双摆渡闸站工程位于安徽省马鞍山市扁担河入长江口处,兼具抽排和自排功能,采用立面分层、平面不对称闸站结合布置型式,前池水流流态复杂,易引起泵装置效率降低、自排过流能力下降和形成泥沙淤积。本文采用数值模拟和模型试验相结合的方法对双摆渡闸站工程水力特性进行综合分析研究,并提出优化方案。本文主要研究内容如下:(1)借助计算流体力学(CFD)软件,采用N-S方程和标准k-ε湍流模型对原设计方案进行数值模拟。数值计算结果表明,该工程多工况条件下前池存在斜流和泥沙淤积的问题,进水流道存在流速分布不均匀的问题。因此,原设计方案存在不足,需要对其进行改进优化。(2)针对原设计方案存在的不足,采用导流墩对其进行改进优化。对加设20m、25m、30m和35m等4种长度的导流墩方案进行数值模拟研究,以压迫主流的涡面积大小为控制条件对导流墩长度进行优化分析,得出了前池导流墩的合理长度范围。结果表明,合理长度导流墩能够改善前池水流流态和进水流道流速分布,增强水流携沙能力,满足整流需求。(3)根据水工模型试验规程,按照重力相似准则选定1:25作为模型试验比尺,按照糙率相似准则选用透明有机玻璃板及PVC灰板作为模型材料,采用正态模型对原设计方案典型工况下前池水流流态进行试验研究,绘制了流态图和流速分布图。结果表明,该工程多工况条件下前池存在斜流和泥沙淤积的问题,与数值模拟结果一致。(4)选取20m和28m长导流墩作为典型代表进行分析,采用模型试验方法对数值模拟得出的导流墩合理长度范围进行验证。结果表明,与原设计方案相比,采用合理长度导流墩后,前池水流流态明显改善,水流携沙能力明显增强;数值模拟得出的导流墩合理长度范围在25m～30m之间是可靠的。(5)采用模型试验方法对该工程下游消能防冲能力进行了研究,绘制了下游水面线示意图。根据水流波动情况,得出了下游消能防冲设施布置基本合理的结论。本文开展的双摆渡闸站工程水力特性数值模拟和模型试验的最终结果是一致的。数值模拟结果有效地指导了模型试验研究,节约了模型试验的投资,提高了研究效率。同时,模型试验验证了数值模拟的准确性。本文的研究方法和成果能够为双摆渡闸站工程的设计和运行管理提供改进措施和建议,对保证该工程安全、高效和稳定运行有着重要意义。而且,也能够为同类闸站工程的设计、运行管理和研究提供一定的参考价值。