我国中小型水库存在病险率高、防洪标准偏低、水资源不能充分利用等问题,工程实践表明结合病险库加固对泄洪建筑物进行改造具有重要意义。自溃式迷宫堰具有超泄能力强且可倾覆的特点,通过调整进水井顶部高程和底板配重控制倾覆时机,具有非常高的安全度和精确度,能满足常遇洪水和超标准洪水的防洪要求。 本研究对自溃式迷宫堰的倾覆性能、泄流能力以及工程应用进行了全面的研究与论证,结果表明:在工程实际中可以通过计算自溃堰的抗倾力矩和倾覆力矩以确定堰的倾覆性能;对应于相同的库水位,当一孔堰倾覆后,由于近堰水流横向坡降的影响,相邻堰的抗倾性能得到提高:P.K堰的泄流能力远大于传统直线堰,当堰上水头较低时尤其如此;进水宫宽度大于出水宫宽度时,流量系数较相反布置为高;当H/P<0.5时,进水宫宽度大于出水宫的布置方案流量系数略大于对称布置,当H/P>0.5时结果相反;P.K堰的流量系数主要与H/P、L/W和W/P有关,可表示为m=f(H/P,L/W,W/P)的形式,本研究给出了经验公式。在上述研究成果的基础上,运用κ-ε紊流模型和VOF方法对P.K堰的水力特性进行了数值计算,得出了较理想的结果并与试验成果进行了对比。对某溢洪道改造工程进行实用堰、驼峰堰、P.K堰等方案的比较,成果表明,在同样的运用条件下,P.K堰是一种经济的堰型。