堰塞坝通常具有体积量大、突发性强、危害范围广等特点，坝体溃决可能产生灾难性的洪水。为深入探究堰塞坝下游折线坡及颗粒水平分布对溃决过程的影响，以金沙江“11.03”白格堰塞坝为试验坝尺寸参考原型，设计了8组水槽模型试验。结果表明：下游折线坡面改变了坝体颗粒的初始起动位置，其中陡坡面具有加速溃决的效应，下游凸形坡和凹形坡的溃决时间分别比线性坡少21.7%、34.8%。下游线性坡面水流冲刷较为均匀，持续作用坝体时间较长；下游凹形坡面处水流集中，易形成涡流并携带泄流槽前端处的泥沙；下游凸形坡面水流较为分散，溃决初期水流的冲刷力被降低。水平非均质坝中粗颗粒层抗侵蚀能力较高，具有保护层作用，影响溃决强度；细颗粒层抗侵蚀能力低，水流冲刷效果明显，影响溃决时长。当粗颗粒层位于坝体上游时，坝体颗粒流失减少、稳定性增加，峰值流量比均质线性坡坝少7.9%~14.5%；当粗颗粒层位于坝体下游时，溃决时长增加，峰值流量比均质线性坡坝少1.9%。下游折线坡的水平非均质坝结构稳定性最差，溃决峰值流量比结构相同的水平非均质坝高2.2%~8.2%。材料分布对峰值流量的影响占据主导地位，下游折线坡导致的侵蚀效应不随坝体材料组成的变化而发生改变。研究结果加深对下游折线坡及水平非均质堰塞坝溃决特征的理解，可为灾害风险预测和应急抢险提供参考。

鉴于现有河流交汇的研究多局限于单一干支流场景，为探明多河连续交汇场景中多河交汇河段的水力特性，采用平面二维水动力模型，对“两支流先交汇再汇入干流”、“两支流依次汇入干流”两个交汇方式在四种洪水重现期下的水力特性开展研究。数值模型计算的水位与水文站实测数据吻合较好，研究结果表明：由于交汇角度大（116°）、动量比低（Mr <1）及洪水漫滩时洪泛区的缓冲作用，两种交汇方式中均未出现典型的流动分离区；“两支流先交汇再汇入干流”方式中，洪水重现期从5年增大至50年时下游干流对上游两支流交汇区的顶托作用增强，使两支流交汇区内滞流区的面积增加了1.94倍；“两支流先交汇再汇入干流”方式中的支流峰值水位大于“两支流依次汇入干流”且二者差异与洪水重现期大小成反比，在5年一遇洪水中支流特征断面的峰值水位差值最大，达22 cm；“两支流依次汇入干流”方式中，下游支流的顶托使上游干支流交汇区中高速区流速降低，干流峰值水位大于“两支流先交汇再汇入干流”且二者差异与洪水重现期大小成正比，在50年一遇洪水中干流特征断面的峰值水位差值最大，达10 cm。研究成果可为多河交汇河段的堤防高程设计提供依据。

针对西霞院水库面临的库区泥沙淤积和低水位敞泄排沙导致坝前泄水建筑物出现冲刷和毁损的问题，基于实测资料，分析了库区淤积的时空演变规律以及入库水沙和调度水位对库区淤积的影响。统筹工程安全和排沙效果，提出了排沙期坝前水位的优化区间。结果表明：西霞院水库淤积严重，截至2023年汛后，正常蓄水位以下库容已损失49.14%，淤积主要集中于坝前宽河段；库区冲淤受入库沙量和坝前水位协同影响，2018年和2020年因“高来沙”叠加“高水位”运用，导致库区淤积急剧发展；根据排沙比和坝前水位的定量关系，推荐排沙期将坝前水位控制在130 m左右（允许波动区间129.5~130.5 m）。研究以期为西霞院水库开展精准化水沙调度、维持长期有效库容提供一定的科学依据。

导流洞水流压力分布对施工期泄流安全至关重要，为了研究导流洞出口段压力分布规律及其影响因素，以某水利枢纽导流洞为研究对象，采用RNG k-ε三维湍流数学模型对导流洞出口段压力进行了仿真分析，开展了不同进口体型与不同压坡坡比体型下导流洞出口段压力的变化规律研究，提出了出口压力分布校正系数与坡比m、傅汝德数Fr、收缩系数C_c 、流量系数μ的关系式，并验证了该关系式的预测精度。研究结果表明，出口段存在负压会导致导流洞出现超泄现象，合理调整进口体型可一定程度减小导流洞出口段负压值，在出口增设压坡段亦可有效改善出口负压分布，但压坡可能会影响过流能力。提出的出口压力分布校正系数公式反映了导流洞出口段水流压力变化规律，可为类似工程设计验证提供参考依据。

