55458航道水力模型试验规程 标准 SL 161.1-1995.pdf

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1、中 华 人 民 共 和 国 行 业 标 准 水工 ( 专题)模型试验规程 T e s t r e g u la t i o n f o r s p e c ia l n y d r a u l ic m o d e l S L 1 5 6 一 1 6 5 - 9 5 主编单位:中国水利水电科学研究院 批准部门:中华人民共和国水利部 施行 日期:1 9 9 5 年 7 月 2 1日 S L 1 5 6 - 1 6 5 - 9 5 25 5 7 . 0 . 2分析整 理各种试验方案在不同条件下温度场的温度分布特性及 其变化规律， 并绘制 成 图、表或曲线 。 7 . 0 . 3其他有 关试 验资料

2、的整理与分析，同 水工( 常规)模型试验 规程的规定。 8 报告编写 8 . 0 . 1冷却水工程模 型试验 完成后，应编写试验报告 。报告应包括下列 内容: ( 1 )试验研 究任务、 目的和要求 ; ( 2 ) 工程概况及有关建筑物的平、剖面图; ( 3 )水文气 象等特征数据 ; ( 4 ) 模型相似准则、模型范围及模型比尺选定的依据; ( 5 )模型开边界 的水力 、热力参 数控制条件及方法; ( 6 )模型测点布置; ( 7 )量测仪器及其配套设 备的名 称、规格和精度; ( 8 )观测资料的汇总及分析说明; ( 9 )试验结果 的分析论证及对工程方 案的评估 ，提 出建议方 案;

3、( 1 0 ) 存在问题及建议。 8 . 0 . 2 有 关报告 编写的其他要求 ，应遵循 水工( 常规)模型试验规程 的规定 。 航道水力模型试验规程 ( S L 1 6 1 . 1 -9 5 ) 总则 1 . 0 . 1 为统一航道水力模型试验研究的方法与技术要求， 提高试验研究成果的科学性、 准 确性和可靠性 ，特编制本试验规程 。 1 . 0 . 2本规程适用 于内河航 道、坝区航道、跨河建筑物航道 以及 自航船模航道 的水力模型 试 验研究 。 1 . 0 . 3航道水力模型试验应根据试 验任务要求 ，编写试验研究 大纲，包括工程 ( 或课题发 展)概况、试验研究目的和要求、工程设计

4、和基本资料、模型设计和试验研究方法、试验 设备和量测 仪器、试验研究进度计划 ，预期成果 目标及试验负责人和参加人员等 。 1 . 0 . 4 本规程应遵循 水工( 常 规)模型试验 规程S I . 1 5 5 -9 5 , 河工模 型试验规 程 S 1 . 9 9 -9 5 和有关标准。 2相似准则 2 . 0 . 1 模型应满足几何相似、水流运动相似和动力相似，遵循佛劳德相似准则。 2 . 0 . 2 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。 2 . 0 . 3 模型应满足阻力相似， 使水流处于阻力平方区， 如达不到， 则必须满足水流呈紊流 流 态 25 6 川

5、利 川 电 巷试 验 3 试验 设备和，测仪器 3 . 0 . 1 航道模型试验，常利用的设备及量测仪器仪表，同 水工 ( 常规)模型试验规程 。 3 . 0 . 2 自航船模和船模率定水池及无线电测控设备等必须通过检定。 3 . 0 . 3 试验用的仪表， 凡市场购置， 应有国家或行业技术监督部门颁发的合格证， 且适合 试验测试 要求。 3 . 0 . 4自行研制 的仪表 ，应经 相应的技 术监督部门鉴定合格，方可使用。 3 . 0 . 5船模航行参数量测仪器 .一般 可采用高奉广角摄影、船模激光软; f 仪等_ 4 模型设计 4 . 0 . 1航追模型应按本规程 2 . 0 . 1条相似

