我国喀斯特地貌分布广泛,西南地区最为集中。近年来,随着西南地区水利工程建设的不断推进,喀斯特地区伏流水流泥沙问题逐渐显现出来。目前,国内乃至世界上尚无对库区有伏流的水库泥沙冲淤特性进行研究的工程经验,也无可直接用于预测的相关成果。因此,开展喀斯特(Karst)地区伏流水流泥沙输移机理研究,具有重大的理论意义和工程意义,可为我国在西南地区水电开发提供科技支撑。本文通过资料收集、实地考察、概化水槽试验相结合的方法开展了研究,首先对伏流溶洞相关研究进展进行了总结;然后对天然溶洞伏流河段水沙特性进行了分析;随后开展了伏流河段清水水槽试验,通过不同流量下壅水与否的6种试验工况,观测不同状态下的水流结构、水位变化、雷诺应力分布以及紊动强度等变化;最后开展了泥沙冲淤试验,观测泥沙冲淤现象,总结规律。主要的结论有:(1)通过实地考察,发现伏流段一般为明流,与地表河流相同。洪峰时,伏流洞可能壅水堵塞行洪,有一定的滞洪效果。下游修建水库运行后,伏流洞出口会产生泥沙淤积,但被完全淤堵的可能性不大。(2)通过水槽水流特性试验,观测发现伏流段内水流不稳,入口及出口均有不同长度的过渡段。相较于上游明流段,伏流段流态变化大,水位较低,流速略高,各断面差距明显。壅水后,伏流段流态趋缓,各断面水流差异有变小的趋势。(3)通过水槽水流特性试验,观测并分析各工况下伏流段流速分布、雷诺应力以及三相紊动强度分布。伏流段在相对高度0.2-0.8范围内,流速分布符合抛物线规律。雷诺应力数值上横向分量大于纵向分量,垂向几乎没有;各分量在垂线上分布大致呈三角形;紊流强度与雷诺应力变化上有相似性。壅水后,整体规律不变。(4)通过泥沙冲淤试验,观测发现上下游呈带状淤积,伏流入口一般没有淤积,出口回流区淤积,洞内零星淤积在中轴线上。壅水后淤积有向前推进的趋势。(5)通过分析淤积物级配,发现淤积物粒径呈现出上大下小的趋势;伏流洞内粒径介于上下游之间。壅水后各段淤积粒径级配区间逐渐收窄。