有效监测悬移质泥沙浓度对于河流、水库和水道中的沉积物控制及水文过程监测至关重要，传统泥沙浓度监测技术成本高、精度差且难以实现高效监测。基于此，提出了一种基于MobileViT的轻量化渠道表层泥沙浓度区间识别模型。该模型通过利用高分辨率水面图像，结合卷积块注意力模块（CBAM）通道与空间注意力机制，建立了水面表观泥沙特征与浓度等级之间的关系；采用移动沉积水循环系统实验装置拍摄不同泥沙浓度区间图像，按7∶3划分为训练集与测试集对该模型进行验证。结果表明，MobileViT-CBAM模型能够增强图像特征提取能力并减少了背景噪声的干扰，在准确率、精度、召回率、特异性和F1值等指标上均优于传统模型，在实验室受控环境下，其分类准确率高达98.28%。模型所占空间仅为19.2MB，研究证明了该轻量化模型在识别表层泥沙表观状态方面的有效性，为泥沙输移量的快速分级评估与水质预警提供技术支撑。

克里雅河中下游位于塔克拉玛干沙漠腹地，其河道形态演变直接影响区域水资源格局与绿洲生态系统稳定。基于2000-2023年Landsat系列遥感影像，结合气象、人口与土地利用数据，利用 Google Earth Engine（GEE）平台实现河道水体的时序提取，并采用数字岸线分析系统（DSAS）、随机森林模型与偏最小二乘结构方程模型（PLS-SEM）开展综合分析。研究表明：①MNDWI 在干旱区复杂地表条件下对河道水体具有较好的识别效果，能够有效抑制裸地干扰并稳定刻画河道边界。②克里雅河中下游河道整体由弯曲游荡向平直稳定演化，中心线、水体面积和曲率均呈下降趋势，河道迁移在空间上表现为上游活跃、下游稳定。③驱动因素分析结果显示，人类活动在中心线长度与曲率变化中的综合影响程度超过90%，而自然因子在水体面积变化中的贡献约为 40%。PLS-SEM结果进一步表明，人类活动对河道形态的影响显著，路径系数-0.87，显著高于自然因子-0.17。研究结果可为克里雅河流域水资源调控及干旱区生态保护提供科学依据。

跌流竖井内外气压差对其正常运行至关重要，而水舌的撞击位置是改变气压差的关键因素。针对不同长度比尺模型下水舌撞击位置对竖井整体气压差的影响规律，采用数值模拟方法，开展了4个不同长度比尺的三维数值模拟，在4个工况流量下模拟不同长度比尺下跌流竖井水力特性。结果表明，水舌撞击位置 Z公式可准确预测竖井内水舌撞击位置；在同一长度比尺模型下，水舌撞击位置随着流量的增大先快速上升，后缓慢接近于入流管水平位置；同一流量下的水舌撞击位置随长度比尺的增大而上升，而水舌撞击相对位置随长度比尺的增大而下降。气压的绝对压差存在比尺效应，而相对压差与相对高度满足三次多项式关系；竖井整体气压差与水舌撞击位置呈对数关系，撞击位置越往下，整体气压差下降。研究结果可以为水工模型试验及竖井结构优化设计提供参考。

为探明转弯管段下游流场演变规律，基于高精度谱元法求解三维不可压缩Navier-Stokes方程，对Re_D =5 300条件下不同曲率90°弯管及其上下游直管段内湍流流动进行直接数值模拟。采用自编程循环式边界条件实现充分发展的湍流速度进口。详细对比分析了不同曲率条件下，90°弯管下游管壁摩阻系数、时均流速分布、流速脉动均方根、总湍动能生成率等特征湍流统计物理量的演变规律。研究结果表明：弯管对流速分布、流速脉动、湍动能生成率等流场特性的影响随流体向下游推进逐渐减弱。近壁区黏性层时均流速分布仍遵循“壁面律”，不受弯曲管道的影响。管道中心区域强剪切层的存在是湍动能显著增大的主要原因，导致对应区域出现较大流速脉动。弯管曲率越小，其下游流场特征恢复至充分发展流水平所需距离越长。