6、准则进行设 计，井同时满 足第 2 . 0 . 2 , 2 . 0 . 3条 规定 。 4 . 0 . 2 航道模型试验， 通常可以在水工整体模型和河道整治的河工模型上进行。 但应根据 航道、船模水工和河工的试验任务要求，河道情况、水文泥沙以及试验室条件等因素，综 合考虑选择适宜的模型比尺。应采取正态模型。试验宜在清水流中进行，如浑水则含沙量 应小于 4 0 9/- 4 . 0 . 3 航道模型试验采用自航船模时，两者应取同一模型比尺。船模尺度应不小于 1: 1 5 0 ,船模的操纵性能应具有稳定性和重复性。 4 . 0 . 4 船模水池的尺度应根据船模的比尺、 尺度和率定试验方法选定。 用于

7、作Z形试验的 水池， 一般水池长度为1 5 2 0 倍船模长， 池宽为船模长的1 / 2 ， 水深应大于1 0 倍船模吃水 深度。 4 . 0 . 5舫道樟 到应根据需要 。沿程设晋必要的量沏 断面和测 点_ 5 模 型 制 作与 安 装 5 . 0 . 1 应绘制模型总体布置图、 结构物和船模制模详图、 测试断面及测点布置， 并提出制 模加工及安装要求。 5 . 0 . 2 自航船模外体部件，如舵、螺旋桨等应保持几何相似和安装位置的相似。 5 . 0 . 3舵角操作的允许偏差为 士0 . 5 % 5 . 0 . 4船模的电控制指挥系统 ，在试验范 围内应具有较好 的稳定性 和抗 干扰性能。

8、5 . 0 . 5 航道模型的河道地形制作，结构物、量水设备和量测仪表等安装，按 水工 ( 常 规)模型试验规程执行 。 6 试 验 内 容 与 方 法 6 . 0 . 1 试验方法 : ( 1 ) 试验前应对量测仪器仪表进行率定; ( 2 ) 对 自 航船模性能进行率定及其比尺效应进行修正; ( 3 ) 在水池中进行船模吃水深度与配重验正率定; ( 4 )船模在零 舵角的条 件下保持直线航行 的率定 ; S L 1 5 6 - 1 6 5 - 9 52 5 7 ( 5 )船模在静水 中航速相似 的率定 ; ( 6 ) Z形标准的试验 ，由试验求出衡准船模操纵性的主要参数 ，即 回转性参数 K

9、 ,航 _ _ . ， 、 . ，_ _ 、 ， . _ ， 、 _了 _1 K 回 稳 足 住 蚕 数 Y 及 总 操 纵 庄 多 数 尸 i r - 、1 ( 7 )比较船模与实船的操纵性衡准参数，要求船模的总操纵性参数低于实船的 1 0 %左 右为宜。否则，应进行比尺效应修正。修正的方法可以逐步修改舵的面积，使其达到要求 为止 6 . 0 . 2 航道水力学参数的观测: ( 1 ) 航道沿程流态观测，包括回流、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、流速分布的观测 ; ( 3 ) 水面坡降观测， 沿航线方向， 每隔一船长应设测点观测纵向坡降， 横向

10、坡降的测点 可视需要而定 ; ( 4 )航道内水深观测; ( 5 )航道、船闸进出口口门冲淤情况观测; ( 6 )船闸口门、引航道内及船舶停泊区的水面波浪观测; ( 7 )不稳定流参数观测 ， 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 6 . 0 . 3船模航行参数观测 : ( 1 )船模静水航速 V。观测( Vo = L/ t , L为航程 ，t为时间。 ) ; ( 2 )对岸航速 V， 观测 ; ( 3 )航迹线和船位线观测; ( 4 )舵角 0的量测 ; ( 5 )首向角0 量测; ( 6 ) 航向角笋 量测; ( 7 )漂角尹量测; ( S

11、 )横 漂距 li X 量测 ; ( 9 )会船锚船 间距 b量测 ; ( 1 0 )岸距 B量测。 60 . 4观测资料应注意完整性 和系统性 。 7资 料 整 理 与 分 析 7 . 0 . 1 绘制航道范围内， 河道不同流量的流场流态图，包括回流、泡水和漩涡等流态， 并 分析流场流态 的碍航 程度。 7 . 0 . 2 绘制航道不同流量的流速分布图 ( V = , V V o ) ， 标明流向及数值。 分析斜流效应。 7 . 0 . 3 绘制航道不同流量的水面线，并标明水深、水面坡降数值和水深H 小于 ( 1 . 4 - 1 . 5 ) h的河段 ( h为船舶满载吃水深度) 。 7 .

