（1）水击波及动水压力传播规律。炸药在水中爆炸时，具有高温高压的爆轰波急剧压缩和冲击周围水介质，形成强烈的水中冲击波，向四周传播，由于水几乎是不可压缩的，其密度、波阻抗、惯性均比空气大得多，爆炸产物在水中的膨胀比空气中慢得多，气泡的脉冲次数也随之增加，故水击波的能量衰减较慢，可以传播很远。水击波传播中，衰减后形成动水压力，根据实测波形，水击波为陡峻波头的压缩波，衰减后的动水压力则为较缓波头的压缩波。水击波及动水压力传播过程中，遇有建筑物时如大坝、闸门等，对建筑物产生脉动水压力作用。水下爆破时易对水工建筑物、岸边设施、船舶和水中生物、鱼类以及人体等造成安全影响。岩坡边的大规模陆地爆破，当大方量岩土体抛掷至水中时，也会激起水中冲击波和高速运动水流，并产生涌浪，而造成破坏影响，常有此类工程实例。水击波在不同水域及随时间衰减的波形见图9-10。
表9-17 爆破噪声控制标准表
图9-10 水击波在不同水域及随时间衰减的波形图
水击波峰值压力Pm与炸药量和距爆心距离之间关系按式（9-28）计算：
式中 K、α——与爆破方式、炸药性质等有关的系数和衰减指数。
美国学者库尔采用TNT集中药包在深水中进行裸露爆破时，爆炸产生的水中冲击波阵面的最大压力按式（9-29）、冲量按式（9-30）计算，距离药包某点的压力，按式（9-31）计算：
以上三式中 Pm——水击波压力，105Pa；
P——距离药包某点的压力，105Pa；
Im——冲量，N·s/cm2；
Q——药量（TNT），kg；
θ——时间常数，为冲击波压力衰减到峰值压力的1/e时所需时间，s；
R——离药包距离，m（R0为药包半径）。
长江科学院在静态或准静态水域中水深（6～9m），对不同水下爆破形式所测量归纳的一组3个水中冲击波衰减式（9-32）、式（9-33）和式（9-34）。
水中爆破：
水底裸露爆破：
水底钻孔爆破：
在长江动水水域中，流速1～3m/s，（水深4～7m），对不同水下爆破形式所测量归纳的一组3个水中冲击波衰减式（9-35）～式（9-37）。
水中爆破：
水底裸露爆破：
水底钻孔爆破（孔口水深0.3～3.8m）：
以上各式中 Pm——水击波压力，105Pa；
Q——药量，kg；
R——离药包距离，m。
水中冲击波的影响因素很多，如水深、流速、波浪、药包位置、钻孔爆破时的岩石性质、孔深、装药结构、堵塞质量等均对水击波的形成和传播产生影响，应针对具体工程状况分析确定，必要时应进行试验观测。两种炸药爆炸时水中冲击波和相对距离的关系见图9-11。
水中爆炸时，炸药爆炸后产生的气体具有一定的压力，由于受到水介质的气团和水的扰动，生成的气团具有脉动的特征，脉动压力峰值小、持续时间长、脉动频率低，其脉动能量随着脉动次数的增加而很快被消耗。脉动压力的最大值不到冲击波的20%，但其作用时间较长。因此，冲击波冲量的作用，加上脉动压力频率低和滞后水流的动力作用，以及气泡浮出水面产生的波浪，对水中结构，包括大坝、闸门、水电站、码头、航标等，以及水上船舶及其内部设备仪表等的安全运行产生破坏和影响。
水中爆炸产生的冲击波，影响安全的主要参数有压力、冲量和作用时间等，由于受水深的影响，以及不同界面的反射、折射影响，水中爆炸产生的冲击波波形和压力参数会有所不同。
水中冲击波激起的涌浪具有极大的冲击动能，对水域中的生物、养殖网箱、船只产生很大的危害，对堤坝上的防护设施，如护坡、绿化带等也会造成损害，当涌浪爬上堤坝后对堤边建筑物产生损坏，大药量的工程爆破时，常发生涌浪破坏影响事故。涌浪的强度与抛入水中爆破岩体的能量、岩块质量、入水速度和高度等因素有关，边界条件将影响涌浪的形态，水域条件影响涌浪的传播距离。涌浪的高度一般与抛掷体参数及入水条件有关，其影响因素众多较难计算，可按式（9-38）进行估算：
图9-11 两种炸药爆炸时水中冲击波和相对距离的关系图
1—TNT炸药；2—太安炸药
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式中 ΔH——涌浪高度，m；
λ——抛掷体前沿宽度，m；
T——抛掷体滑动距离，m；
B——抛掷堆积水平宽度，m；
h——水深，m；
R——离开抛掷源的距离，m。
岩塞爆破产生的水中冲击波，与地形、地质条件、岩塞高程及上部水深、装药量、爆破参数、爆破方式等因素有关，其峰值压力约为相同当量炸药在水中爆炸产生压力的5%～15%左右。
水击波通常由两部分组成：一部分是爆炸冲击波通过岩水分界面直接透射入水中形成的，波形持续时间很短，一般周期在2ms以内；另一部分是爆炸气体膨胀传入水中的压力形成的，波形持续时间较长，一般周期达10ms左右。国内几个岩塞爆破中测得的水击波压力波形均反映了上述特点。