长期干旱可能导致流域降雨-径流关系的转变，使流域水文过程呈现非平稳特征。为揭示长期干旱背景下水文非平稳性特征及其驱动因子，以澳大利亚东南部314个流域1975-2021年水文气象资料为基础，构建基于Budyko框架的时变参数动态归因分析模型。研究将全序列划分为基准期、干旱期与干旱后期，采用11 a滑动窗口反演参数 \omega的时变特征，结合修正Mann-Kendall检验评估其趋势显著性，并利用情景分解法将径流变化定量分解为气候变化与下垫面变化的相对贡献。结果表明，研究区流域降雨-径流关系发生显著转变，干旱期径流下降幅度（中位数-42.1%）呈非线性放大，远超同期降水亏缺（-7.2%）；干旱后期虽降水回升，但61.8%的流域径流恢复显著滞后。流域下垫面特征参数呈现显著的时空变化特征，干旱期64%的流域 \omega显著上升（Sen斜率中位数+0.027），且在干旱后期回落缓慢；流域水储量变化仅能部分解释参数的变化，多数流域仍体现出下垫面变化引发的非平稳响应。归因分析显示，径流亏缺在多数受干旱影响流域中由气候异常与下垫面分量共同驱动；不同流域对干旱胁迫的敏感性差异导致干旱后期恢复韧性分化。研究揭示了长期干旱胁迫下流域径流非平稳变化的驱动因子，强调了在变化环境下考虑流域下垫面变化对于准确评估径流变化的重要性。

针对湖南省降水时空分布不均、旱涝急转特征显著，且干旱风险持续加剧的现状，研究构建了一种BHM框架的极值分析模型，以科学评估区域干旱风险。该框架采用MGP分布对POT模型进行增强，不仅提升了对极端干旱事件厚尾特征刻画能力，还通过分层结构融合省域与县域尺度信息，克服了传统模型在应对空间异质性和小样本数据时的局限性。基于湖南省1990-2023年县域农业受灾率与人饮困难率数据，系统揭示了干旱风险的统计规律。结果表明：①在模型性能上，MGP分布在测试集上表现出更优的泛化能力（R ²＞0.93），对超过95%分位数的极端值预测误差可控制在3%以内，优于GP分布的4%；②在省级风险规律上，极端干旱风险（VaR与CVaR）随置信水平提高呈非线性显著增长，且农业风险具有更高的尾部相对强度，人饮风险则表现出更大的绝对损失溢价；③在县级空间分异上， 农业与人饮风险溢价均呈现显著的空间分异，农业高风险区（CVaR-VaR介于15%～26%）主要分布于湘中及湘南地区，而人饮高风险区（CVaR-VaR介于25%～38%）则呈现“东部高、西部低”的格局，深刻揭示了自然地理条件与区域抗旱能力的空间异质性。研究结果可为长江流域实施差异化的旱灾风险管控和水资源适应性规划提供科学依据。

针对排水与防涝标准不统一所引发的设计衔接困难问题，以浙江省台州市为研究区域。提出基于二项几率原理法与概率内涵法的耦合重现期转换模型，采用最小二乘法、遗传算法与模拟退火算法对长历时暴雨强度公式参数进行优化求解。研究结果表明：椒江、黄岩与路桥三区现状管网设计标准普遍偏低，经重现期转换后排涝标准均未达到20年一遇水平，而依据最新规划设计的管网系统可满足该标准。在暴雨强度公式拟合方面，基于对数皮尔逊Ⅲ型分布的最小二乘法表现最优，拟合误差最小，最终确定优化参数为A₁=9.886 7，C=10，b = 21.550 7，n = 0.706 2。该研究成果不仅明确了台州市排水与防洪标准的定量对应关系，也为城市防洪排涝体系的科学规划、标准统一及参数修正提供了重要的理论依据与技术支撑。

梯级水库蓄水期调度是实现发电、防洪、生态等多目标协同优化的关键，然而从大规模Pareto解集中选出最优方案，协调上下游水库目标主体间的利益冲突，仍是实际调度决策的难点。针对这一问题，研究构建了基于合作博弈的梯级水库多目标决策框架：首先采用混合筛选方法从Pareto解集中提取代表性方案，降低决策复杂度；进而基于合作博弈理论，通过引入Shapley值方差衡量各调度目标间的利益分配公平性，同时借助Core约束违反度判断上下游利益主体间合作联盟的稳固性，最后采用理想点法对方案进行综合优选。南河梯级水库多目标蓄水调度研究表明，通过该决策框架优选出的最优方案，相比历史调度方案其综合效益得到显著改善，总发电量提升了18.3%，生态缺溢水量减少了40.9%，防洪风险率也由23.2%降至3.1%。该决策方法能够科学地遴选出一个既能平衡多方目标，又兼顾了利益主体合作稳定性的调度策略，为解决复杂系统下的水库群协同调度难题提供了有效支撑。