12、0 . 4 绘制航道不同流量的水面波动图、表。 2 5 8 习 利 7 卜电 瑞 试 验 7 . 0 . 5 绘制航道、船闸进出口口门等冲淤情况图、表。 7 . 0 . 6 绘制航道不同流量的航态图和航行参数变化过程线: a)用舵过程线 8 -t ; ( z )对岸航速过程线V e -t ; ( 3 )航程历时过程线 L-t ; ( 4 )漂角过程线 # -t . 7 . 0 . 7 绘制重点 ( 或重要)航段位置的航行参数图表。 7 . 0 . 8 绘制重点 ( 或重要)航段位置的最大、最小和平均的航行参数图表。 7 . 0 . ，有关水 位、流量等资料整理，按 水工( 常规)模型试验规程的

13、规定 。 8报告编写 8 . 0 . 1阐明航道 、船模设计 的相似准则，模型比尺以及制作、安装的特点。 8 . 0 . 2 阐明船模静水航速及操纵性的率定结果、比尺效应的校正及试验成果的相似性。 8 . 0 . 3论述航道不 同流量 时的流场 流态特点，对船舶碍航情况并提出改善措施。 8 . 0 . 4 论述航道不同流量时的流向、 流速分布特点， 斜流效应以及对船舶航行的影响， 并 提 出改善措施。 8 . 0 . 5论述航道 不同流量时的水面坡降及水深变化情况 ，并对水深 H 小 于 ( 1 . 4 1 . 5 ) h 的河段提出改善措施。 8 . 0 . 6论述航道 、船 闸进 出口口门

14、河 道冲淤情况 ，提出改善措施 8 . 0 . 7 论述航道不同流量的水面波动情况及对船舶的影响。 8 . 0 . 8 论述航行参数变化的特点，提出较优的航行参数范围。 8 . 0 . 9 有关报告编写的其他要求，应遵循 水工 ( 常规)模型试验规程的规定。 船闸水力模型试验规程 ( S L 1 6 1 . 2 -9 5 ) 总则 1 . 0 . 1 为统一船闸模型试验研究的方法和技术要求， 提高试验研究成果的科学性、 准确性 和可靠性 ，特编制本试验 规程。 1 . 0 . 2 本规程适用范围为: a)船闸输水系统不恒定流模型试验; ( z )船 闸人字门动水阻力矩模 型试 验。 1 . 0

15、 . 3船 闸输水 系统 和输水 阀 门的水 流空 化试验 ，应遵循 水 流空化 模 型试验 规程 汾 S L1 5 6 -9 5的规定。 1 . 0 . 4 船闸模型试验应根据试验任务要求编制试验研究大纲，包括:工程 ( 或课题发展) 概况、试验研究目的和要求，工程设计方案和必备资料、模型设计和试验研究方法、试验 设备 和量测仪器、试验研究进度计划 、预期成果 目标及试 验研究负责人和参加人员等。 中 华 人 民 共 和 国 行 业 标 准 水工 ( 专题)模型试验规程 S L 1 5 6 - 1 6 5 - 9 5 条文说明 S L 1 5 6 - - 1 6 5 -9 52 9 7 8报

16、告编写 8 . 0 . 1 本条根据以往冷却水模型试验报告的内容要求编写。 8 . 0 . 2 有 关报告编写的其他要求，应遵循 水工( 常规)模型试验规程的规定。 航道水力模型试验规程 ( S L 1 6 1 . 1 -9 5 ) 总则 1 . 0 . 1根据水利部技术 监督委员会对制订规程、规范的有关精神 ， 在总结有关成熟的科研 技 术经验 的基础上 ，编制水 工( 专题 )模 型试验规程 。指出编制本试 验规程 的 目的和重 要性 1 . 0 . 2 指 明本试验 规程 的适 用范围。在浑水 中进行试验 ， 要求含 沙量少 于 4 0 %0 ， 使清水 中 验证的船模航速在浑水中不变。

