一直以来,泄洪消能的安全问题都是水利枢纽工程建设成败的关键因素之一。随着我国坝工技术的发展,许多高水头、大流量、大功率的水利枢纽工程陆续完建或开工建设,泄洪消能就成为了影响工程安全的核心问题。挑流消能由于施工简单、工程投资低、消能效果好等优势而被广泛采用。其中平尾墩挑流消能对下游河道的冲刷坑较深挑距较远,宽尾墩相比于平尾墩挑流消能对下游河道的冲刷坑较浅但挑距较近。异形宽尾墩是一种集合了平尾墩和宽尾墩优势的新型消能工,它兼具了平尾墩挑距远和宽尾墩冲坑浅的特点,可以有效地减轻洪水对下游河道的冲刷破坏。但异形宽尾墩在国内的使用尚不普遍,相关研究成果也很少见,因此有必要进一步探索异形宽尾墩的水力特性,为类似的工程建设提供借鉴和经验。本文的研究内容概括如下：1.阐述了泄洪消能的基本理论,概括了其研究意义和近几十年的进展,总结了几种基本消能形式各自的流态、特点和应用条件,以及在水利工程上应用最普遍的挑流消能方式的发展与应用。2.分析总结了异形宽尾墩的水力特征值的经验取值及计算公式,以供相关工程参考使用。对异形宽尾墩的附加消能率、冲坑特性和平尾墩的试验资料进行了对比分析,并给出了相关的经验公式。3.结合实际工程,研究了异形宽尾墩与连续坎联合消能的水力特性,对比采用平尾墩和异形宽尾墩的流量变化,分析了异形宽尾墩对溢流堰的过流能力的影响,总结了异形宽尾墩后沿程压强值、水面线及流速的分布规律。试验结果表明,异形宽尾墩与连续坎联合消能可以较好地解决泄洪时下游河床的冲刷问题,与平尾墩相比冲坑深度能减小30%以上。4.以实际工程为背景,研究了异形宽尾墩与差动坎联合消能的水力特性,试验研究表明,异形宽尾墩与差动坎联合消能的效果较好,下游的冲坑尺寸可以得到有效地减小。同异形宽尾墩与连续坎联合消能相比,坑距有显著的增加,坑深/坑距的值减小。研究表明,通过适当采用多种消能工联合应用的消能方式,与单一消能工相比,能充分发挥各自的优势,进一步改善下游冲刷效果,减轻对工程的不利影响。