在气候变化与人类活动共同作用下，渭河流域生态径流过程发生显著变化，厘清其演变特征及驱动机制对流域生态保护与水资源管理具有重要意义。为定量刻画径流模拟误差对生态径流变化归因结果的影响，以渭河流域华县站为研究对象，基于1960—2014年日径流与气象数据，构建了耦合概率深度学习与情景分析的生态径流归因不确定性评估框架。通过滑动t检验识别径流突变点，并基于突变前径流序列构建概率长短期记忆网络（Prob-LSTM）模型，还原天然径流及其不确定性区间，进而量化径流模拟误差向生态盈余与生态赤字归因结果的传递影响。结果表明：①华县站径流于1993年发生突变，突变后年均生态盈余由0.20降至0.02，生态赤字由0.07升至0.30；②气候变化是生态径流变化的主导因素，其对年尺度生态盈余和生态赤字变化的贡献率中位值分别为90%和69%，季节尺度上秋季生态盈余主要受气候变化控制，而春季生态赤字以人类活动影响为主；③归因不确定性分析表明，变化幅度较大的秋季生态盈余和夏季生态赤字，其归因不确定性区间分别为14.3%和9.2%，归因结果相对稳定；而在其他时间尺度上不确定性显著增大，最高可达73%。

为揭示气候变化背景下山西省复合干旱热浪事件（Compound Drought and Heatwave Events，CDHEs）的时空演变特征及其主要影响因素，基于分位数增量映射法校正后的3个CMIP6模式数据，利用标准化降水蒸散指数和日最高温识别CDHEs，构建持续时间、严重程度与综合强度3个指标，分析其历史时期及未来SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP5-8.5三种排放情景下的时空变化规律，并利用路径分析法定量解析年均日最高温与年总水分亏缺对复合事件强度变化的贡献率。结果表明：未来时期3种情景下CDHEs特征呈现显著的上升趋势，且随排放强度增加增幅显著扩大；相较历史时期，在SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5三种情景下，持续时间延长了5.22~9.55 d，严重程度增加了0.63~1.07 ℃，综合强度增加了0.97~1.67。山西省CDHEs的主导影响因子逐渐由水分亏缺转向气温，在历史时期及中低排放情景下，山西省西部及北部地区水分亏缺的贡献率达到50%以上，而在高排放情景下山西省大部分地区日最高温的贡献率达到60%以上；两因子之间的协同作用对复合事件变化的贡献较低，二者的共同决定系数在不同情景下均在0.2及以下。

边缘分布函数的选取是贝叶斯模型平均法能否准确量化水文预报不确定性的重要因素，不恰当的分布假设会导致概率预报区间出现偏差，降低预报的可靠性。为评估不同边缘分布函数对贝叶斯模型平均集合预报效果的影响，选取紫荆关、羊坊闸和屯溪3个具有不同水文气象特征的典型流域，构建了基于Weibull分布、Gamma分布、Box-Cox变换与对数正态变换的贝叶斯模型平均集合预报模型，系统比较各分布在不同流域中的预报表现。结果表明，在洪峰流量较大的流域，Weibull与Gamma分布在确定性预报中具有较强的拟合能力，如紫荆关流域测试集RMSE分别为124.17和140.44，NSE分别为0.74和0.67；而Box-Cox变换与对数正态变换的RMSE分别为142.84和165.91，NSE分别为0.65和0.53。在洪峰流量较小且低流量主导的流域，Box-Cox与对数正态变换则展现出更好的稳健性，而Weibull和Gamma分布因其概率密度函数的左尾特征，参数估计过程易被低值样本主导，导致概率预报结果中5%分位数长期趋近于零且缺乏波动，无法反映真实的基流波动。

箱涵式轴流泵装置广泛应用于沿江滨湖地区超低水头环境，运行工况多变，易处于大流量、低扬程及失速等特殊偏离工况，诱发严重压力脉动与流动失稳问题，威胁机组运行安全。为揭示箱涵式轴流泵装置全工况运行条件下的压力脉动演变特征与空间相干规律，搭建了模型泵装置试验系统，针对从进水流道到叶轮再至出水流道的全过流系统，设置了11个压力脉动测点，开展了涵盖近零扬程、大流量、最高效率、高扬程、深度马鞍区在内的五个典型运行工况压力脉动同步测试试验。通过对不同工况下压力脉动信号的时域统计特征、频谱特性与空间相干性分析发现：泵装置最高效率点效率为76.1%，压力脉动主频为叶片通过频率（77.8 Hz）；远离叶轮区域后，叶频脉动强度迅速减弱，而转频（19.4 Hz）及其倍频成分逐渐凸显。在超大流量（近零扬程）工况下，叶轮吸力面产生的动静干涉效应增强，压力脉动呈现复杂多波峰、多波谷结构；在高扬程和深度马鞍区等低流量工况下，压力脉动主频降低、波动紊乱且时滞明显，并在超低频区出现较高能量分布。压力脉动强度在叶轮区显著高于静止区域，叶轮测点（Pimp）的脉动强度超过静止区域测点的10倍以上，深度马鞍区进水喇叭口测点（P3）脉动强度骤增，流动极不稳定。空间相干性分析表明，最佳工况下各测点压力脉动关联度最高（最大异步相干系数达0.37）；而在特殊工况尤其失稳工况下，各测点压力脉动关联性显著降低，叶轮与进出水流道测点间几乎失去同步性。研究成果为箱涵式轴流泵装置特殊运行工况下的安全运行、振动噪声抑制和流动控制策略优化提供了重要的理论与试验基础。

