接受了这种排沙工程措施，由此可以看出来水工模型实验的重要性。
记得第一次接触重点就是在量纲分析上，我真的从学习当中学到了很多东西，因为，在过去的学习当中虽然也了解过量纲，但是，只是了解到一些皮毛的东西，从来没有像这样系统的、全面的学习过量纲，甚至量纲的计算。
通过这一大章，我不仅又一次的了解量刚，而且，从雷列法等量纲分析法中学到了关于量纲的计算。
学习量纲，在我看来，不仅仅是一种学习，它也会有助于我们学习数学、物理、水利、化学等等学科。
水工模型实验
学年学期 2013～2014 学年.
课程名称 水工模型试验.
实验名称 水工试验模型初步设计与制作.
实 验 室 水工水力学实验室.
专业年级 水工 11 级.
学生姓名
学生学号
.
提交日期
.
成绩
.
任课教师 尹进步.
水利与建筑工程学院
水工常压整体模型设计及计算说明书
一、设计依据
工程枢纽总体布置图、 工程枢纽上下游一定范围的地形图、 各类建筑物的 详细体型图、地质资料、水文资料等。
1.5 1.8 2.2 2.4 2.6 2.8
25Hmax
1.2+0 1.2+0 1.2+0
0.7
0.8
1.0 1.2
1.2+0.9
.5 .6 .8
* 下游河道长度 7(5) 括号内为拱坝下游河道长度。
4
7.水库上游进水池边墙 原型高程：Zp7=Zp6+0.1×Lr=1219m 模型高度：H7=H6+0.1=1.92+0.1=2.02m
3
附录
模型流量 (L/s)
进水池长 度(m)
上游水库 长度(m) 下游河道 长度(m) 退水池长 度(m) 量水堰长 度(m) 量水堰宽 度(m)
Qm<8 0
表 1 模型参数确定标准
Q
1.782
0.24
H P
BH
1.5 0
P：堰高； H：堰上水头； B：堰宽; H0=H+0.0011; Q=0.1562m3/s
因为 150L/s<Qm<190L/s，由表 1 可知，量水堰宽度 B=1.2m。
由《SL155-95 水工（常规）模型试验规程》知，堰高 P 和堰上水深 H 满足 P ≥2H。取矩形堰堰板高程等于最大堰上水头 2 倍（P=2H）计算求得最大堰上水头 H=0.166m。
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《水工建筑物》课程实验指导书王飞虎江锋西安理工大学水电学院水工系二OO六年十月水工模型试验(一)班级姓名学号日期整体水工模型试验一、试验综述：当研究河道中水利枢纽工程的总体布置合理性，则按一定比例把所研究的河段和水利枢纽缩制成模型来进行研究，这种模型就叫做整体模型。
整体模型所研究的对象的水力特性通常与空间三个坐标有关，如显著弯曲的河渠、溢洪道水流问题，拱坝泄流问题及水利枢纽上下游水流衔接，流态等问题，常需制作成整体水工模型来进行研究。
影响枢纽布置的主要因素是坝址地形、地质情况及河道水文特征等，影响下游消能防冲的主要因素是泄水建筑物的体型布置和下游河道的地质，地貌等。
二、整体模型一般研究内容：1、泄水建筑物的泄流能力2、泄水建筑物的压力、流速、空化特性等3、下游河道岸边水面高程（水面线）4、消能工的消能效果5、泄水建筑物下游的折冲水流及水流扩散问题6、下游河道流速分布7、上下游水流流态、水流衔接。
8、下游河床及岸坡的冲刷等三、试验目的1、初步了解整体模型试验的基本理论及研究范围和内容。
2、初步掌握整体模型试验的基本方法及量测技术和技巧。
3、初步掌握试验资料整理、分析、评价及解决实际工程问题的能力4、结合具体试验、巩固和复习专业理论知识，增强动手和科研能力。
四、本试验要求和任务1、枢纽泄流能力2、下游岸边流速分布3、下游岸边水面线4、上下游水流流态5、要求整理分析试验成果，对工程布置作出评价，试提出改进措施。
6、写出试验报告。
五、工程概况洮河海甸峡水电站位于甘肃省临洮县，渭源县和康乐县三县交界的海甸峡进口处，电站总装机容量为25MW，水库设计洪水位为2002m，校核洪水位为2004.0m，总库容为2200万m3，最大坝高49m，坝顶高程为2005.0m，是一座以发电为主的III等中型水电站枢纽。
枢纽由溢流坝、泄冲闸和挡水坝、引水发电隧洞、电站厂房等建筑物组成，工程布置特性见表1。
