随着泄水建筑物泄洪功率的增加，高速水流引起的空化空蚀问题非常突出，掺气减蚀作为一种有效的工程措施，已经在水利工程领域得到广泛应用。掺气设施的减蚀效果与掺气设施的布置方式和供气系统的敞闭特征密切相关。虽然对掺气减蚀已经进行了较多的研究，但由于通风掺气现象的复杂性，目前关于掺气设施和洞内供气系统各项水力指标的预测，仍多依赖于经验公式或定性估计，预测结果离散性较大。对于泄水建筑物掺气设施的掺气特性和洞内供气系统的通风特性，仍然需要进一步的深化研究。
　　基于此，本文以泄水建筑物掺气减蚀原型观测为基础，对掺气设施水力特性指标的分布规律进行了汇总与整理，重点研究了掺气设施掺气量的计算方法、掺气设施掺气量的物模模拟情况，以及泄洪洞多洞供气系统通风特性的理论分析方法。具体内容包括：
　　（1）通过汇总国内外掺气减蚀相关的原型观测资料，研究了空腔负压、掺气设施掺气量和掺气设施保护长度等典型掺气水力特性指标分布的一般性规律。
　　（2）基于众多工程掺气设施掺气量的原观资料，研究了掺气设施掺气量的计算方法。结合原型实测数据讨论了掺气量理论公式经验系数的取值，推导了经验系数与各影响因素的关系；通过分析掺气比与来流弗劳德数和单宽流量的关系，提出了两种基于原观数据的掺气比计算经验公式。
　　（3）基于部分工程掺气量的原模型资料和加糙增紊模型试验，研究了掺气设施掺气量的物模模拟情况。通过原模型掺气量的比较，分析了模型比尺对原模型掺气比的影响，并采用加糙增紊的方法提高模型水流紊动程度，研究了局部加糙对掺气相关水力参数的影响，探索了水流紊动程度和掺气比的关系。
　　（4）采用理论分析方法，研究了多洞供气系统的通风特性。基于气动平衡分析及质量守恒定理，对现有单洞供气系统通风特性理论分析方法进行了拓展及一般化，建立了多洞供气系统通风特性理论分析方法，并以锦屏一级泄洪洞为例，研究了泄洪洞及补气洞结构因素对供气系统通风特性的影响。