我国幅员辽阔,大部分地区降雨存在时间和空间的不均衡性。为了解决旱灾(或缺水)的提灌和自引,洪涝水的提排和自排,在沿江和太湖流域兴建了多座灌排结合的双向流道大型泵站。灌排结合双向流道泵站突出特点是其功能的多样性和综合性,即具有提排、提灌和自排、自引等诸多功能。然而在工程实际中,大部分双向流道泵站仅利用了其提排、提灌功能,而自排、自引功能尚未得到有效利用。为了充分发挥我国灌排结合双向流道泵站的自排、自引综合利用效益,有必要对制约泵站自排、自引功能利用的许多关键技术问题开展研究。本文结合大型灌排结合双向流道泵站——谏壁泵站,围绕谏壁泵站双向流道在自引自排工况下的过流特性、泵站整个枢纽自引自排的可行性及泵站机组的启动过渡过程等问题,应用了数值模拟和实验相结合的方法对其进行探讨,研究的主要内容和结论如下:1.自引、自排工况下,不同闸门开度下双向流道的过流特性研究。对进、出水流道正反向过流分别取25中闸门开度组合,共计75种闸门开度组合进行计算研究,得出了双向流道在不同过流方式下,不同闸门开度组合下的过流特性。2.相同的过流条件下,最佳闸门控制方案研究。针对设定的水位和需求特定流量,对双向流道的过流特性进行分析,找出其中符合该条件的闸门开度组合,对比分析各闸门开度组合过流时流道内部的流态,综合考虑其影响,确定最佳的闸门控制方案。对进、出水流道正反向过流而言,通过分析得出在某一水位下对应于需求特定流量时,保持进水侧闸门全开,调节出水侧闸门开度是最佳的闸门控制方案。3.自引、自排工况下,水泵内部流体的流动特性及机组的安全性研究。数模分析了水泵机组处于停机状态,双向流道在校核水位下过流时,流体对泵机组转子的轴向作用力以及绕轴力矩。研究表明,在自引自排工况下水体对转子的作用力及绕轴力矩均很小,不足以使泵机组产生冲动或抬机。4.自引、自排工况下,泵站引(排)河道的湍流特性、冲刷及河岸安全性研究。对泵站枢纽整体进行自引自排过流研究,数模得到了泵站引、排河道在不同的过流方式,不同的流量下的河道水流流速分布。结合谏壁泵站的常年运行水位,经过论证分析得出了谏壁泵站在自引、自排工况下运行而不会对河道造成显著影响。5.双向流道泵站机组起动过渡过程研究。采用动网格技术,并基于水泵装置整体三维湍流数值模拟,得出双向流道泵站启动过程中流量、效率、扬程等参数随时间的变化规律以及流道内部流态随时间的变化。通过分析可知,当双向流道上下游水位差较大时,在闸门的启闭过程中,出水流道出水侧水流会出现倒流。该倒流量随着时间的增大先增大,后减小直至为零,最后再正向出流,最大倒流量出现在闸门相对开度为0.35处,倒流流量为零一般出现在闸门相对开度为0.65,不同闸门启闭速度下的变化规律相似。