淤地坝是一种有效的水土保持工程,既能够减少水土流失,又能拦泥淤地,是黄土高原地区保证生态环境的一项重要工程措施。但是,由于绝大多数中小型淤地坝没有设置泄洪设施,随着时间的推移,库区逐渐淤满,面临着漫坝溃坝的风险。因此增设泄洪设施成为了保证淤地坝安全的急迫问题。本文基于分散式消能的理念,采用三维数值模拟,VOF自由表面捕捉技术,建立了传统台阶布置的溢洪道模型方案（体型1）,并针对淤地坝坝高小,传统台阶式溢洪道首端消能不足而导致总消能率低的缺点,提出首端变形的台阶式溢洪道方案（体型2）,通过分析对比两种方案的水力特性,对陕北地区低中高三种淤地坝的泄洪消能问题提出适应性建议。本文主要研究内容及成果如下:（1）设计了首端部分台阶采用斜台阶面布置的台阶式溢洪道,试验研究表明首端斜台阶面布置极大地激化了水流,在首端部即形成强掺气水流。试验进行的三种小流量工况斜台阶体型溢洪道消能率都达到了 90%以上,相对于光滑溢洪道以及传统台阶溢洪道而言有较大提升。（2）通过数值模拟分析了低坝工况下两种体型的水流流态、流速、台阶压强及消能特性,得出台阶主流和漩涡流进行了大量的动量交换,体型2相较于体型1具有更高的消能率,最大消能率提升14.5%（H=15m,q=4.5m2/s）。体型1台阶竖直面负压最大值小于体型2。建议陕北冯家沟2#淤地坝选取单宽流量q=2.5m2/s,1/2坝长过流的方式,选取体型1布置方案。（3）对两种体型在中坝工况下的水力特性进行了研究,结果表明两种体型在三种工况下的消能率均达到60%以上,体型2在各流量工况下的消能率较之体型1有了一定的提高,最大消能率提升11.2%（H=30m,q=5.5m2/s）。体型2减少了单个台阶竖直面的压强峰值个数及负压区个数。建议陕北前杜家沟淤地坝选取单宽流量q=5.5m2/s,1/2坝长过流的方式,选取体型2布置方案。（4）分析了两种体型在高坝工况下的水力特性,分析指出体型2相较于体型1台阶水平面压强最值更小,台阶沿程负压台阶更少,台阶竖直面压强峰值及负压区更少。两种体型小流量工况下消能率最佳,最大可达到90.1%（H=45m,q=2.5m2/s）。体型2较体型1最大消能率提升11.5%（H=30m,q=5.5m2/s）。建议陕北牛家沟淤地坝选取q=5.5m2/s、1/2坝长过流的方式,选取体型2布置方案。