自南水北调工程通水运行以来,在一些干渠工程段出现了不同程度的影响工程运行的问题。外洪入渠是指渠道所在流域在汛期出现超标洪水,流入干渠发生洪水漫堤,严重时导致干渠毁坏的险情。外洪入渠发生时,外洪支流汇入渠道干流,两者交汇产生复杂的水力现象,造成渠道水量剧增、上游水位雍高、交汇口上下游附近区域出现泥沙淤积等情况出现,严重阻碍了输水干渠的正常运行。南水北调工程安全输水意义重大,因此亟需研究外洪入渠后渠道淤积对输水能力的影响,为输水建筑物提高稳定与安全性提出处置方案,保护区域防洪安全和南水北调中线工程安全。本课题以南水北调中线工程邢邯段西小屯处输水干渠为研究对象,采用物理模型试验与理论相结合的方法,基于河道水流洪枯特点及河流动力学相关理论,在该流域超标洪水引起外洪入渠时,对南水北调中线工程输水干渠各水力要素及渠道泥沙冲淤变化进行了研究,揭示了外洪入渠后渠道过流能力的调整规律。论文主要内容有:1.对原型所在流域的水文及泥沙分布进行资料的收集整理,确定出外洪入渠险情发生的水沙条件;2.通过对交汇水流水力特性等有关资料的分析,归纳出外洪入渠影响渠道过流能力的两个因子—入流角度和外洪流量;3.通过输水干渠模型和外洪进水口试验模型,进行清水和浑水试验,采用新型电磁流速仪等仪器,来对外洪入渠过程进行模拟分析,总结出渠道过流能力的变化规律。4.外洪流量逐渐增大时,对干渠主流影响随之增大;在交汇口下游形成回流分离区,尺寸随流量增大而增大;两侧挤压主流使得上下游水位持续抬高,水体溢出渠顶加大泥沙淤积降低渠道过流能力;入流角度的增大会加强两者的混掺,导致上下游脉动强度增大;外洪含沙量增大,渠道淤积严重影响过流能力。本研究成果为超标洪水引起的外洪入渠工程问题提供了治理依据,也为排洪建筑物应急抢险修复技术的研究奠定了基础。