溢流坝布置为2×10m的表孔，堰顶高程为1995m，溢流坝堰顶上游头部为双圆弧曲线，下游堰面为WES改型曲线，下游消能形式为底流消能，消力池长70m，宽23m，池深5.2m，底板高程为1971.8m，尾坎高程为1977m，消力池下游为砼四面体护坦，长45m，护坦高程为1977.0m。
泄冲闸位于溢流坝左侧，布置为3孔。
进口底板高程为1978.0m。
每孔净宽8m，高6m，进口段后接1:4的斜坡，下接消力池长70m，宽32m，池深5.2m，底板高程为1971.8m，尾坎高程为1977m。
输水洞位于大坝上游、左岸，设计输水流量为205.2m3/s，进口在泄冲闸上游约为47m处，进口底板高程为1983m，净宽3×7m，进水口下接圆形压力隧洞，洞径8.5m，洞长897m。
六、基本资料1、模型为正态模型，比尺为：1:502、库水位及洪水资料。
3、下游河床覆盖层厚5m ，基岩抗冲流速为5m/s七、模型布置与制作模型上游库区纵长布置长度为11.5m （相当原型575m ），模型下游河道纵长布置长度为12m(相当原型600m)，模型总体布置长度为36m （相当原型1800m 。
包括进水与退水），上游库区水位量测点位置布置在桩号0-0104处，并偏左岸，主要为兼顾溢流坝，泄冲闸和电站进水口。
下游河道水位量测控制点布置在坝轴线下游354m 处，水位均采用水位测针量测。
为便于控制和互相校核整体模型下泄流量，上下游各布置一矩形堰量测流量，电站进水口下游装有三角堰以控制进水口引进流量。
枢纽模型泄水建筑物全部用有机玻璃制作，有机玻璃糙率约为0.007～0.008，换算到原型糙率约为0.014左右，刚好为砼糙率，模型和原型糙率相似性较好，满足阻力相似条件。
八、试验数据记录流量计算方式： Q=mb g 2H 32m=（0.405+0.0027H ）[1+0.55(H H+P )2]流速计算公式：V=φh g 2 φ=0.98～1流量测量记录水工模型试验(二)班级姓名学号日期单体水工模型试验一、试验概述：单体模型一般是在整体模型试验的基础上，或是根据具体情况需要，将枢z导中部分泄水建筑物或某一泄水建筑物单独做成小比尺模型，进行专门试验研究。
研究内容一般为泄水建筑的体型，水流流态，过流能力，流速和压力，掺气浓度、气馈特性等。
二、试验目的：1、了解单体水工模型试验和基本理论知识及其研究的范围和内容。
2、掌握正确的试验方法及量测技术。
3、结合渠道单体模型试验，以了解陡坡段流态及有关渠道陡坡工程的布置问题。
4、初步掌握组织和安排试验及通过试验资料的分析、培养解决实际问题的能力。
5、巩固和复习专业理论知识，增强动手和科研能力。
三、试验内容和要求1、量测渠道陡坡段的过流能力。
2、观测渠道陡坡段的沿程压力和水深。
3、观测渠道陡坡段的流速分布。
4、描述渠道陡坡段沿程流态。
5、整理试验资料、评价工程布置合理性，写出试验报告。
四、工程概况：昌马旧总干渠渠道首位于憬勒河昌马峡出山口以下6km处，河道开阔。
总干渠自渠首分水后向东北方向沿阗昌马乡至玉门镇的公路延伸至川北镇，全长39.97km。
依疏勒河项目水利规划，昌马旧总干渠规划灌溉面积85.3万亩，涉及玉门镇，下西号，黄闸湾，布降吉等13个乡镇以及饮马，黄花等国营农场，承担着沿途现有十二座渠道电站的发电任务，同时还承担向双塔水库和赤金峡水库的输水任务，是疏勒河灌区的骨干工程，其运行情况直接影响着该灌区的农业用水以及经济效益。
昌马旧总干渠属于大型灌溉工程，其中4#陡坡的设计流量为65m3/s；5#~30#陡坡设计流量为35m3/s，31#~53#陡坡设计流量为30m3/s，建筑物按2级设计。
昌马总干渠首拉洪入渠使大量的推移质进入渠道，每年入渠泥沙约2万m3之多，粒径一般为10~50mm，最大粒径100~150mm。
另为保证下游的农业用水及十二个渠道电站的发电引水流量，冲砂用水减少，使得大量的推移质入渠，对渠道衬砌，尤其是对落差建筑物有严重的磨损破坏作用。
昌马总干渠灌区深入大陆腹地，於典型的大陆性温带干旱气候，冬季寒冷，夏季炎热，降雨量少，蒸发量大，日照时间长，多年平均气温为6.9℃，多年最低气温为-27.6℃，多年最高气温为36.7℃，多年平均降水量为63.4mm，多年平均蒸发量为2897.7mm，最大风速为28m/s，最大冰土深度>1.5m。
旧总干渠本次改建的50个陡坡最大的落差为7.87m，最小的落为3.10m，陡槽段在原来的基础上进行改建，纵坡为1:2.8~1:5.3，自陡坡进口到消能塘出口，侧墙以5-7°的单侧扩散角向外扩散，陡槽及消力池采用梯型断面，内边坡坡度为1:1。