17、 1 . 0 . 3要求各项试验任务都应 编写试验 大纲及大纲所包括的主要具体内容。 2 相似准则 2 . 0 . 1 , 2 . 0 . 2指出航道模型和船模所应遵循的相似准则和有关参数的相似要求 2 . 0 . 3要求航道模 型中水 流为紊 流流 态，以保证水 流运动的相似。 3 试验设备和f测仪器 3 . 0 . 1 航道模型所利用的常规仪器设备可参见 水工 ( 常规)模型试验规程要求。 3 . 0 . 2 自航船模和船模率定池及无线电测控系统的专用设备， 必须通过检定， 检定单位对 设 备的实 际功能 ，能 否满足监测 项 目的测试 要求 ，出具 检定结果证 书或相应 文件。检定 (

18、校验)周期一般为 5 1 0 年。 10 . 3 , 3 . 0 . 4 , 3 . 0 . 5 量测仪器:凡已成为商品出售的量测仪器， 均必须有经过国家或行 业 计量鉴 定的合格 证书。单位 自制或兄弟单 位内销 的专用仪器 ，必 须通过率定( 性 能稳 定)和鉴定，具有合格证书或相应的证明文件。测量使用的一次仪表率定 ( 校验)周期一 般 1 一2年。 4模型设计 4 . 0 . 2 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的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较成熟。 4 . 0 . 3 应用自航船模的航道模型比尺， 应考虑船模尺度不能太小， 应满

19、足工艺制作和相似 准则 以及试验稳定性 的要求 。如模 型比尺已定 ，船模尺度小，则标准船可选用中期或远期 船 队。 2 99水 年 y 水 电 t . 试 验 5模 型 制 作 与 安 装 s . 0 . 1 -5 . 0 . s为对模 型制作与安装的具体要求。船模如果是船 队模型 ，其装载亦应相似。 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。而实船一 般是软联结 ( 绳缆钢索) 。 6 试 验 内 容 与 方 法 6 . 0 . 1此条为试验前应进行 的准备工作 。 6 . 0 . 2 此条要求对船模性能进行率定与比尺效应修正。 关于Z形试验有Z 5 0 /

20、5 0 , Z 1 0 0 / 1 0 0 , Z1 5 - / 1 5 0 和 Z2 0 0 / 2 0 0 四种舵角 。 试验分析结果表明 ， Z1 0 0 / 1 0 。 或 Z1 5 0 / 1 5 。 作为 Z形试验的典 型代表较合适 相 性 纵 操 总 为 作 刃-尹 1-2 一一 关于船舶操纵相似性 的衡 准参 数， 可采用航 向改变性参数 尸 似参数， 它适用于有足够的航向稳定性的船， 即要求P 0 . 3 。回转性参数K 或航向稳定性 参数 T 不能单独衡准总操纵性 ，二者必须联合运用。试验表 明，如果要整个操纵过程都满 足相似而且是安全的， 一般宜要求K m P 0 . 9

21、 P ， 或K -0 . S K ， 和T m x 1 . 0 5 T , 。 符号 m和1分别代表模型和原型。 6 . 0 . 3 此条提出了航道主要水力参数的观测内容。 6 . 0 . 4 此条提出了应观测的船模参数。 静水航速V ， 由船舶马力确定， 对岸航速V ， 有通航 标准。 舵角 S是衡量通航条件 的重要参数之一 ，一般希望所用 S愈小愈好 。角度参 数和其他 参 数均有通航标准。 7 试验资料整理与分析 7 . 0 . 1 -7 . 0 . 6 此几条为航道水力模型试验应整理分析的主要资料成果。其中航道图以航 迹线和船位线组成，图中尚须包括航道边界，水边线及有关通航建筑物边界图

22、。舵角过程 线 8 -t 对岸航速过程线 V , -t 及漂角过程线 吞 -t ，均表示这些航行参数随时间的变 化量 8报告编写 8 . 0 . 1 , 8 . 0 . 2 此两条的重点是从航道与航模试验的相似准则、制作和安装特点、率定和 比尺效应等方面，论证模型试验成果的相似性，对试验成果的准确度作出评价。 8 . 0 . 3 重点是要求对碍航工况提出改善措施。 8 . 0 . 4 , 8 . 0 . 7 分别论述航道各水力要素的特征和对航行的影响，提出改善水力条件的相 应措施 。 8 . 0 . 8重点对船模航行 中的航 向改变性参数 ， 或回转性参数和航向稳定性参数的变化和范 围论述清楚 。