当水流通过弯道时,液体质点同时受到重力和离心惯性力的作用,在垂直于水流方向的横断面上存在二次流,与主流纵向速度叠加、构成螺旋流。螺旋流会引起弯道泥沙的横向输移,造成弯道凹岸冲刷、凸岸淤积的冲淤特性。因此弯道水流运动规律的研究对于河流开发、泥沙防护、河道演变等具有重要的意义。受到公路转弯处设置缓变曲线的启发,本文也在弯道中插入缓变曲线。在清水定床和清水冲刷两种工况下,通过MIKE 3软件的水动力(HD)模型和泥沙输移模型(ST),研究120°单曲线弯道、缓圆缓弯道、对称凸型弯道的水力特性和冲淤特性,并分析不同缓变因子A (缓圆缓弯道和对称凸型弯道)对弯道水流的改善效果。研究结果表明:(1)插有缓变曲线的弯道能够显著降低弯道水面超高,减小弯道水面横比降,并改善弯道水面扭曲度,其中缓圆缓弯道改善水面形态最为有效。(2)插有缓变曲线弯道的凹岸近底流速均小于单曲线弯道,凸岸的弯道进口附近及过弯顶断面后插入缓变曲线弯道的近底流速较单曲线弯道明显减小,表明插入缓变曲线后的弯道能够减少近底水流流速;在凹岸侧,插有缓变曲线的弯道冲刷比单曲线弯道要小,在凸岸侧淤积也显著减小;说明插入缓变曲线后的弯道能明显减小水流冲淤作用,减小河道冲刷,滞后顶冲点位置,缩短凹岸冲刷长度。(3)分析不同弯道的水力要素及冲淤特性可以得出,三种弯道在改善水面形态、减小冲刷程度的效果上作用大小依次为:缓圆缓弯道>对称凸型弯道>单曲线弯道。(4)弯道中插入缓变曲线后的改善效果不仅取决于插入缓变曲线的长度,而且与弯道曲率有关,弯道缓和因子越大,改善效果越好。