随着我国电网容量不断增加,抽水蓄能电站凭借着电能回收效率高、响应迅速、使用寿命长的优势在电力调节中的作用越来越明显。进/出水口作为电站的重要组成部分直接关系到电站的效益。而明渠作为连接进/出水口与库区的纽带,其布置方式会直接影响明渠内的流态,进而影响进/出水口的运行。本文针对不同的进/出水口明渠布置方式,以多个实际工程为例,采用数值模拟方法,研究明渠环流特性。(1)对进/出水口明渠布置方式进行总结。针对侧式进/出水口明渠与库区的连接,归纳了4类明渠布置方式,即两侧完全开阔布置方式、一侧完全开阔布置方式、一侧非完全开阔布置方式和两侧山体布置方式。(2)进/出水口明渠数值模拟方法验证。采用RNG-k-ε湍流模型,以文登抽水蓄能电站上水库进/出水口明渠为例,验证了该数值模拟方法的准确性与合理性。(3)进流工况下环流特性研究。数值模拟结果表明,两侧完全开阔布置方式下,明渠内水流流态最优,两个进/出水口拦污栅断面流速分布规律一致且分布均匀;一侧完全开阔布置方式下,明渠中未形成环流,拦污栅断面流速分布均匀;一侧非完全开阔布置方式下,明渠中形成了较大范围的环流,导致三个进/出水口拦污栅断面流态均较差,流速分布不均匀;两侧山体布置方式下,明渠左岸形成小范围的环流,但未对进/出水口产生影响。(4)出流工况下环流特性研究。数值模拟结果表明,当进/出水口全部运行时,四类明渠布置方式除在连接段、部分反坡段上方水面形成回流外,明渠内均未形成较大范围的环流,水流均逐渐向库区扩散。说明在出流工况下,明渠布置方式对明渠内环流的形成影响很小。但当部分进/出水口运行时(例如三个进/出水口并列布置,只运行中间的进/出水口),明渠内会形成两个方向相反的环流,但因环流位于未运行的进/出水口前方且水流流速较低,不会产生不利影响。(5)进/出水口明渠内环流优化研究。一侧非完全开阔这一类明渠布置方式中出现的不利环流,不仅影响明渠内的水流流态,还降低了各进/出水口拦污栅断面水流的均匀性,属不利的水流现象。针对这一情况,提出通过加大明渠连接段长度并且扩大明渠一侧开挖范围可以使环流位置远离进/出水口,在一定程度上改善明渠内的水流流态,改善拦污栅断面水流不均匀程度,减小环流的不利影响。研究成果可以增大抽水蓄能电站进/出水口布置的灵活性,避免大范围的开挖,为进/出水口明渠布置提供参考。