泄水建筑物是引水式电站的重要组成部分,电站的安全运行与之密切相关。泄水陡坡是常见的水电站泄水建筑物,在设计过程中,将工程布置与周围的环境互相结合,充分利用地理条件,布置出一条体型合理并且满足工程需求的泄水陡坡是十分必要的。因此,在保证新疆某水电站工程安全运行的前提下,对该水电站泄水陡坡的水力特性及结构优化进行深入而全面的研究。本文在国内外学者对水电站泄水陡坡的水力特性研究的基础上,根据工程设计单位提供的水电站设计资料,建立水工物理模型。基于物理模型试验对原设计方案泄水陡坡的泄流能力、整个泄水陡坡的沿程水位及流速、泄水陡坡出口处与尾水交汇的形态等方面进行了初步的研究。然后根据试验观察结果以及对试验实测数据的分析,对泄水陡坡两种工况的沿程水深、流速、压强分布、两级消力池的消能效果和出口流态以及第二级消力池后尾水渠的冲刷情况作出评价,并对物理模型试验中出现的问题进行优化。针对优化方案再次进行水工模型试验,验证优化方案能否满足工程实际运行的需要,并最终得出最优方案。同时针对工程所在地区开展了泄水陡坡排冰试验,验证泄水陡坡排冰排漂的能力。物理模型试验研究结论表明:在排冰排漂工况52.5m~3/s的排冰流量试验中,泄水排冰闸运行情况良好,能够有效的排出漂浮物,但在陡坡与消力池的连接段存在少量浮冰堆积的情况。在最不利工况365m~3/s流量的试验中,一级消力池内存在水面波动较大、水流溢出边壁的情况。针对原设计方案中存在的问题提出3种优化方案,并对优化方案进行了物理模型试验。通过物理模型试验对水位、流速和消能效果与原设计方案进行比较,结果表明优化方案三通过在消力池顶部布设消波梁可以有效的解决原设计方案中所出现的问题。