泄洪消能一直是水利工作者在工程和科学研究中遇到的重要问题。在枕头坝水电站中,其泄水建筑物采用闸墩式泄洪闸,且与电站厂房共同布置在主河床。下游采用消力池底流消能工形式,并分为左、右两个消力池,中间设由施工期纵向围堰改建而成的分隔导墙。同时该枢纽工程存在上游水头不高,下游河床及河岸抗冲刷能力较差、下游难以形成足够淹没水深、闸孔出流不对称、下游河道条件复杂等难点,消能防冲问题十分突出,因此有必要针对其消能工结构方案进行优化研究。　　本文首先结合枕头坝水电站实际布置方案及工程特点,以物理模型试验的方法对其下游泄洪消能措施进行了研究。文中共提出了五种消能结构方案,其中方案一采用斜式尾坎消力池结构,方案二采用复合齿形鼻坎消力池结构,方案三采用梯形直坎消力池结构,方案四采用直坎消力池结构,方案五同方案四类似,但将消力池底板降低2米。模型试验数据表明:方案四整体上相对较好,且施工简单,经济成本也相对较低,但缺陷是消能率不高,仍有待进一步提高。　　由于物理模型试验费时费力的问题,文中改为采用数值模拟的方法对该枢纽泄洪消能形式做进一步研究工作。且为验证采用商用流体计算软件 FLUENT进行计算的可行及可信性,文中对比分析了方案一与方案四在数模与物模两种研究方法下得到的泄流过程中各种水力学参数数据,其中包括水面线、水面流态及流速场信息。结果表明:数值模拟数据同模型实测数据吻合良好,证明数值模拟采用的模型合理,方法正确,可为实际工程的设计和研究提供一种科学的、便捷的途径。　　最后文中根据目前低佛氏数电站消能工的研究与应用现状,提出了三种添加不同辅助消能工的结构方案,并通过对各方案下泄流消能过程中的三维数值计算结果,预测了流场内各种水流现象、水流结构,分析了各种消能形式的合理性。同时文中也将各改进方案与相应物理模型试验方案行了纵向比较,结果表明采用T形墩或趾墩+前墩+尾坎的消能形式在消能率方面较有优势。