交汇流动是水利工程和天然河道常见的水力现象,交汇口处的汇流和分流流动具有复杂的三维水力特性,深入研究交汇流动的三维水力特性,不仅对于认识复杂三维水力流动现象及特性有理论意义,而且在城市防洪、调水工程分水取水、灌溉排水、泥沙、冲刷、污染物质的混合输移及抽水蓄能电站引水岔管设计等问题上也有十分重要的工程意义。交汇流动的取水、分水水流结构的三维水力特性受交汇口尺寸、形状、角度、底坡、流量比、雷诺数等诸多因素的影响。通过建立连接井物理模型试验台,采用ADV或者PIV等现场测量,再利用三维紊流数学模型进行数值分析是目前研究交汇口水流水力特性比较有效的技术手段,进而分析交汇口水流的全域三维流动水力特性分布规律和改变物理模型体型参数的特点,为模型体型的优化设计和工程的安全运行提供科学依据。王庆坨连接井是一个T型汇流/分流水工建筑物,是联接南水北调中线天津干线工程与王庆坨水库的重要枢纽。本文总结了国内外明渠交汇/分流问题的研究现状以及三维紊流数值模拟的发展,阐述了数值模拟研究常用的理论方法和依据。在此基础上,借助FLUENT软件,采用Realizable k-ε模型、k-co模型和RSM模型(雷诺应力紊流模型)对王庆坨连接井在最不利的补水工况下的交汇流动进行数值模拟,将计算结果与物理试验模型的观测结果进行对比分析,确定最合理的紊流模型和计算方法,并对连接井内的流态、流速分布以及下游三孔箱涵的分流量进行了比较验证。确定数学模型后,研究了连接井调节水库补水的均匀性问题,根据计算结果,估算了下游断面均流点的位置,提出了在连接井内布置“品”字型导流均流墙的优化措施,并对带“品”字型导流均流墙的连接井流场进行模拟计算,分析优化方案下连接井内的流态、流速分布以及下游三孔箱涵分流的均匀性等。最后还比较了原设计方案和优化方案下的连接井内的流场流态及下游三孔流速分布,同时分析了补水、取水和检修工况下“品”字型导流均流墙对连接井内流态和下游各孔分流的影响。