渥奇段是水利工程泄水建筑物中常见体型,广泛应用于输水洞有压出口后的明流段、明流泄洪洞、坝内有压短进水口后等部位。渥奇段起着承上启下,实现水流的平顺过渡的作用。但渥奇段的水流由于受离心力的作用,若曲线选择不当,容易引起水流跃动、底板压力过低等现象,甚至发生空化破坏。因此研究渥奇段的水力特性和渥奇段体型的设计方法,具有十分重要的意义。本文以黄羊河水库输水洞出口段现状体型和改建工程初步设计方案为依据,根据工程设计单位提供的基本资料,在试验室建立水力学模型。通过水工模型试验,本课题首先对现状输水洞各特征工况的水力特性进行观测,试验较好地反演了原型的不良流态。然后进行设计单位初步设计方案的模型试验,该方案只能满足正常水位工作闸门全开一种工况安全运行的要求。以校核洪水位出口平均流速,取C=1.40加肥渥奇曲线,试验观测表明加肥体型可满足闸门全开工况的安全运行要求。但正常水位闸门局开时闸后流速大于全开工况流速,若以局开流速设计渥奇段,工程量过大。分析了水平抛射水流渥奇面原理后,反算水平射流各体型的系数C,认为渥奇面系数C值取1.3～1.5,就能满足全开工况安全运行的要求。根据起始断面流速分布计算不同初速度的质点的运动规迹线,将轨迹线与对应组次水面线进行比较分析,论证了用起始断面上的最大流速设计渥奇曲线的合理性,并进一步推导出系数C的计算公式。根据起始断面的流速分布情况,分析了局开工况要求的渥奇曲线情况。在水平射流曲线难以满足要求的情况下,本课题进一步分析了俯冲射流渥奇面曲线,发现该种曲线可大幅度降低泄槽底板高程。对比分析系列俯冲角对应的曲线,认为俯冲角10°～20°之间的曲线与现状底板较接近。应用俯冲射流原理解决问题是可行的。为了应用泄槽底坡由缓变陡的连接抛物线,在出口前有压段内调整水流方向,使出口水流方向向下倾斜。通过对俯冲角为11°和20°两种体型的试验结果表明这种体型可以满足各工况安全运行的要求。结合改建工程的实际情况,设计出实施体型。对实施体型闸室段、渥奇段、陡槽段和挑流段在各特征工况的流态、水面线、压强分布、流速分布等各水力特性进行详细的观测,计算了掺气水深和泄槽底板的初生空化数。结果表明,实施体型可满足各工况安全运行的要求。