到目前为止,前人已经对射流冲击进行了一系列的理论与试验研究。但是,这些研究往往针对清水进行,对于含沙水流却很少涉及。而我国含沙河流数量众多,分布广泛,尤其在西北及华北地区,河流含沙量非常之高。因此,进行含沙射流冲击试验研究具有十分重要的意义。本文在总结前人研究的基础上,对清水与含沙射流冲击的水动力特性进行了系统研究对比。通过自主设计的水工模型,控制射流的流速、水槽内水垫深度以及水流的含沙量,测量并分析冲击压强与脉动压强特性,得出以下主要成果及结论:(1)清水与含沙条件下试验水槽底板冲击压强的沿程分布规律相似,均在冲击点处达到最大值,冲击点两侧沿程逐渐减小。冲击点处水垫加深,冲击压强有减小趋势;而在冲击点下游0.1~0.2m之间,水垫越深冲击压强越大。增大射流流速,冲击压强增幅明显。(2)清水与含沙条件下均通过π定理法推导出了冲击压强与水垫深度的关系,水流含沙后,射流动能转化为冲击压能的变化率大于清水。在清水条件下,通过对冲击范围的研究得到了射流影响宽度与水垫深度的关系。(3)清水与含沙条件下试验水槽底板脉动压强的沿程分布规律相似,且与冲击压强沿程分布规律类似。在本文试验条件下,含沙量增大,冲击点处脉动压强增大。水流含沙后,冲击点处脉动压强占冲击压强的比例大于清水,且随水垫深度增大而增大,清水的脉动压强占冲击压强比例随水垫深度的增大而减小。(4)清水与含沙条件下水槽底板的脉动压强概率密度分布相似,各个测点概率密度分布在不同的水流条件下均基本服从标准正态分布,冲击点处偏离标准正态分布程度更大。含沙量的变化对于脉动压强概率密度分布基本没有影响。(5)含沙水流的功率谱密度分布与清水类似,含沙量的变化没有对功率谱密度分布产生比较明显的影响。整体而言,各个测点相对都分布在低频段,均在20Hz内衰减至零点附近。不过相对于其他测点,冲击点处的功率谱分布集中在更低的频率范围内。