1、针对大型超高水头单级船闸输水效率与过闸船舶安全之间的尖锐矛盾，研发了适应40m级系列超高水头大型船闸的输水系统，研究凝练获得适应超高水头船闸的基于出水区域比能控制及阻力均衡的输水系统布置原则。在该原则指导下，首创适应40m级超高水头船闸的空腔自分流全闸室出水等惯性输水系统以及适应更大闸室规模、更高水头级别的闸底纵向贯通双层输水系统，并向下指导了整体式闸室结构高水头船闸采用左右独立布置分散输水系统的布置创新。

2、超高水头带来的高流速，导致输水廊道空蚀风险急增，成为船闸按单级布置的又一瓶颈问题。为此研发了阀门底缘移动边界的掺气减蚀技术，为大水位变幅船闸采用被动防护设计，简化阀门段布置、减少阀门段埋深提供了技术保障；提出的多项输水系统关键部位创新体型与运行方式，提高了船闸阀门段、分流口抗蚀性能。

3、针对大型超高水头船闸运行实践反馈的特殊水力学难题，研发了超高水头船闸采用旁侧泄水方式下闸室最终水位控制技术等多项船闸运行成套技术。首次提出对输水惯性加以利用，通过精准控制超泄量自适应不恒定的泄水出口与下游引航道水位差的泄水阀门运行新工艺，解决了大泄量下末级闸室最终水位高于下游引航道水位、人字门不能按程序正常开启的问题，提高了通航效率，完善了旁侧泄水时泄水最终水位控制体系与设计理念。