北运河榆林庄闸改建工程物理模型分为局部的水工模型和整体模型两个模型来完成。局部模型为正态模型，比尺定位1：40，模型长度约40m，宽约35m；整体模型为变态模型：＝100，＝50，变率，由此制作的模型长度约60m，宽约20m。

建立榆林庄闸整体物理模型，模拟不同洪水条件下河道的水流流态、流速分布等水流状态，进而确定河势及主流位置、榆林庄闸附近河道冲淤变化规律以及东西闸分流比。验证设计方案工程布置的合理性、可行性，提出不利因素和改进意见；并提出合理的工程布置方案。通过局部模型模拟不同运行工况，研究榆林庄闸的泄流能力；观测不同运行工况下榆林庄闸闸下消能建筑物中的水流流态、流势、流速分布，分析消能效果；优化榆林庄闸调度运用方式；为今后榆林庄闸的洪水调度、闸的运用方案的确定提供技术依据。

整体模型试验分析了不同工况榆林庄闸河段的水位、流速、流态流势以及泥沙淤积、冲刷深度，结果表明东西闸各建5孔方案较好，没有不良流态出现；中心岛后退改善了闸前水流流态；设计工况东西闸分流比0.98；裹头前冲刷深度较大，注意防护。整体模型试验完成了：定床试验对现状（榆林庄改建前）、设计方案一（7孔、5孔方案）、设计方案二（5孔、5孔方案）的东西闸分流比及水位、流速、流势流态变化规律进行分析研究，并进行方案比较优化。动床试验模拟10、20、50年一遇洪水过程，分析试验河段纵横断面冲於演变规律；定量给出闸室附近冲、於量；提出相应的保护措施。

局部模型共进行173组试验；观测数据6000余组；试验照片5000多张；录像资料近15小时，局部模型试验给出榆林庄闸的泄流能力曲线；观测了不同运行工况下榆林庄闸闸下消能建筑物中的水流流态、流势、流速分布，分析消能效果，并提出了防冲槽的修改建议；对榆林庄闸调度运用方式进行优化，提出相应建议。局部模型主要完成：（1）泄流能力试验研究。进行52组试验，给出了榆林庄闸在敞泄和6种不同开度工况下的水位~流量关系曲线。分析了不同工况的流量系数；典型流量的泄流能力；对设计流量进行了验证。（2）闸室布置及消能工消能效果试验。进行48组不同组次试验；观测2000余组数据、照片1000余张、录像数小时。通过对流速、流态的分析研究，验证消能建筑物的消能效果，对设计消能工形式进行优化布置，提出了消能工的改进措施。（3）调度试验。进行39组试验，观测数据3000余组，照片2000余张；观测不同工况闸下流速、流态变化规律，优化闸门调度运用方式。给出闸门不同流量的调度方案。（4）修改方案试验。进行10组试验，包括闸前、闸后垂直边墙和斜坡之间的扭曲面连接修改为直墙圆弧连接；中心岛前后的直线修改为圆弧连接；防冲槽地板抬高等修改方案。通过方案修改比较，水流条件得到了改善。（5）中心岛调整试验。进行4组典型流量试验，观测沿程水位、流速，计算左右闸的分流比和流速分布，分析中心岛调整对水力要素的影响，研究分析方案的可行性。