我国水利水电工程建设快速发展,西南地区有大量拟建或在建的高坝水电站。高坝泄洪消能水流与空气之间紊动掺混激烈,易造成下游水体中总溶解气体超饱和破坏水生态与水环境,并且高速水流流道常发生空化气蚀破坏。导致这两方面问题的原因在于对气体在水流中的迁移扩散运动规律分析不足。目前对水流在下泄以及消能过程中的掺气特性研究较多,关于消能后形成的充分掺气水流研究较少并且不同水力要素与掺气条件对水流气体迁移扩散运动特性的影响分析还需进一步深入。基于此,本文建立了充分掺气水流试验模型,改变水深、流速、水流初始掺气浓度以及掺气条件,研究充分掺气水流掺气浓度与各项水力要素分布与变化规律,分析气体迁移扩散运动特性以及不同掺气条件对其的影响。研究结果表明:（1）充分掺气水流区域划分:根据其沿程竖向掺气浓度分布与纵向掺气浓度变化情况,在纵向上可划分为充分掺气区、气体迁移区、气体扩散-溢出区以及掺气平衡区。（2）水深与流速分布特性:充分掺气水流水面沿程下降,水深下降速度为气体扩散-溢出区>气体迁移区>掺气平衡区>充分掺气区。各区域流速分布为,充分掺气区底部流速最快,中部与上部流速相差较小;气体迁移区自底部向水面先增大后减小,底部流速与上部相差较小,极大值位于水流中部;气体扩散-溢出区自底部向水面先增大,达到极大值后减小,中部流速快于底部流速快于上部流速;掺气平衡区流速自底部向水面逐渐增加,中部流速与上部相差较小,（3）充分掺气水流掺气浓度分布与气体迁移扩散运动特性:随水深、流速及水流初始掺气浓度的变化而产生改变。水深增加使气体竖向扩散强度降低,流速加快使气体纵向迁移强度增大,水流初始掺气浓度提高使水中气体扩散强度增大、气体溢出量增加,从而影响了充分掺气水流横向,纵向与竖向的掺气浓度分布以及各结构区的长度。（4）不同掺气条件对充分掺气水流的掺气浓度分布与气体迁移扩散运动特性的作用:一方面改变了竖向水流结构中水点跃移区运动特性及掺气特性,另一方面改变了水面以上空气的流动情况与气压大小。水深越大、流速越快以及水流初始掺气浓度越低,掺气浓度分布与气体迁移扩散特性与无盖/半无限条件相比变化越明显。（5）不同掺气条件对充分掺气水流各结构区长度的影响:在有盖/有限条件下充分掺气区长度变化不明显,气体迁移区长度小于无盖/半无限条件工况,气体扩散溢出区长度大于无盖/半无限条件工况,掺气平衡区长度随气体迁移区与气体扩散-溢出区长度变化而改变。研究能为水利水电工程降低下游水体总溶解气体的浓度保护下游水生态和水环境,以及避免流道内发生空化气蚀破坏参考。