近些年来随着我国水能资源的开发，我国设计和修建了一批坝高在300m级别的水利枢纽工程，其共同的典型特点是：“高水头、大流量、窄河谷”。这些工程大都采用表孔+深(中)孔挑跌流结合坝后水垫塘联合泄洪消能的方式，高坝下游起消能防冲作用的水垫塘衬砌是下游河床的主要防护结构，其自身在高速水流作用下的稳定性是实现消能防冲的关键所在。本文结合锦屏一级模型试验和一专门试验，对水垫塘内的水动力特性及水垫塘防护结构的稳定性问题进行了分析研究，提出了水垫塘底板稳定的上举力概率指标。具体研究内容如下：　　 (1)通过锦屏一级模型试验，研究了高坝空中无碰撞联合泄洪下水垫塘内时均压强、脉动压强、上举力的大小及分布规律，重点分析了无碰撞泄洪下上举力的分布规律。　　 (2)通过锦屏一级模型试验，研究了上举力与冲击压强、脉动压强的关系。　　 (3)通过锦屏一级模型试验，对水垫塘衬砌板块在通缝和盲缝下的上举力大小及分布规律进行了对比分析。　　 (4)通过一专门试验，研究了水垫塘底板上举力与底板位移的关系，底板上举力与自身抗力之间的关系，提出了水垫塘底板稳定性的上举力概率指标。