在风光等新能源高比例并网的背景下，水电机组作为调峰调频电源，其稳定性遭受巨大挑战。为分析并网模式下的水轮机调节系统稳定性，建立了包含调速器、引水系统、水轮机、发电机及电网的水轮机调节系统整体数学模型。在此基础上，介绍了Hopf分岔基础理论，并将其应用到水轮机调节系统稳定性分析中，求解得到了并网模式下的系统控制参数稳定域，并对系统状态变量时域响应进行了仿真分析，研究了状态变量时域响应随PID参数变化的演变规律，验证了求解得到的系统稳定域是准确的，同时发现并网模式下的水轮机调节系统状态变量时域响应中存在波动叠加效应，为水轮机调节系统的控制参数整定提供了理论指导。

在含沙水流条件下，冲击式水轮机喷射机构长期受到泥沙冲蚀，喷嘴为喷射机构的重要部分，喷嘴磨损和喷嘴结构变形严重影响着冲击式水轮机的效率和运行安全。为探究喷嘴磨损和喷嘴结构变形的变化规律，基于ANSYS Fluent平台对冲击式水轮机喷射机构进行三维建模，利用SST k - \omega湍流模型、Oka冲蚀模型及冲蚀—动网格耦合方法对喷射机构进行水气沙三相流数值模拟，分析不同泥沙浓度及水头对喷嘴磨损和变形程度的影响。结果表明：喷嘴喉部处泥沙磨损较为严重，且变形位置与磨损位置基本一致；磨损率具有一定的规律性，且表现为脉动特性；变形量表现为喷嘴喉部向外不均匀扩张，变形程度与上述变量呈正相关。该研究可为冲击式水轮机在含沙水流下的安全运行提供参考。

为探究超声波技术用于检测水中空泡的可行性，以水中气泡代替模拟空泡，采用理论和实验研究了超声波穿过含气泡水后超声波特征参数随气泡含量和尺寸的变化规律。应用含气泡液体中超声波声速和声衰减理论模型，计算了声速和声衰减系数随水中气泡含量和大小的变化规律，结果表明，超声波在含气泡液体中传播时，水中气泡含量和大小会显著影响声速和声衰减系数；随着气体体积分数的增大，声衰减系数增大，声速逐渐减小，其中声衰减系数比声速能更显著地反映水中气泡含量和大小；超声波频率越大，其声衰减越大。设计超声波检测水中气泡的试验装置，检测了不同频率的超声波穿过含气泡水的声透射损失。试验结果表明，不同频率的超声波声透射损失与气泡含量和气泡大小有显著的响应关系，声透射损失随着含气量的增加而急剧增大；频率超过1.0 MHz超声波的声透射损失均能显著反映水中气泡含量和大小的变化，但是超声波频率越高，声透射损失急剧增大，过高频率的超声波会导致接收端信号微弱，频率范围1.0~2.0 MHz超声波适合用来检测水中气泡。

在城市供水泵站向“主动调控”的智慧化转型过程中，亟需高精度的超短时流量预测技术支持。针对5 min级流量预测任务具有的强时序依赖与复杂非线性特征的问题，提出了一种“分解-预测-修正”三阶段混合模型（WD-LSTM-GBRT）。该模型首先利用小波分解将原始流量序列解耦为多尺度分量以增强特征表征；继而采用长短期记忆网络作为主体预测器，捕捉序列中的核心时序依赖关系；最后，引入梯度提升回归树，专项学习并修正与外部特征相关的非线性残差。基于真实泵站运行数据的实验表明，WD-LSTM-GBRT模型在平均绝对误差、均方根误差、平均绝对百分比误差和决定系数上均显著优于GBRT、LSTM和CNN-LSTM等基准模型，有效验证了其在预测超短期流量问题中的优越性，为泵站的精准主动调控提供了可靠的技术支持。

