自然界中的天然河道和水利输水建筑中常以弯曲的形状存在,而水流运动在弯道作用下又呈现出特殊的水力特性:弯道水面存在横向比降、弯道环流、水流动力轴线偏移等,这些水力特性影响着河流的泥沙运动、河道航运、生态环境等。另一方面,泄洪、消能形成的掺气水流在不同水流结构作用下使水流掺气浓度分布不同,从而影响着水生态环境。以往的研究中,弯道水流更多的是从其水流结构、紊动特性、污染物输移等方面进行的,对掺气水流的研究更多的是从掺气机理以及溢洪道、消能工安全性方面进行的。忽略了掺气水流在不同水流结构作用下掺气浓度重分布对建筑物及水生态的影响。所以本文展开对掺气水流在弯道特殊水流结构下的气体迁移扩散规律试验研究。本文采用水工模型试验结合理论分析的方法,以消能水体为掺气水流,在消能工下游布置由起始直段、左向弯道、中间直段、右向弯道、末尾直段组成的弯道模型,分析水流在弯道中运动的水力特性,通过实测弯道内掺气浓度分布,分析弯道水流结构对掺气浓度分布规律的影响及气体在弯道中迁移扩散扩率。得出:实测弯道水面线发现弯道水面横比降从水流进入弯道后开始产生,并且增大至弯顶附近出现极大值,弯顶至弯道出口横比降减小,出口后直段仍存在一定值的横比降;弯道内时均动水压强随水面变化而变化,水流进入弯道后凹岸水面升高,时均动水压强增大,凸岸反之,弯顶以后凹岸水面降低,凸岸水面升高,时均动水压强在凹岸减小;水流动力轴线随水流进入弯道后从中线周线偏向凸岸,弯顶以后水流动力轴线向中心轴线至凹岸过渡,出弯后中间直段仍靠近凹岸侧;根据弯道内横向流速垂线分布得出弯道环流从弯道入口处产生发展至弯顶附近环流强度最大;弯道水流掺气浓度沿程递减,在弯道不同位置变化率不同,由于环流及水流动力轴线影响,在弯道内,凸岸掺气浓度变化率先增大后减小,凹岸反之,并根据沿程变化规律拟合得出弯道内凹凸岸及中心轴线掺气浓度分布规律计算式;掺气浓度在垂线上分布近似指数分布,且不同岸边分布均匀化不同;横向掺气浓度分布沿纵向在两个反向弯道间呈周期分布。本文目的为了丰富弯道水流特性及水流结构的研究以及开展掺气水流在不同水流结构作用下掺气浓度变化规律的研究。