深水水库中易形成水温分层结构,下层水体常年维持在较低的温度状态。经水电站引水口下泄的底层低温水易对下游农渔业和水生态环境产生不利影响。隔水幕布作为分层取水设施可有效缓解下泄低温水的影响。早期主要通过改变幕布淹没水深、布置位置等因素,对水温改善效果进行研究。目前对透水因素影响下泄水温的研究较少,对幕布结构受力特性的研究有待进一步深入。因此本文针对分层型深水水库,通过数值模拟方法,建立水动力水温数值模型,研究透水因素对隔水幕布改善下泄水温效果的影响。同时建立柔性幕布结构的流固耦合数值模型,对幕布受力特性等内容进行深入研究。主要研究内容和成果如下:(1)建立了一大型水库坝前水域三维水动力水温数值模拟模型,分析了不同透水率、单侧及两侧边缘过水形式的隔水幕布对下泄水温的影响。结果表明:隔水幕布材料透水率对水温改善效果的影响较为明显,随透水率增大水温改善效果降低。对5月水温分布情况,2%材料透水率工况使下泄水温提高0.89℃。对于幕布边缘过水情况,幕布边缘过水面积越小,下泄水温越高,单侧边缘过水工况下水温最多可提升2.28℃;在所有边缘过水工况中,两侧边缘同时过水且过水面积为最大的工况不满足下游需求,其余工况均可满足需求。隔水幕布边缘过水较透水率因素对下泄水温提升效果更好。(2)针对不透水幕布提出了三种隔水幕布绳索布置方案,通过建立隔水幕布索膜结构数值模型进行了找形分析。结果表明:各形式幕布的最大位移均产生于幕布顶端中点附近,幕布表面最大应力产生于幕布侧边,绳索最大应力产生于两侧角点处,综合考虑绳索用量及布置难度、幕布最大位移和工程经济性等因素,选取了较优的竖直形式绳索布置结构,为流固耦合模型的建立提供支持。(3)建立了概化地形隔水幕布流固耦合三维数值模型,对不同约束条件、不同流速和不同结构材料参数对幕布结构的受力影响进行了对比分析。结果表明:随着流速增加,幕布与绳索的变形和应力增大,校核工况下模拟总支反力为4728.62k N,幕布最大应力为136k Pa,绳索最大受力为289k N,均处于安全稳定状态;幕布变形最大值位于幕布顶端中间并向左岸偏移;绳索为主要受力部件。论文研究成果为隔水幕布结构的推广提供了技术支持,对隔水幕布的工程应用具有指导意义。