潜水泵装置是一种新型的泵装置型式,与其它泵装置型式相比,具有结构简单,运行维护方便、土建投资省等优点,已广泛应用于水资源调配、城镇防洪、水环境改善及农业排灌等等方面,具有广阔的应用前景。随着大型潜水泵装置的逐步推广应用,对其水力性能的要求不断提高。目前国内外对潜水泵装置的水力性能还缺乏深入了解,潜水泵装置优化水力设计的研究仍处于起步阶段。为了完善潜水泵装置优化水力设计理论,进一步提高卧式和立式潜水泵装置的水力性能,使这种具有很多优点的泵装置型式得到更好、更多的应用,本文采用以流道单独研究为主、泵装置整体研究为辅和以数值计算为主、模型试验为辅的方法,对卧式和立式潜水泵装置进行了较为深入的优化水力设计研究工作。具体包括以下几个方面：(1)根据泵站进、出水流道优化水力设计的目标,采用流道单独研究的方法,对卧式潜水泵装置的进、出水流道分别进行了三维湍流流动数值模拟和优化水力设计研究,在此基础上还进行了卧式潜水泵装置内部流动三维湍流流动数值模拟；(2)在卧式潜水泵装置进、出水流道优化水力设计研究的基础上,对进、出水流道优化方案分别进行了流道模型试验研究,并将试验结果与数值模拟结果进行分析比较；(3)结合工程实际需要,完成了江苏省灌北泵站卧式潜水泵装置模型试验,测试了泵装置整体的水力性能,并与该站进、出水流道单独研究的结果进行了比较；(4)对广东省广和泵站立式井筒式潜水泵装置进、出水流道进行了优化水力设计研究,针对井筒式出水流道效率不高的原因,首次提出了一种立式虹吸式潜水泵装置新型式,并进行了三维湍流流动数值模拟和优化水力设计研究；(5)对广东省广和泵站立式虹吸式潜水泵装置的出水流道进行了流道模型试验,观察了流道内的流态、测试了流道水力损失,并与数值模拟结果进行了对比。本文通过对卧式和立式潜水泵装置水力特性的研究,得到了以下主要结论：(1)经过流道优化水力设计得到的卧式潜水泵装置流道顺直、水力性能优异,该研究成果可成功应用于工程实际；(2)文中首次提出的新型立式虹吸式潜水泵装置水力性能明显优于传统的立式井筒式潜水泵装置,可供实际工程采用；(3)本文卧式潜水泵装置进、出水流道优化水力设计的结果与泵装置能量性能模型试验的结果一致,这说明本文对潜水泵装置进、出水流道的优化水力设计是正确的。