短有压泄水孔是高坝工程中常见的一种泄水结构,跌坎式掺气减蚀同样广泛应用于各种泄水工程中并取得较多成果,而对于掺气坎掺气水体强紊动猝发的喷溅水流特性研究深度有限。原型观测发现,设有掺气坎的短有压泄水孔在高水位泄洪运行时,掺气水体出现阵发性水面剧烈升降、水翅周期性喷溅击打洞顶盖板等不良水力现象。本项目以设置掺气坎的高水头短有压泄水孔为研究对象,采用大比尺水工模型试验研究方法,对掺气水体在不同水头变化、通气方式、来流条件、掺气坎体型工况下的紊动特性及相关影响因子进行了深入研究和分析。1、收集整理了国内外关于掺气水流紊动及猝发水翅喷溅的部分研究成果;介绍了项目研究技术路线、模型设置、工况制定、测试方法及表征紊动水翅特性的特征参数及指标。2、模型试验初步复验并揭示了高水头短有压泄水孔掺气水体周期性喷溅这一特殊高速水流强紊动现象;研究比较了不同运行水头工况下掺气水体的紊动特性包括强紊动引起的水翅特性;用水面波动幅值h、水面波动率h、水面波动均方差h、空腔回水波动幅值h、空腔回水波动率h、脉动压力均方根σ、瞬时压力波动幅值等表征紊动的参数衡量紊动程度,用水翅抬升率W表征水翅剧烈程度;成果表明,表征掺气水体紊动的各项数据与平均通气量 与通气率等均与来流水头H呈递增关系;进流条件、水舌冲击角α、空腔回水变幅h、水翅抬升层层递进;当角度比R（冲击角与临界冲击角11.0°的比值）大于1.4,水翅抬升率急剧增加,并随角度比成线性增加趋势。3、以高水头（H=85m）为典型工况,比较研究了不同通气方式、不同进流条件（对比研究了H=75m、77m、82.5m）、不同掺气坎体型工况掺气水体的紊动特性影响规律。研究表明,泄槽水流强紊动区域为掺气跌坎水舌内缘至反弧挑坎;通气面积越大紊动越强烈;1-100%通气变换时空腔内回水的大幅摆动等使泄槽掺气水体紊动、水面间歇性向上抬升及水翅喷溅加剧。泄水孔非对称进流水舌内缘冲击区上游的紊动加强,反弧段的紊动减弱,斜向角度越大影响越大;将掺气坎改为-3.9°俯角或掺气坎前移5m,均可起到拉近掺气坎水舌落点使其远离反弧段的作用,从而减少空腔回水及回水波动幅度,减少底空腔内产生水体震荡。本文为国家自然科学基金面上项目“高水头短有压泄水孔掺气水体紊动喷溅猝发机制研究”部分研究成果,为下阶段研究掺气水体紊动喷溅猝发机制打下了一定的基础。