随着我国高坝建设的迅速发展,泄水建筑物的消能问题亦愈发突出。而实际工程中,由于地形的限制或工程的需要,溢洪道、陡槽等泄水建筑物常需布置一些扩散段、收缩段、弯道。在这些流段如果水流为急流,常常会产生急流冲击波。本文在Ippen理想冲击波理论的理论基础上,提出了一种新型的辅助消能工—淹没式冲击墩,并对其水力特性进行了相应的研究。(1)在各种辅助消能工中,使水流转向的有分流墩、折流墩等消能元件,但这些元件基本上都是利用水流的反射来改变来流的流向,本文提出的淹没式冲击墩通过改变冲击墩轴线与来流的夹角和冲击墩本身的坡角这两个角度来使来流转向。在总结前人研究成果的基础上,对来流的转向角γ,冲击墩轴线与来流的夹角α及冲击墩本身的坡角θ三者之间的关系进行了理论分析以及试验验证,并对理论上的转向角的变化规律进行了修正。(2)基于恒定总流动量方程及不可压缩流体连续性方程,对冲击墩上的水深进行了理论分析和公式推导。结合模型试验,对冲击墩来流侧的动水压强进行了修正,引入了动水压强修正系数η,建立了相应的控制方程,推算得到动水压强修正系数,在此基础上即可求得墩上平均水深。(3)应用动水压强修正系数对冲击墩来流侧的压强进行了计算,与实测的动水压强基本吻合。(4)结合一实际工程,对应用于该工程中的淹没式冲击墩的墩上水深进行了计算,并与实测值比较,吻合良好。此外,对工程中的冲击墩的消能率进行了计算,结果表明,在水深不是很大的情况下淹没式冲击墩可以在急流进入下游消能设施之前提前损失掉25%左右的能量,减少对下游河床的冲刷,与其他消能工联合应用,可达到很好的消能效果。