溢洪道泄流能力直接关系到水库能否安全运行。对以往大坝失事原因分析发现,溢洪道泄流能力不足、设计或运用不当引起大坝失事的工程很多。因此有必要对溢洪道设计方案进行研究。偏岩水库溢洪道为岸边正槽式溢洪道,最高水头达89.08 m,采用底流消能,消力池边墙采用单侧渐扩式。论文首先通过模型试验对溢洪道体型进行了优化研究,分析了水面线、流速、时均压强、脉动压强等水力特性,其次采用数值模拟分析了消力池中的流场与紊动能分布,主要研究结论如下:（1）原设计方案溢洪道泄流能力满足设计要求,溢洪道堰顶高程、孔口尺寸是合理的;闸室左右导墙头部附近出现较小的绕流现象,闸室中墩尾部水流交汇产生较大水翅现象;掺气坎挑起水流超过边墙高度,水体溅出边墙;消力池内未形成稳定的水跃消能。（2）针对原设计方案存在的问题,试验对其体型进行修改,得到了优化体型,即在中墩尾部增加渐缩式尾墩,将掺气坎坡度由1:8降低至1:10,第二道掺气坎下移3.75 m,消力池斜坡尾坎改为直立尾坎,底板加深2.50 m,池长增加20 m。优化方案体型测试结果表明:溢洪道各部位流态得到明显改善,中墩尾部水流交汇角度减缓,弱化了水翅强度;水流经掺气坎挑起高度降低,低于泄槽边墙高度;消力池内形成了稳定的水跃消能,消能效果较好,边墙高度满足要求。（3）运用Flow-3d软件对消力池水流进行了数值模拟,将模拟计算得到的水面线、流速、压强与模型试验结果进行对比,验证了本次数值模拟合理性,并对消力池中流场与紊动能分布情况进行了深入分析。在此基础上计算了消力池在不同扩散角度（3°、5.6°、9°、12°）下的池中流场,结果表明:反弧段以上为水跃漩滚区,水体波动剧烈,此处紊动能最大;边墙扩散角在5.6°及以下,池内在扩散侧出现的漩涡尺度较小,池中为淹没式水跃,紊动能最大为达30 m^2/s²,扩散角度对流态影响较小。当池中边墙扩散角为9°时,紊动能最大达52 m^2/s²,水体能量消散较大,但漩涡尺度超过消力池宽度的一半以上,扩散侧出现由池底贯穿至水面的立轴漩涡,说明扩散角度偏大。该研究结果对同类工程设计具有一定参考意义。