水雾是泄洪雾化的一种形式,其扩散结果直接与水雾空间分布有关,并与环境的温度和湿度密切相关。本文基于WRF数值模式、CALMET诊断风场模式和CALPUFF三维非稳态拉格朗日模型,针对水电站泄洪水雾扩散进行了深入研究,主要研究内容可分为以下三个方面:(1)建立WRF/CALPUFF泄洪水雾扩散模型。根据雾源产生机理的不同,将泄洪水雾扩散的雾源概化为水平方向的线源,完善了水气两相流的挑流水舌运动微分方程组,并给出了不同消能方式时线源的位置和雾源量的理论计算方法。在WRF数值天气预报模式和牛顿松弛同化方法的基础上,引入了 CALMET诊断风场模式,将数值模拟的分辨率提高到了 20m,引入了 CALPUFF三维非稳态拉格朗日模型,实现了在同化影响泄洪的气象因素条件下,对水雾扩散过程的数值模拟。通过对湾塘水电站底流泄洪水雾扩散的验证计算,并利用评价指标E对计算结果进行评价,验证了 WRF/CALPUFF泄洪水雾扩散模型的可靠性。(2)雾源特性对底流泄洪水雾扩散的影响研究。针对源强和雾源粒径,利用WRF/CALPUFF泄洪水雾扩散模型,研究了雾源特性对向家坝底流泄洪水雾扩散范围和降雨强度的影响规律。对计算结果进行了定量分析,结果表明:源强增加,水雾扩散和降雨范围变大,水雾浓度和降雨强度也在变大;粒径增大,水雾扩散范围变小,浓度也在变小,降雨范围变大,降雨强度也在变大;相比于滴谱,源强对泄洪水雾扩散范围和降雨强度的影响更显著。(3)二滩挑流泄洪水雾扩散的数值模拟研究。应用WRF/CALPUFF泄洪水雾扩散模型,对二滩表孔消能、中孔消能和表中孔空中碰撞消能三个工况进行了数值模拟计算,并将模拟结果与原型观测数据进行对比,验证模型的可靠性。通过对比三个工况,分析了不同泄洪消能方案对雨强等值线范围的影响。研究发现,表中孔联合泄洪方案相比于表孔、中孔单独泄洪方案,其雨强等值线范围大大提高。