溢洪道是重要的泄水建筑物之一,在水利枢纽中用于宣泄规划库容以外多余的洪水,对水利工程安全泄洪发挥着重要的作用,因此对溢洪道水力特性及体型优化的研究就十分重要。本文的研究基于西藏山南市扎囊县卓于水库溢洪道的水力设计,结合模型试验和数值模拟两大方法而展开。在原设计方案下对溢洪道进行了整体的水工模型试验,通过原方案水力特性的研究,验证溢洪道体型及布置的合理性,提出修改意见,并通过模型试验加以验证。同时利用三维数值模拟计算了台阶泄水槽的细致流场,进一步验证其体型及布置的合理性。主要研究成果如下:(1)原方案模型试验结果表明,溢洪道布置合理,泄流能力满足要求。跌坎水舌跌落直冲侧槽底板,侧槽临底流速较大,若槽底经长时间冲刷,可能会形成较大冲坑,槽底破坏严重,需对跌坎侧槽进行消能处理。台阶泄水槽末端存在一较大消力坎,导致水流在消力池中波动较大,边墙可能会冲刷严重,需对台阶泄水槽与消力池的衔接方式进行优化。(2)在水舌跌落处下挖2.5m深水垫塘对跌坎侧槽进行优化试验,并对优化前后跌坎侧槽各水力特性对比分析,验证了优化方案的优越性。下挖水垫塘改善了水舌直接冲击侧槽底板的水力现象,形成水垫塘缓冲消能,同时通过水垫塘避开了水流急流转弯现象。水垫塘下游的调整段,流速较原方案有所减小,过水断面上水面线相对均匀,进入台阶泄水槽前部的水流流态得到了改善,水垫塘底板无明显的冲击压强。(3)台阶泄水槽与消力池的衔接方式由斜坡连接替换消力坎连接,充分利用现有消力池的作用,改善消力池中原有的流态结构,使消力池中形成底流消能形式。斜坡衔接时,消力池中水面波动强度较消力坎衔接降低,消力池边墙高度也基本满足要求,消力池内流速分布和压强分布也呈底流消能的一般规律。(4)通过数值模拟对推荐方案下台阶泄水槽内部细致流场进行研究分析,主要包括泄槽的水流流态及水面线、速度场分布、压力场分布等。泄槽前2～3个台阶内部漩涡不稳定,出现较大空腔,导致台阶水平面和竖直面出现大面积负压。鉴于台阶泄水槽前部流速均为10m/s以下,负压值也不大,可不考虑空蚀空化。