为探究转速和活动导叶联合调节的变负荷过渡过程对变速抽蓄机组转轮影响，基于单向流固耦合对某双馈式变速抽蓄机组抽水工况进行模拟，对比不同控制策略下转轮动力特性，并参考Park-Ang双参数损伤模型构建叶片损伤函数，进行叶片受损程度分析。控制策略分别为：交流励磁系统转速控制，机组调速器开度控制；交流励磁系统功率控制，机组调速器开度控制。结果表明：受外特性变化影响，转轮在转速-开度控制策略下最大等效应力及变形位移分别为167.73 MPa、0.727 49 mm，显著低于功率-开度控制策略最大等效应力279.9 MPa及最大变形位移1.848 5 mm；不同控制策略下，受主轴固定约束，应力无法通过变形释放，转轮应力最大值均位于叶片处，而位移分布则从外缘向主轴逐渐减小；基于构建的叶片损伤函数，发现叶片进水边与上冠连接处、叶片与下环连接处中部以及叶片出水边与上冠连接处损伤程度较高，且功率-开度控制策略下叶片最大损伤函数值为0.729 03，显著高于转速-开度控制策略下最大损伤值0.266 62，表明转轮在功率-开度控制策略下更容易发生损坏。

阀门水轮机集成了流量调节与能量回收为一体，能有效地取代管道水轮机为管道设备供电。为了提高阀门水轮机的性能，采用计算流体力学软件对阀门水轮机进行水动力性能分析，比较尖形处理前后的叶片性能。根据流线型物体的结构特点，提出一种基于贝塞尔曲线的水轮机叶片，分析厚度和角度两个参数对叶片性能的影响。研究结果表明：尖形处理后的叶片提升了流量系数，在相同流量系数下获得了更高的效率，而基于贝塞尔曲线的新型叶轮在常用开度下进一步提升了效率和流量系数。因此，叶片的尖形处理能有效提高了阀门水轮机的性能，基于贝塞尔曲线的叶轮在流线型结构上提供了更多自由度，其性能可得到进一步提升。

冲击式转轮是水力发电系统的核心受力部件，其运行过程中产生的动态应力具有显著的非平稳性与多尺度变化特征。传统依赖仿真或完整实测序列的方法难以准确刻画应力的瞬态响应，且对数据完整性要求较高。为此，提出一种面向非平稳多尺度特性的模态分解与注意力增强预测方法：首先利用变分模态分解（VMD）实现应力信号的多尺度分量提取；随后采用门控循环单元（GRU）进行时序建模，并通过注意力机制强化关键瞬态响应，从而在仅依赖短时连续应力片段的情况下仍能保持稳定的预测性能。结果表明，模型在各典型工况下预测准确率均超过80%，R²均大于0.917，MAE和RMSE均处于1MPa左右。与GRU和GRU-Attention对比，所提模型预测精度与稳定性方面均表现出显著优势。该成果为水力机组在恒定水头及数据中断条件下的动态应力预测与安全运行边界评估提供了高效且工程实用的新途径。

准确预测爆破块度对矿山爆破参数优化和成本控制意义重大。传统经验公式因线性假设难以适配非线性关系，现有机器学习模型存在特征选择依赖经验、超参数易陷入局部最优等问题。研究提出融合灰色关联分析（G）特征选择、徒步优化算法（HOA）与最小二乘梯度提升（LSBoost）的预测方法：通过灰色关联分析筛选与爆破平均块度（X₅₀）强相关的核心特征，剔除冗余变量；利用HOA动态调节搜索步长，对 LSBoost 超参数进行全局寻优；最终驱动LSBoost迭代拟合残差以捕捉非线性关系。基于全球9座矿山的97组实测数据开展试验验证，所提G-HOA-LSBoost模型在测试集上的平均绝对误差（MAE）为0.036 3、均方误差（MSE）为0.002 7、均方根误差（RMSE）为0.052 3、决定系数（R²）为0.907 2，性能优于随机森林（RF）、极端梯度提升（XGBoost）、神经网络（BP）等模型；消融试验验证了灰色关联分析与 HOA 的协同增效作用；SHAP 分析表明，本模型更关注爆破过程参数，为工程参数调控提供了科学工具。

堆石混凝土（RFC）中堆石与自密实混凝土（SCC）形成的骨-胶界面处的黏结性能对其整体承载性能有显著影响，研究界面特性对其剪切强度形成规律的影响具有重要意义。通过开展不同亲疏水性、粗糙度条件下的骨-胶界面斜剪试验，分析界面剪切强度随龄期的发展规律，界面特性对剪切面破坏模式的影响，进而分析了粗糙度和亲疏水性对骨-胶界面剪切破坏的影响机制。结果表明：①界面剪切强度随龄期呈幂函数增长，14 d龄期前增长快，14 d之后增幅慢，14 d时可达到峰值强度的70%左右；界面粗糙度显著影响破坏模式，光滑界面呈脆性脱黏破坏（峰值后强度骤降），粗糙界面呈剪断-脱黏混合破坏（峰值后缓慢软化），亲疏水性对破坏模式无显著影响。②28 d时，亲水界面情况下，粗糙度可将强度提升152.52%，疏水界面情况下，粗糙度可将界面强度提升303.9%；粗糙界面下，亲水性可将界面略微提高12.04%，光滑界面下，亲水性可将界面强度提高79.22%。③粗糙界面靠黏结力与咬合力抗剪，强度高于光滑界面；亲水界面促浆液渗透强度高，疏水界面则相反。研究结果可为揭示RFC承载机理提供基础支撑。

