目前,水利工程生态环境问题越发重要,掺气水流所造成的河流水体总溶解气体超饱和对生态影响的问题也成为了水资源开发与水生态环境可持续发展的关键性问题之一,水平向螺旋流水流回旋区存在涡核,气体向涡核积聚与并聚,形成气带螺旋流,使水体掺气浓度增大,因此,研究水平向螺旋流气体迁移扩散规律是降低水体总溶解气体浓度、保护河流水生态等问题制定运行控制策略的必要条件。采用物理模型试验与理论分析相结合的方法,对水平向螺旋流水流流态进行分析,采用数值模拟对螺旋流流场进行模拟,对水流结构进行分区,结合水流流速分析各区不考虑气体交换下气体运动,对比分析各区实测掺气浓度试验值,揭示水平向螺旋流气体迁移扩散机理,得出水平向螺旋掺气水流气体运动规律。得出结论:(1)水平向螺旋流横向流速远大于纵向流速,受气带螺旋流影响的测点沿程流速值较为波动,其余测点水流流速均沿程增大;附壁流动区水流流速最大。(2)水流结构区气体运动规律水体中各区气体均向水面扩散;气体卷吸区气体向水流底部方向迁移,气体卷吸区掺气量与水流流速呈正相关;水流旋滚区气体向涡核处积聚与并聚,形成气带螺旋流;附壁流动区与壅水回流区气体随水流流向迁移。(3)水流结构区气体交换情况气体卷吸区气体向水流旋滚区、附壁流动区迁移;水流旋滚区气体向壅水回流区迁移扩散;附壁流动区气体朝壅水回流区迁移,同时,向气体卷吸区、水流旋滚区扩散;壅水回流区气体向水流旋滚区以及气体卷吸区迁移。