泄水建筑物在水利枢纽中承担着十分重要的泄洪功能，是整个枢纽中关键的组成部分，泄水建筑物是否能够安全的进行工作，关系到整个水利枢纽的安危。在对过往大坝失事的原因进行分析后发现，由泄水建筑物自身的问题而引起的大坝失事占到很大的比重。因此有必要对泄水建筑物的布置方式及消能工选择进行研究。本文以昌马水库枢纽为具体的研究对象，对昌马水库的泄洪排沙洞、溢洪道的水力特性尤其是溢洪道的挑流鼻坎体型的优化选择进行了模型试验研究及数值模拟分析。昌马水库原设计方案较好的解决了枢纽泄洪排沙洞、溢洪道的布置及其出口体型选定、泄流能力等问题，基本满足昌马水库运行要求。但是昌马水库枢纽在实际的运行中发现，溢洪道泄洪出口水舌的左边缘有冲扫岸坡的现象，并且水舌落点集中，且位于左岸坡脚，在岸边形成较深的冲刷坑，对岸坡的稳定安全构成严重威胁。本文通过对昌马水库溢洪道进行单体模型试验，着重研究挑流鼻坎的体型选择，提出了大圆弧导向曲面贴角鼻坎这一体型，较好的解决了此问题。试验研究发现大圆弧导向曲面贴角鼻坎可以应用于下游河道较宽的枢纽来实现消能防冲。此种类型的异型鼻坎，可以使水流很好的横向扩散、纵向拉开，扩散能力很强，并且两股水流在空中有一个碰撞的过程，达到部分消能目的，挑出的水流对下游冲刷很轻，消能率很高。本文同时使用数值模拟软件FLUENT对模型试验推荐的大圆弧导向鼻坎进行了三维数值模拟。通过模拟结果与试验资料的对比，发现模拟计算得出的溢洪道泄槽内部的各项水力参数与模型试验实测资料相符，误差一般在10%左右。但是在模拟异型挑坎时，采用标准模型、Realizable模型模拟结果都不是很理想，模拟得到的结果较实测结果都有较大误差，RNG模型结果则相对符合实际，说明此计算模型利于应用在对复杂的异型挑坎进行数值模拟研究。