水工模型試驗並非單一工作，而是一系列工作之整合，因此執行水工模型試驗，首先需依據水工模型試驗目的，針對模型試驗範圍與相似律進行研究，以確實掌握模型試驗目的及試驗內容。其步驟與流程簡要說明如下列敘述及圖1所示：
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試驗需求確認
在辦理模型試驗計畫前需先確認試驗需求，如水工構造物水理、河川泥砂沖淤或水庫防淤布置等有明顯不同之試驗目的及需求，依據不同之試驗需求在後續模型設計上考量之項目亦不同(如動床、定床等)。除確認試驗需求外，亦需事先針對研究對象蒐集地質地形、水文、泥砂、設計方案、構造物細部構造等模型設計及試驗需要的基本資料。
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模型設計與建置
模型設計上主要為選定模型相似律、動床或定床、等比或不等比模型、模型比尺大小、劃定試驗範圍及選擇模型砂等。
模型建置上除模型主體範圍外，仍需考慮供水加砂、量水、尾水等控制設備的建造和安裝。製作時依照斷面高程或等高線塑造地形，並進行水工構造物（如堰、壩、進出水工等）安裝，並製作頭水箱及尾水板等設施。
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模型驗證
依據原型實測資料，檢驗模型幾何、運動、動力之相似性，並驗證模型的流速分佈、水面線、流路及河床沖淤等與原型的符合程度，必要時需進行模型砂的起動流速、沉降速度等預備性水槽試驗。
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試驗方案執行
以試驗目的為依據，考慮水理及輸砂條件與試驗資源，規劃試驗內容，擬定確實可行的試驗方案，依時程限制訂定工作進度。試驗方案可包括預備試驗、原布置試驗、修正試驗及定案試驗。
預備試驗為進行設計流量下之現況水理模擬，供後續布置試驗參考之依據，若試驗前有需求可先進行泥砂啟動試驗、沉降試驗等小型基礎試驗，亦為預備試驗之範疇。有了預備試驗提供設計流量下之水理流況，針對欲改善部份進而擬定初始工程設計布置並進行試驗，稱為原布置試驗。通常工程設計布置之目的為使流速、沖刷量、濃度等達一定標準(如欲使流速降低至一定程度、沖刷量減少或提高排砂比等)，若原布置試驗無法達到其目的，會再著手進行修正試驗，不斷修正工程設計布置及試驗直到滿足原定之目標才會停止，最後針對已修正過可滿足目標且擬採納之布置進行試驗，以確認其相關水理現象為可行者，稱為定案試驗。因此工程設計之試驗方案為一系列重複回饋之試驗系列，上述一系列試驗方案執行流程如圖2所示。
另一類型為基礎研究試驗之試驗方案，通常考慮有相關之參數例如流量、坡度、粒徑等，將這些參數進行一系列參數條件改變之試驗，以獲得不同參數下之試驗結果，並進行物理分析或無因次化以獲得結論。
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試驗成果分析
針對制定好的試驗方案，進行放水試驗，詳細量測各水理、地形沖淤等，獲取符合精度的試驗數據、圖像等資料，進行分析以獲得規劃設計所需的試驗成果。若為基礎研究試驗類型，可將物理因子進行無因次化後再進行成果歸納分析。
圖1 水工模型試驗程序圖
圖2 試驗方案執行流程圖
