中低水头闸坝一般都具有水库库容小、调节性能差、泄量大、水头低、下游尾水位变幅大、佛氏数低等特点。正因为以上特点使闸坝工程在枢纽布置和闸下消能等方面的问题显得特别突出。所以如何合理的布置枢纽以满足泄洪要求、如何设计合理的消能工形式以满足闸下消能成为了闸坝设计中最为关键的两个问题。　　 本文以旬阳水电站工程为例,通过水工整体模型试验,量测了其在各洪水级别下的泄流能力和各工况下流态、水面线、压力分布、流速分布、下游河道冲刷等水力特性。通过试验结果可知在各洪水级别工况下由于闸孔全开,上下游水位落差很小,所以流态接近天然河道流态,水面线、压力分布、流速分布等水力特性正常。其问题较大的工况主要是常遇洪水前工况,在这些工况中由于上下游水位落差大,一般的消能设施很难同时满足闸坝多孔和单孔局开泄洪的情况下的消能要求,而这一问题也是大多数闸坝在设计过程中所面临的的共同问题。解决这一问题的方法通常是水工模型试验。　　 旬阳水电站工程解决消能防冲问题最初的方案是传统的消力池加消力坎的形式,通过模型试验观测可知在流量较大多孔局开的工况下虽然能形成完整的水跃,但坎后二次跌落明显对护坦的冲击较大,小流量单孔局开工况下由于池内水深不足,消力池内不能形成水跃,其出闸水流为激流对消力坎的冲击也较大。为解决这一问题本试验前后共经历了三个阶段,第一阶段主要是尝试在消力池内加消力墩等辅助消能工,通过试验观测发现这一方法只能局部改善多孔局开工况下的流态,而对单孑局开工况无论是流态还是下游河道冲淤改善均不明显。第二阶段主要是适当加长消力池并做成高度递增宽度递减的复合式尾坎,这一方案的主要问题是单孔局开时尾坎后不可避免的会产生立柱漩涡对下游冲刷变大,且其主流受到干扰后易摆动,池内流态也不稳定。第三阶段的主要思路是小流量单孔局开时能使出闸水流能横向扩散,减小其相应的入池单宽,使之形成稳定的淹没水跃,多孔局开时按照混合流的理论预期其能形成稳定的淹没混合流流态。通过模型试验观测可知最终方案即小挑角跌坎加浅水垫消力池方案实现了预期效果,且对下游冲淤、闸门开启方式等改善效果明显。