我国北方地区河流在冬季普遍存在冰凌现象,在封冻和解冻期易形成冰凌灾害。冰盖的形成不仅会抑制水体中植物、微生物的光合作用和减少水流沿程自掺气,导致水体缺氧,而且会减弱河流输水能力。河道断面多为复杂的复式断面,无论是洪水期还是冰情期,河道水流形态都比单式断面明渠水流复杂,而掺气有助于解决水体缺氧问题,且掺气对冰盖下复式断面渠道输水能力的影响也需探索,因此研究复式断面渠道冰盖下与无冰盖下掺气水流水力特性显得尤为必要。本文以空压机和软管作为掺气装置对水流进行强迫掺气,并采用泡沫浮盖模拟冰盖,研究不同流量和掺气孔数量下的对称复式断面渠道在完全浮盖与无浮盖情况下的流速和掺气浓度沿横向、竖向、纵向分布规律,为制定泄洪、防冰灾、冬季水生态安全和冬季输水策略提供理论依据。本文结论:只有主槽过流时,受边壁处摩阻较大的影响,主槽流速沿横向先增后减,流速最大值趋近主槽中点。当水流漫滩,流量Q较小时,滩地水流处在边壁和流动的主槽水体壁之间,主要靠主槽水体拉拽带动,受势能和边壁的影响较小,滩地流速受摩阻作用越靠近边壁值越小;随着流量Q的增大,势能对滩地水流的影响逐渐变为最大,同时边壁处、滩地和主槽交界处的水流紊动增强,使得滩地流速沿横向先增后减,最大值趋近滩地中点。受气体加速和滩槽交界处水流紊动的影响,渠道流速沿竖向先增后减。增加浮盖后,虽然流速减小,但是流速分布变均匀不明显与流速竖向分布的最大值下移不明显;气体可以减小浮盖与水面之间的接触面积,有利于输水。从掺气孔射出的气体一部分溶解在水体中,另一部分以气泡的形式在水体中运动,并不断的与周围水体进行气体交换。由于水流平稳,大部分气体上浮,只有少量气体以微小气泡的形式贴底向边壁扩散并运动较长距离。由于渠道转角的摩阻较大,水流紊动较强,微小气泡汇集使得掺气浓度较大。增加浮盖后,1-3个掺气孔下各断面和密集掺气孔下临底掺气浓度减小的原因有二:一是浮盖区域水位上升,临底压强变大,气体溶解度变大;二是水流紊动增强,掺气浓度分布变均匀。由于微小气泡汇集并贴浮盖壁运动,使密集掺气孔下水流表面掺气浓度变大。