主要完成单位：南京水利科学研究所河港研究室
主要完成人员：窦国仁等
获奖情况：1978年全国科学大会成果奖

    在一般动床模型中只复演底沙或者卵石运动，其冲淤时间比尺在100~1000之间，即较底沙和卵石的冲淤时间比尺小一个数量级。因而在一个模型中同时复演悬沙和底沙运动，困难很大，有时不得不分别进行悬沙和底沙试验。然而在河道中各种颗粒泥沙的冲淤是一个统一的整体，互相影响，互相制约。在模型中单独试验某一部分颗粒的泥沙，只复演某一种运动形式，不可能很好地解决重大工程中的泥沙问题，如葛洲坝工程的泥沙问题，需要在一个模型上同时复演各种粒径泥沙的运动，即在一个模型上进行悬沙、底沙和卵石的综合试验。
    经过理论研究和模型试验的探索，解决了在一个模型中同时复演悬沙、异重流、底沙和卵石运动问题，即全沙模型试验问题。全沙模型相似理论的基本点是：（1）模型与原型必须处于同一阻力区才有可能达到阻力相似；（2）必须同时满足重力相似和阻力相似才能保证水流条件相似；（3）悬沙必须同时满足沉降相似，扬动相似和挟沙能力相似；（4）底沙（包括卵石）必须同时满足起动相似、沉降相似和输移量相似；（5）只要上述水流和泥沙的相似条件能同时满足并用同一种模型沙模拟各种粒径的泥沙颗粒，悬沙和底潲的冲淤时间比尺就相同或者相近，因而就有可能在一个模型中同时进行悬沙和底沙的综合试验；（6）在试验过程中始终保持要求的悬沙级配是全沙模型试验的技术关键。
    根据1971年长江宜昌河段水、沙和地形资料，对模型进行了严格验证。验证结果表明，模型可以全面复演水流、悬沙、异重流、底沙和卵石的运动情况。沿江两水位、流速沿河宽分布、回流的范围和泡漩的高度等都与原型基本相同。含沙量的分布、底沙和卵石输移部位和输移量也与原型基本一致。模型中各淤积部位、淤积数量和淤沙粒径均与原型相似。出现异重流的部位和异重流淤积的分布规律也与原型一致。
    全沙模型试验的成功，为研究和解决葛洲坝工程泥沙问题以及其它重大工程中的泥沙问题，提供了新的可靠手段。

葛洲坝工程坝区泥沙模型试验