将河流按相似原理缩成模型，在模型内研究各有关因素（水流，地形）在不同情况下变化的一种手段。由于在天然情况下和兴建工程后河道变形的过程是异常复杂的，许多河床变形和河道整治问题，往往很难直接用分析研究和计算的方法求解，而利用模型试验则可能直接方便的解出。河工模型试验是研究河道水流和河床变形的重要手段之一。

模型的分类 河工模型试验可分为定床和动床两大类。模型水流为清水，在水流作用下河床不发生变形的称为定床模型；模型水流挟带泥沙，在水流作用下河床发生冲淤变形的称为动床模型。定床模型的河床常用水泥沙浆制作，动床模型的河床常用天然沙或轻质沙（如煤粉、木屑、塑料沙、胶木粉等）制作。原型河床变形不显著，或虽有变形但对所研究问题影响不大，如研究流态，主流线的变化和汊道分流比变化等问题，往往可以采用定床模型。河床变形显著或要了解河道冲淤情况时，则要采用动床模型。定床模型只涉及水流因素，要求的相似条件较少，容易满足。动床模型除水流因素外还要满足泥沙运动相似条件，由于目前对泥沙运动的规律认识还不够，模拟技术和材料等方面也都还存在着问题，因而很难完全满足各种相似条件。

按照模型几何形状，可以将河工模型分为正态和变态两种。正态模型其几何形态与原型完全相似。但常常由于场地、供水能力以及模型流态等条件限制，不得不采用水平方向是一个比尺，水深方向是另一比尺的变态模型。

河工模型必须根据相似原理来设计。只有与原型相似，才能将模型试验的成果引伸到原型中去。河工模型研究的是水流结构，泥沙运动和河床变形。模型和原型相似属力学相似的范畴。它要求模型和原型在几何、运动和动力三方面相似。即模型和原型对应部位的线性尺度成同一比例；相应点的速度和加速度方向相同，大小成同一比例；相应点上同性质的力方向相同，大小成同一比例。在模型和原型中符合上述三方面要求的水流称为相似水流。

定床模的相似条件 应满足水流运动相似

河工模型试验

以上各式中 α_v为原型与模型的流速比尺；α_h为水深比尺；α_c为谢才系数比尺；α_J为水面比降比尺；α_L为平面（长、宽）比尺。

对于正态模型，只要满足上述两个条件，模型内的流速场和压力场就能达到相似。变态模型满足上述二条件后，一般能达到渐变流运动及横比降的相似，只有在河道较顺直时，才能达到平面流动的相似。纵向流速及横向环流流速沿垂线分布的相似条件是α_L＝α_h和α_c＝1，因此只有在正态模型内才能完全满足。随着河道曲率和模型变率的增加，模型中的水流沿河宽分布和底流方向将与原型发生偏离，其偏离程度与河道曲率和模型变率成正比。变率愈大，回流结构及涡旋等局部水流相似性也愈差。因而模型的变率应尽可能小为宜。在有泄水建筑物的模型最好作成正态。

模型与原型是假定在水流流态相同条件下进行的。因而必须保证都处于紊流状态，同处于阻力平方区，同处于缓流或急流，同时不应使模型水深太小，以防止表面张力起干扰作用。一般规定模型水深应大于1.5～3.0厘米。如果原型具有表面波。而模型也要求有表面波显示时，则模型表面流速应大于23厘米/秒。

动床模型的相似条件动床模型除了应满足水流的相似条件外，尚需满足河床变形相似，因而还必须补充以下相似条件：

泥沙起动相似

α_v＝α_vo

输沙能力相似

α_p＝α_p*（或α_s＝α_s*）

冲淤时间相似

河工模型试验

对于推移质泥沙模型，满足上述条件已足够。悬移质泥沙模型，还应满足下列条件：

泥沙沉降相似

河工模型试验

泥沙悬浮相似

ω＝α_kα_u

α_λ＝1

对于不稳定流需满足

河工模型试验

有异重流时，还应满足下列条件：

异重流的发生相似条件（即异重流的的佛劳德条件）

河工模型试验

异重流的阻力相似条件

河工模型试验

以及

α_v＝α_vc

上述各式中 α_v0为泥沙的起动流速比尺；α_p为推移质输沙量比尺；α_p*为推移质输沙率比尺；α_s为悬移质含沙量比尺，α_s*为悬移质挟沙力比尺；α_r0为河床淤沙干容重比尺；αω为泥沙沉降速度比尺；α_k为卡门常数比尺；α_u*为切力速度比尺；α_λ为阻力系数比尺；α_vc为异重流速度比尺；为泥沙容重比尺；α_g为重力加速度比尺，α_g＝1；α_λm为异重流综合阻力系数比尺。

从上述可以看出，动床模型试验要求的相似条件很多，在实践中很难一一满足，因此必须抓住主要因素。

模型的验证不论定床和动床模型设计制造完成后，均需要进行验证试验，以原型资料为准来调整模型有关数据，直到认为取得满意的精度后，才能开始正式试验。