在我国低山丘陵区,一些在土基上的宽浅溢洪道陡槽往往存在泄流不稳定、断面动量分布不均匀、下游消能不充分等水力学问题.如何在满足安全泄流、充分消能的基础上,实现宽浅溢洪道的体型优化,是水利工程界十分关心的一个问题.本文以一个典型的宽浅溢洪道工程为研究对象,从满足水力学条件及经济实用两方面综合考虑,提出了缩窄陡槽底宽、调整两个过渡段、减小消力池尺寸以及增设稳流设施等多个修改方案,实现了宽浅陡槽溢洪道的体型优化,使其满足泄流安全和消能充分的双重要求.由于宽浅溢洪道陡槽水流以及消能的特殊性,对宽浅式溢洪道的基本水力特性以及下游消能问题进行了试验研究和理论分析.为了从根本上解决宽浅式溢洪道能量损失大、急流稳定性差、水流不易控制、动量分散、抗干扰反馈性差等不良的泄流特点,本文提出了一种可平衡断面动量分布的宽浅水流控导工程措施—潜没式三角翼体.为了深入研究该控导措施,本文选择某宽浅陡槽工程为典型研究对象,采用模型试验和理论分析的方法,对三角翼体的通用设计原则以及稳流机理进行了探讨.通过分析三角翼体影响区域内的断面动量分布,认识到:潜没式三角翼体是通过对两翼的底层水流产生扰动,达到强化两翼水流抗边界干扰能力的目的,从而使得两翼的水体的稳定性不再因边界微小扰动而轻易被影响,最终从根本上解决宽浅水流动量分散、不易控制、抗干扰反馈性差等问题.换而言之,三角翼体控导稳定宽浅陡槽水流的实质就是强化两翼水流(动量)、抑止边界扰动效应. 同时研究了不同水流条件下,三角翼体对宽浅水流的控导规律,建立了三角翼体的体型参数与水力特性之间的最优化的匹配关系,揭示了三角翼体几何特性与断面动量调整效果以及水流条件之间的互相制约的关系,为潜没式三角翼体的体型设计提供了基础技术参数.