台阶溢洪道相较于传统光滑溢洪道而言,施工方便,大大缩短了工期,同时可提高消能率,减小下游消力池长度,节省工程量。但大单宽流量过流时,过水断面水深增加,会出现水流掺气浓度减小及消能率降低问题。采用台阶溢洪道与宽尾墩联合消能的方式可以满足大单宽过流条件,然而台阶却增加了过流面的不平整度,致使近底水流流态复杂,台阶内易出现负压,特别是底部水流流速较高时,台阶面掺气浓度不足,更容易出现空蚀破坏风险。为了探索台阶面近底水流可能出现的破坏机理,本文以鲁地拉工程为研究对象,在模型试验基础上,利用数值模拟计算方法对与X型宽尾墩联合的台阶溢洪道近底水流水力特性进行了研究,主要结论如下:(1)沿台阶面法线方向,受旋滚水流影响,水流断面压强自凹角处开始,在水深0～0.4m范围内先减小,随后在0.4m～1.15m范围内增大,1.15m以上基本脱离旋滚水流影响,则压强缓慢减小,表现为静水压力分布,与光滑明渠水流趋于平稳的压强分布规律基本相同。(2)对台阶溢洪道而言,滑移流水流可分为旋滚区、主流区及过渡区。断面压强极大值点是过渡区与主流区滑行水流的边界,同一台阶铅直面上水流交汇点与水平面水流分离点之间连线是过渡区与旋滚区分界线。过渡区为旋滚区水流与主流区滑行水流之间流态过渡的区域。(3)过渡区厚度沿程基本一致,且单宽流量的变化对厚度也无过多影响。过渡区宏观水流流态为滑行水流,但实际流态比主流区滑行水流复杂。过渡区水流流速沿流动方向会发生波动,且距离台阶面越近时波动越强烈,水流能量消耗也越大,远离台阶面时,波动逐渐减弱,至主流区时波动消失。过渡区水流在虚拟底板以上一定范围内,存在一流速沿程不增加的底层,其厚度约为过渡区厚度的1/3。(4)旋滚区台阶水平面及铅直面压强均呈波浪式分布。水流受台阶凸角绕流影响,在台阶铅直面y/h=0.9附近出现负压,经过凸角后沿铅直面向下流动,并与旋滚区沿铅直面向上流动的水流交汇,形成铅直面y/h=0.7附近压强增大现象,该点为水流交汇点。水平面x/b=0.7处水流冲击壁面产生较大压强,该点为水流分离点。分离点与交汇点连线为旋滚水流的边界。