为实现大坝位移的精准预测以支撑结构安全评估，以百色水利枢纽工程左岸大坝为对象，通过ABAQUS建立大坝有限元模型，模拟不同水位工况下的位移变化，明确其变化规律与敏感区域，并提出一种基于巴特沃斯滤波器（BF）与门控循环单元（GRU）相结合的预测模型（BF-GRU），用于预测大坝位移变化趋势。研究结果表明，坝顶区域的位移响应最为明显，水平与垂直位移均达到最大值，并随着水位升高呈增大趋势，因此高水位条件下需关注坝顶的结构安全。在3个测点上，BF-GRU模型的拟合优度（R²）分别达到0.908、0.869和0.801，平均绝对误差（MAE）和均方根误差（RMSE）均低于1.5 mm。与GRU模型相比，BF-GRU在D2-V和D3-V测点的R²分别提高18.1%和26.3%，MAE和RMSE最大降幅均超过30%，表明滤波能有效去噪并增强特征提取能力。综上，BF-GRU模型结合滤波去噪与深度学习，实现了对大坝位移变化的高精度预测，为大坝变形监测与结构安全评估提供了一种可靠的技术手段。

为克服传统灵敏度系数需对功能函数近似线性展开且仅在影响因子设计验算点处取值的缺陷，考虑影响因子在完整失效域内的变化，在水闸抗滑可靠性分析模型基础上，构建全域重要性测度以替代局部灵敏度系数，提出了水闸抗滑可靠性影响因子的全域重要性考察方法，并利用高效的截断重要抽样法完成了全域重要性测度指标估算。通过某黏土地基上水闸工程实例计算了抗滑稳定可靠性影响因子的灵敏度系数和全域重要性测度，结果对比显示全域重要性考察方法计算得到的影响效应量值更为合理。根据量化结果，将影响效应较低的因子按定值处理以简化可靠性分析过程，而择取影响效应较显著的因子利于针对性地制定水闸运维指导方案，有助于保障水闸功能的可靠性。

长距离引调水工程充水过程水力演变复杂，传统方法采用圣维南方程组模拟，计算耗时长，难以满足数字孪生平台对实时仿真的要求。为实现充水过程的高效准确模拟，基于缓慢首次充水工况的物理特征，构建一维充水快速预测数学模型，将充水过程按时间步离散，在恒定入流边界和水位—水量关系约束下，采用准稳态水力公式递推计算各阶段水位、水量及水流到达时间。结合工程实例验证，结果表明，模型预测的关键位置水流到达时间与现场实测值偏差在±5 min以内，仿真时间5 s内可控。该模型预测准确、计算效率高，可为长距离引调水工程数字孪生平台中的首次充水仿真提供可靠的算法支撑。

针对传统水网规划与决策方法在省级水网数字化建模和水资源配置决策中存在的建模效率低、智能推理能力不足等问题，提出一种人工智能体辅助的水网数字化规划与决策方法。该方法将推理链与外部工具调用相结合，将规划推理与工具执行交替迭代，实现数字化建模与逻辑推理能力的统一。基于开源大语言模型与LangGraph框架，构建面向贵州水网数字化规划决策的专业化人工智能体AquaMind，通过前后端工具与JSON Schema的自动映射，支持对后端应用程序接口与前端地理信息系统及界面工具的统一调用；设计标准化WebSocket消息交互机制，构建涵盖语义解析、意图识别与工具调度的智能工作流，借助规划、编辑、自动三种工作模式，实现水网对象管理、模型控制与可视化交互的动态协同。研究结果表明，该方法在建模精度、规划效率和推理可靠性方面优于传统专家知识推理方法；所提方法可为省级水网数字化规划及调度决策提供精确、智能、高效的解决途径，推动水网管理系统从数字化向智能化转型。

自密实混凝土布料机是堆石混凝土坝机械化施工的关键设备，准确识别布料机的作业状态是远程监控浇筑点位置与浇筑轨迹亟待解决的难题。研究基于YOLOv11-pose深度学习模型的关键点检测、姿态估计等算法，提出了一种混凝土布料机作业姿态的智能判别方法。选取布料机主轴、布料杆及出料口等5个关键特征点，构建图像数据集并采用在线数据增强策略。通过计算特征点间的位移与角度变化，结合预设阈值判定布料机处于静止不动、绕主轴旋转、绕C点旋转或整体移动四种作业状态。结合国内某堆石混凝土坝的实际工程应用，发现该方法可有效追踪布料机的特征点位置，准确判断尤其是绕主轴旋转这类动作较大的状态。该方法可用于优化混凝土的浇筑路径与填充效果，助力智能化的机械设备视觉监控。

