研究主要采用二维、三维水动力数学模型、龙口局部水流物理模型试验和框笼波浪水池试验、水槽断面试验等多种技术手段，相互结合、互为补充。在此基础上综合施工条件等多方面因素，进行综合评价对比，提出满足实施要求的龙口水力特性参数。根据潮汐与气象变化、施工实际过程，开展短历时截流水力预报的技术并运用实践。
3.3.2.1 二维数学模型
建立了不同大小的两套模型。首先建立长江口二维大模型，然后建立工程区域的小模型。大模型的目的是为小模型提供边界条件，小模型用来模拟工程方案，见图3-2。
二维数学模型的数值计算方法采用ADI法。计算区域采用矩形网格，控制方程离散时，变量在矩形网格上采用交错布置，水位定义在网格节点上，单宽流量定义在各自方向的相邻网格的中部。
3.3.2.2 三维数学模型
三维数学模型范围与二维数学模型的小模型范围一致。模型垂向采用sigma分层方式，计算中垂向分6层，平均分层。三维模型的水文边界条件通过提取二维大模型的计算结果中相应的水文数据确定。
二维模型中糙率系数通过模型的率定与验证来确定。三维模型中粗糙度则根据二维模型的糙率取值转换成模型中使用的粗糙高度ks。
三维模型的数值计算方法在水平方向上采用黎曼求解法（Roe格式求解），而在垂向上使用迎风格式。
3.3.2.3 龙口局部水流物理模型(www.xing528.com)
龙口正态水力模型试验范围为龙口纵向（顺水流向）2.8km、横向2.1km，模型比尺为1∶70，模型试验场地面积为40m×30m，模型控制边界采用开边界，模型四周均设有潮水通道，见图3-12。
模型按《海岸与河口潮流泥沙模拟技术规程》有关相似准则进行控制。
根据数模计算提供的水文测验期（2006年9月）主龙口段上、下游开边界潮量过程对局部模型率定验证后，再进行龙口方案模型试验。
图3-12 局部龙口模型试验范围及边界控制系统
3.3.2.4 框笼波浪水槽试验
框笼内抛石截流的断面水槽试验可在水槽框笼上、下游形成较大的水位差，可模拟较大的行近流速并可叠加波浪。试验按几何相似、重力相似和接触摩擦相似，几何比尺为1∶15，模拟完整的龙口顺水流向结构断面，精确模拟框架结构。为减少边壁影响，横水流向（龙口纵向）模拟5只框架。
框笼结构及龙口断面见图3-13。由于模拟范围有限，不能控制龙口内外侧真实对应的水位差关系，因此框笼内抛石截流的断面水槽试验是包络性的，旨在揭示各种可能的水位组合及截流坝不同高程情况下，流速和框架受力特征。试验测试了不同的起始水位、截流坝高分别为0m、2m、4m和6m等工况。
图3-13 框笼结构及龙口断面图
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