水电是一种清洁能源，在我国能源结构中占有非常重要的地位。近年来，我国经济发展迅速，社会对水、电的需求日益增加，低水头电站开发应时代要求迅速崛起，成为十分重要的水电开发方向。低水头电站具有水头低、流量大、弗氏数低、深尾水及消能率低等特点，过闸水流经过消能设施后仍具有比较大的余能，因此会冲刷带走下游河床上的大量泥沙，在下游形成形态各异的冲刷坑，甚至造成已建和在建工程部分或整体遭到严重破坏。所以，正确认识冲刷坑形态，对保障水利枢纽的安全稳定具有重要意义。本文结合当卡水电站模型进行了不同流量及不同床沙级配的试验，分析研究了影响下游局部冲刷坑的因素以及下游冲刷坑的形成机理，得到的成果主要有：（1）通过收集整理试验数据，对冲刷坑的形成机理、形态变化等进行分析，得到了冲刷坑形态与下泄流量、下游河床泥沙粒径、消力池护坦末端水流流态、消力池底板高度及闸门开度等影响因素的关系；在护坦末端水流佛氏数相近的时冲刷坑内坡面坡度比较一致的规律。（2）采用抽板法对泥沙休止角进行测量，拟合求出试验所用泥沙的静水休止角公式和空气休止角公式。以试验数据为依托，采用量纲分析和多元回归分析相结合的方法，推导求出冲刷坑下游坡面动水休止角与流速v、水深h，泥沙中值粒径d50的关系式，经试验资料验证，该公式具有较高的预测精度。（3）利用力学原理，推导出冲刷坑下游坡面泥沙在滑动起动和滚动起动两种模式下的起动流速公式。对比分析两个公式，发现两种起动模式下的公式结构形式基本一致，并利用模型试验证明了公式的可行性。