我国水资源时空分布严重不均,随着我国经济水平的不断提高以及城镇化建设的快速推进,国内各行业对淡水的需求量增加,西北地区缺水现象日益严重,已成为影响当地经济和社会发展的瓶颈。为解决各地区水量分配不均的问题,需要修建大量的输水隧洞。无压引水隧洞水流因其流动主要受上下游水位条件、闸门开度等影响,水流过渡过程水位波动较小,管理运行控制难度小,不利水力现象少等特点在水工隧洞中被广泛采用。充水过程中,岔洞内水流为气-液二相流,水流特性随岔洞体型,不同闸门开度组合等变化。岔洞作为引水隧洞中常见的分水结构物,其岔角和过渡段体型对支洞分流量影响较大。支干隧洞过流量随支洞闸门开度变化而变化,闸门开度过小,可能导致闸前洞段水流出现明满流交替等不利水力现象,影响闸前洞段过流能力和安全运行,闸门开度过大则会减小闸门对分流量的调控作用。本文依托山西省中部引黄长距离引水隧洞工程,以总干、东干、西干交叉口处岔洞段水力现象为研究对象,采用室内水工模型试验和物理仿真计算方法对不同分岔角和不同闸门开度组合下的充水过程岔洞段水流流态、水面线、掺气等现象进行了研究。基于Fluent软件对充水过程中岔洞段水流流态进行模拟仿真,数值计算采用标准k-?湍流模型,水气界面处理采用VOF法。另外,通过水工模型试验对数值计算中部分工况进行了验证,并通过模型试验对岔洞段充水过程水流流态和各种水力现象进行了观测,并对两种研究手段获取的监测断面水深、支洞分流比等进行了对比分析。结果给出了不同岔角下支洞分流比,侧支洞入口段外侧流速、压强等。并给出了实际工程充水阶段中,满足设计分流比下的闸门开度组合,并为工程实践提供理论依据。