挑跌流水垫塘消能型式是目前峡谷区高拱坝普遍采用的一种坝身泄洪消能形式,实践表明,通过坝身泄洪是峡谷区高拱坝一种最为经济有效的泄洪消能型式。高拱坝工程中,水垫塘是主要的防冲消能建筑物,其稳定与否影响水工建筑物的整体安全,而引起水垫塘底板严重冲刷及失稳破坏的主要因素是来自于泄流的巨大能量。在水垫塘底板荷载特性的研究中发现,即使挑跌射流携有的大部分动能与势能被水垫塘内的水垫所消耗,但挑跌射流冲击到水垫塘底板时,其能量依旧较大,流速仍然较高,其所携带的动能在冲击区一部分受底板阻碍作用,大部分转化为压能,即对水垫塘底板的冲击荷载。为了有效实现消能防冲目的及保证大坝安全运行,对挑跌流水垫塘动水荷载特性进行研究分析,是一个长期且重要的研究课题。本文以水工模型试验结合理论分析的方法,采用数理统计手段,分析泄流水股不同碰撞角度下水垫塘底板荷载特性。本文研究成果如下:(1)基于紊动冲击射流基本理论及研究成果,分析了水垫塘内的水流流态特征,从纵向、横向和水平向对典型的淹没冲击射流流态进行水流结构的分区。(2)实测塘内水体掺气浓度分布及气体迁移扩散机理分析;实测底板时均压强分布及分析成因。(3)通过数理统计的方法,研究分析各水流结构分区脉动压强的幅值特性、频谱特性。(4)计算推导出泄流水股空中碰撞的各水力学参数。(5)推导出水垫塘底板冲击区任一点时均压强计算公式。