水击波及动水压力对附近大坝、闸门等水工建筑物产生的影响，可用峰值压力或冲量的数值进行分析。
水击波波速约大于1500m/s。而岩塞爆破产生的地震波纵波速度与基岩特性有关，一般约为水击波波速的2～4倍。由于水击波持续时间（周期）较短（如上述为2～10ms），故两种波一前一后并不相遇叠加。因此，当爆源离水工建筑物较远时，对各水工建筑物的整体稳定分析和应力计算，应分别核算。如果岩塞采用钻孔毫秒延时爆破，地震波作用时间延长，当水工建筑物距爆源较近时，则应考虑水击波和地震波的共同作用。
此外，由于水的波阻抗ρC比坝等水工建筑物混凝土材料的波阻抗小，当水击波对其作用时，透射到混凝土介质中的压力值，将会比入射的水击波压力大。据试验，在水击波向砂浆体中传播时，其透射波的振幅比入射的水击波约增加160%。因此，计算水击波对水工建筑物的影响时应考虑这一点。
国内几个工程水下岩塞爆破实测水击波压力峰值Pm的衰减经验公式为式（9-39）～式（9-41），供应用参考。
丰满水电站：
镜泊湖工程：
密云水库：
（2）水击波（动水压力）的安全允许标准。在水深不大于30m的水域内进行水下爆破，水中冲击波的安全允许距离应遵守下列规定。①对人员安全按表9-18所示确定；②客船为1500m；③施工船舶按表9-19所示确定；④非施工船舶可参照表9-19和式（9-31），根据船舶状况由设计确定。
表9-18 人员的水中冲击波安全允许距离表
表9-19 施工船舶水中冲击波安全允许距离表
一次爆破药量大于1000kg时，对人员和施工船舶的水中冲击波安全允许距离可按式（9-42）进行计算：
式中 R——水中冲击波的最小安全允许距离，m；
Q——一次起爆的炸药量，kg；
K0——系数，按表9-20选取。
表9-20 K0值选取表
在水深大于30m的水域内进行水下爆破时，水中冲击波安全允许距离由设计确定。水中冲击波超压峰值对鱼类影响安全控制标准见表9-21。
表9-21 水中冲击波超压峰值对鱼类影响安全控制标准表 单位：105Pa
（3）水击波（动水压力）的安全防护。对水击波危害影响的安全与防护措施，首先，采用合理爆破设计方案，以降低产生水击波压力。其中钻孔装药实行微差爆破，合理的药包布置、起爆次序和装药方式等，均可起到降低水击波压力的作用。其次，水击波一旦产生，也可以采取多种技术措施减轻其危害影响。
1）改善结构物的受力条件。对水下大体积混凝土，如大坝及钢筋混凝土结构等，可在基底加强布置钢筋，以防止水击波压力作用造成开裂或滑动。在水下闸门后边加支撑，使部分水击波压力能量传递到不敏感的结构物或岩基上。进行水下爆破前，减小受防护结构的荷载等。
2）在结构物表面设置防护体。设置防护结构可减缓水击波压力的冲击作用，如保留浇筑模板或布置双层防冲击模板，二层模板之间充填稻草、锯木屑等松散物质；沿结构物周围敷设草帘或泡沫塑料、发泡混凝土等。对特别重要的建筑物，还可设置一道堤坝作防护。
3）设置气泡帷幕。气泡帷幕对削减传播途中的水击波峰值压力有很明显的效果。气泡帷幕是在爆源与被保护目标之间的水中设置的一套气泡发射装置，一般用钢管在其两侧钻两排小孔，向发射装置输入压缩空气后，小孔中便连续不断地发射出无数细小气泡。由于浮力作用，气泡均自水底向水面运动，从而形成一道阻碍水击波的帷幕。在没有压气设备的工点，可以采用二氧化碳（干冰）来形成气泡帷幕，气泡帷幕可以使水击波能量部分消散于杂乱气泡表面的乱反射过程中，部分则因水与气泡间波阻抗的突变，以及气泡受到压缩而消耗。
据黄埔港炸礁工程资料，对船坞坞门采用低压气泡帷幕装置防护后，使水击波作用于坞门中部引起的振动速度，只有无气泡帷幕时的1%～2.5%，顶部为9%～11%；而对水击波和地震波共同作用引起坞门的基础振动速度，也可衰减到14%～21%。
水中气泡多，密度大，帷幕厚，效果好。发射一组气泡帷幕时，实测水中爆破对坞门的振速只有无气泡帷幕时的2.5%～6.5%，水下岩面爆破为4%；发射两组气泡帷幕时，则分别为1%～2.5%和2%。这是因为后者气泡多，帷幕厚，提高了衰减效果。
试验研究表明，总容气量相同时，重点布置粗气柱帷幕，不如分散布置断面面积小的气柱有效。
事实上，工程中常用的防护措施是第3）项及第2）项的部分措施，第1）项只是在极特殊或考虑战争的情况下而采用。
应重视对水产资源和水生物的保护，在采取措施控制水下爆破的水击波和涌浪以及岩坡爆破的水中抛掷影响的同时，应评估对水中生态环境的影响，特别当水域内有重点保护生物时，应与环保及生物保护单位管理部门协商保护措施，有必要时可在爆破前驱赶受影响水域内的水生物。
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