水库蓄水对高坝工程枢纽区地下水渗流场具有深远影响，查明枢纽区渗水的来源和通道对于高坝工程的防渗安全评价和运维管理具有重要指导意义。依托西南地区某高坝工程，结合坝址区的水文地质条件和渗流状态，对枢纽区环境水开展了系统的水温、水化学特征和氢氧同位素分析，深入揭示了枢纽区各部位渗水的来源及通道。结果表明：枢纽区冷水水样主要来源于上游库水和下游江水，温水水样主要由灰岩承压水与地表水掺混而成；库水入渗过程中，水样pH值呈上升趋势，TDS、Ca²⁺、Mg²⁺和HCO {}_{\mathrm{3}}^{─}浓度下降，Na⁺和Cl^-逐渐富集；水垫塘区域的渗水来源按其占比依次为下部灰岩承压水、上游库水和下游江水，且不同来源的渗水存在明显的掺混现象；右岸厂区第四层灌排廊道渗水由库水沿错动带C₇和C₈渗入，右岸厂区渗水主要由库水沿错动带C₂～C₄渗入；左岸厂区渗水主要由库水沿错动带C₃～C₅渗入，并存在与玄武岩裂隙水的掺混现象；坝基帷幕防渗效果良好，渗水也具有多源掺混特征。从整体上看，枢纽区最主要的渗水来源是库水，其后依次为下部灰岩承压水、下游江水和两岸玄武岩裂隙水，渗水的主要通道是层间错动带和少量勘探期未封堵的钻孔，并受地形条件和防渗体系的影响显著。研究成果为高坝工程安全性评价和运维决策提供了重要依据。

水库蓄水后，裂隙水压力与结构面之间的相互作用，对岸坡的失稳破坏具有重要影响。为评价涉水反倾层状岩坡的稳定性，以工程实例为地质原型，分析蓄水作用下岸坡弯曲倾倒破坏过程，在此基础上，建立反倾岩坡弯曲倾倒破坏力学模型。依据最大拉应力理论和Mohr-Coulomb准则，推导任意岩层在裂隙水压力和结构面共同作用下的力学平衡方程，基于极限平衡法和潘家铮极小值原理，提出反倾岩坡弯曲倾倒破坏分析方法。通过与Aydan等人提出的方法展开对比，验证了该方法的可靠性。研究成果对库岸反倾层状岩坡整体稳定性判别及破坏模式预测具有一定的理论意义和参考价值。

为揭示我国典型湿润棉区内关键气象要素特征及产量效应，研究构建水分盈亏、日照时数、热胁迫日、高湿度日指标体系，应用MK 趋势分析、空间插值及逐步回归等方法，系统探究1961-2020年间湖北棉花不同生育期内气象指标的时空演变特征及对产量影响。结果表明：湖北各地棉花日照时数呈普遍下降趋势（84.6%站点显著），热胁迫日普遍增加（34.6%显著），高湿度日以下降趋势为主（42.3%显著）。年代变异上，水分盈亏先升后降，日照持续下滑，热胁迫日先降后升，高湿度日在平稳后回落。水分盈亏高值区位于鄂西南和鄂东地区，日照在各生育期均呈“西低东高”分布，热胁迫日高值区位于鄂西中部和鄂东地区，高湿度日高值区在鄂南沿边地区。花铃期是影响湖北棉花产量的首要时期。花铃期高湿度日为湖北棉花产量的首要影响指标（负向），其次是花铃期水分盈亏（负向）、蕾期日照时数（正向）和花铃期热胁迫日（负向）。研究可为我国湿润区棉田水热优化管理提供理论支撑。

针对农村堰塘水权分配依赖固化历史方式、导致分配不公及用水纠纷的问题，以湖北省宜都市为研究对象，构建村-户两层级水权分配模型，村级层面采用博弈论组合赋权模型进行分配，户级层面构建基于基尼系数的多农户优化模型进行调控。研究结果表明：村级层面，博弈论组合赋权使得各村分配比例集中于12.7%～15.31%区间，有效规避了单一赋权的片面性，实现了公平、效率与效益的协同均衡，分配结果较为合理；户级水权通过行政村小组内堰塘灌溉系统的分配水量份额进行调控，在尊重历史用水延续的情况下使堰塘水权分配更具公平性，调控结果基尼系数由现状分配模式的0.557 7降低到0.246 8。该分配模型有效缩小了农户间的用水差距，增强了堰塘水权分配的公平性，有利于减少堰塘用水纠纷，对其他地区的堰塘管理具有一定的参考性。