В статье рассмотрен случай нелинейных колебаний, возникающих в нижнем бьефе при установившемся режиме течения открытого водного потока. Приводится нелинейное уравнение, в котором энергия водного потока диссипирует при больших амплитудах колебания водной поверхности и генерируется при малых значениях амплитуд колебания. Эта система обладает предельными циклами, колеблющихся около состояния, при котором приток и диссипация энергии сбалансированы и определено наличие бифуркаций векторных полей течения воды. Установлено, что в рассмотренной колебательной системе незатухающие колебания практически могут существовать при наличии некоторого источника энергии, который компенсирует расход энергии, возникший за счет присутствия диссипативных сил. Получено нелинейное уравнение для описания протекающего колебательного процесса в открытом водном потоке нижнего бьефа гидротехнического сооружения при сопряжении бьефов в виде гидравлического прыжка. Уравнение позволяет определять параметры нелинейных колебаний (амплитуда волны, частота колебаний, длина волны) возникающих в нижнем бьефе при установившемся режиме течения потока. Результаты вычислений позволяют осуществить коррекцию размеров гасителей энергии водного потока при решении многих практических задач гидротехнических сооружений.