通过新疆维吾尔自治区库马拉克河小石峡水电站溢洪道水力学模型试验，对其原设计方案的消能工结构形式进行了优化。试验表明，消力池段在通过设计流量30年一遇洪水1856.20 m³/s时，池内不能形成完整水跃，水跃前后波动剧烈，水流大量溢出，原设计方案的边墙高度、池长均不能满足过流要求。提出采用减小消力池池深、设置分流趾墩-消力墩-低消能坎的综合式消力池代替原设计方案的常规消力池的修改方案，在设计流量下进行泄水试验，试验结果表明，在分流趾墩、消力墩、低消能坎的联合作用下，消力池内形成强迫水跃，流态明显改善，水跃长度减小，跃后水深降低，消能率提高。采用分流趾墩-消力墩-低消能坎的综合式消力池可有效缩短消力池池长，降低边墙高度，节省工程造价，试验结果可为优化工程设计及其他同类工程优化消力池提供参考。