我国高坝具有水头高、流量大、泄洪功率大、河谷狭窄、地质条件复杂等共同特点,使得大坝的消能结构设计变得异常困难。水利枢纽(尤其高坝)的消能防冲问题一直都是水利工程建设和科学研究的热点。合理的消能措施是决定泄水建筑物乃至整个枢纽安全与否的关键。本文以西藏某水电站为研究对象,针对表孔与底孔联合泄洪消能的几个关键水力学问题,开展模型试验研究,论文主要研究内容和研究结论如下:(1)开展近坝区水流流态观察试验,试验表明泄水建筑物泄洪时库区来流总体较为平顺,表孔坝段近坝区水流流态正常,无不利流态出现;底孔参与泄洪时,在电站进水口与底孔进口之间的角隅区有漩涡出现,但根据美国麻省Worcester Alder试验室对取水口前自由表面的6种诱发漩涡的类型判别方法,角隅区漩涡不会影响电站进水口的运行安全。(2)研究原布置方案泄洪建筑物的泄流能力、消力池内流态及水面线、压力特性、流速分布、消能效果、坝下河道水流流态、岸边流速、河床冲刷水力特性。结果表明表孔消力池内的消能效果良好,而底孔消力池消能效果欠佳,针对底孔消力池尾坎提出修改方案,将连续型尾坎修改为差动型尾坎,底孔消力池水力特性得到一定改善。(3)针对底孔消力池尾坎体型与泄洪运行调度方式,进行消能防冲对比试验研究。结果表明:底孔消力池末端采用差动坎体型,有助于改善消力池出池水流与下游水面的平顺衔接,减轻下游冲刷,并有利于排沙运行期消力池的排沙需要;结合底孔消力池的特点进行分析,确定不同频率洪水条件下表孔与底孔的合理运行方式。(4)针对泄洪消能推荐体型,量测各组泄洪工况下,下游河道两岸岸边流速、河床冲刷及堆丘情况,提出优化方案和优化体型,将消力池下游导墙拆除以及增大冲刷粒径,开展下游冲刷的敏感性对比试验。结果表明:消力池下游导墙拆除后,底孔消力池下游冲坑向左侧移动,有利于右岸消能防冲;增大冲刷粒径后,下游冲刷深度明显减小。为后续的工程设计和工程施工提供参考。图[48];表[16];参[84]