渠道与陡槽进口之间设有渐变段，为了使陡槽进口满足过流量的要求，使渐变段保持为急流状态，除了4#~29#陡坡按原渠道纵坡外，其余陡坡渐变段的底坡为1:80~1:100，大于临界底坡ίk，长度为15m。
消能塘出口设有15m长的渐变收缩整流段与下游渠道相连。
五、基本资料1、模型比尺Lr=152、试验流量：Q=30m3/s，25m3/s，20m3/s六、模型布置与制作陡坡段模型按设计院提供工程设计图缩制，制作材料全部为有机玻璃。
有机玻璃糙率为0.008左右，经加糙处理后可达0.010~0.014左右，换算到原型为0.016~0.022左右与陡坡原型糙率相似，满足阻力相似条件。
模型段纵长为4.79m（相当原型长71.8m），为使流太相似，在陡坡模型进口前加设长为1.4m（相当原型长21m）的渠道段作为模型上游水流调整稳流段。
并在陡坡模型出口段后加设长为0.6m（相当原型长9m）的渠道段过渡，以消除模型末端出流跌水对出口临界断面水流特性的影响，有机玻璃模型全长为6.8m（相当原型长102m0）。
模型全长为10.5m。
取水稳水用钢板水箱控制，在模型下游设一矩形堰控制试验流量。
“水工模型试验”(三)班级姓名学号日期断面水工模型试验一、试验概述：断面水工模型主要研究水利枢纽泄水建筑物布置的合理性及其下游消能防冲的影响问题。
即在研究某些问题，往往不需进行整体水工模型试验，而是沿泄水建筑物轴线截取一段来研究水流沿溢流面竖向和纵向的二元变化问题。
一般建筑物过水区域宽度较大的情况下亦可采用此法进行试验研究，如确定溢流坝坝面的压力分布，流速分布等。
研究内容一般可分为以下几个方面：1、泄水建筑物的过流能力；2、泄水建筑物溢流面上的压力分布，流速分布，流态及水深等。
3、上下游水流的衔接方式，消能工的消能率及下游消能防冲等。
二、试验目的及任务1、了解断面水工模型试验的基本理论知识及其研究的范围和内容。
2、掌握基本试验方法及正确的测试技术。
3、初步掌握组织和安排试验及通过试验资料分析，解决实际工程问题的能力。
4、结合具体工程模型试验，了解溢流坝坝后水流流态及其消能效果等。
5、巩固和复习专业理论课知识，提高综合分析问题的能力，增强动手和科研能力。
三、试验要求和任务1、量测泄水建筑物的过流能力；2、量测泄水建筑物的压力、流速、水深及流态，粗算消力池消能率。
3、观测及描述泄水建筑物的沿程流态。
4、将量测数据计算整理分析后，对该工程提出评价，试提出改进措施。
5、写出试验报告。
四、工程概况洮河海甸峡水电站位于甘肃省临洮县，渭源县和康乐县三县交界的海甸峡进口处，电站总装机容量为25MW，水库设计洪水位为2002m，校核洪水位为2004.0m，总库容为2200万m3，最大坝高49m，坝顶高程为2005.0m，是一座以发电为主的III等中型水电站枢纽。
枢纽由溢流坝、泄冲闸和挡水坝、引水发电隧洞、电站厂房等建筑物组成，工程布置特性见表1。
溢流坝布置为2×10m的表孔，堰顶高程为1995m，溢流坝堰顶上游头部为双圆弧曲线，下游堰面为WES改型曲线，下游消能形式为底流消能，消力池长70m，宽23m，池深5.2m，底板高程为1971.8m尾坎高程为1977m，消力池下游为砼四面体护坦，长45m，护坦高程为1977.0m。
泄冲闸位于溢流坝左侧，布置为3孔。
进口底板高程为1987.0m。
每孔净宽8m，高6m，进口段后接1:4的斜坡，下接消力池长70m，宽32m，池深5.2m，底板高程为1971.8m，尾坎高程为1977m，净宽3×7m，进水口下接圆形压力隧洞，洞径8.5m，洞长897m。
五、基本资料1、模型按重力相似准则设计，为正态模型比尺为1:32，模型安装在宽0.5m，长20m 的玻璃水槽内。
2、泄冲闸三孔泄量校核洪水Q=1992m3/s设计洪水Q=1890m3/s常遇洪水Q=1748m3/s小泄量Q=744m3/s水工建筑物实验（四）_____班 _____组 学生_______ 实验日期拱坝结构模型实验拱坝的应力和位移是考核拱坝安全度的两个重要指标，目前仅能采用近似的方法进行计算，结构模型实验由于能够尽可能多的模拟建筑物地基的实际性态、同时考虑各种因素的影响，并能给人以直观的概念等优点，因而成为解决拱坝应力、变位等问题的重要途径之一。