近年来我国高拱坝枢纽建设的步伐加大加快。继二滩水电站投运以来,又有小湾、构皮滩、溪洛渡和乌东德等水电站相继开工或进入前期设计。这些工程普遍采用的表中孔挑跌流空中对撞消能形式带来了严重的泄洪雾化现象。本文利用建立的挑流泄洪雾化数学模型对这类工程的泄洪雾化展开预测研究,并深入分析各种影响因素对泄洪雾化范围和强度的影响,建立挑流泄洪雾化的2种人工神经网络模型。其主要内容如下:(1)在前人基础上利用空中三元掺气水舌运动微分方程、碰撞方程,计算水舌运动。根据掺气水舌入水喷溅特性,建立了水滴在重力、浮力、空气阻力、水舌风及环境风的作用下的水滴随机运动的微分方程,给出了数值计算模型求解降雨强度的计算方法。(2)以二滩原观工况为例,计算了无水舌风、水舌风均匀取值和水舌风正态取值三种情况下泄洪雾化范围和降雨强度分布,并与原观作比较。计算结果表明水舌风对雾化范围有较大影响,水舌风正态取值更符合实际情况,挑流泄洪雾化数学模型可以很好地模拟水舌风对雾化范围和降雨强度的影响。(3)应用挑流泄洪雾化的数学模型,对二滩水电站泄洪的四个工况进行了验证计算并进行分析。在各个工况下,泄洪雾化范围的计算值和原观值基本一致。(4)应用挑流泄洪雾化的数学模型对乌东德水电站5个泄洪组次和构皮滩水电站5个泄洪工况的泄洪雾化情况进行了预测,并根据实际情况给出了减小雾化危害的建议。(5)收集国内部分泄洪雾化资料以乌东德水电站预测结果为例进行对比分析,从而验证挑流泄洪雾化的数学模型计算结果的正确性与合理性。(6)分析了雾化的影响因素,建立了表中联合泄洪时暴雨区识别BP神经网络模型,并用模型对乌东德和构皮滩部分工况进行了预测。(7)以BP神经网络为基础,研究建立了单孔挑流泄洪雾化神经网络模型,并用网络模型模拟了漫湾水电站的泄洪雾化。