为了了解流域的水文特性变化与土地利用的变化的关系，对湖北省漳河灌区新埠河流域1966-2010年的水文特性变化趋势进行研究。根据该流域实测雨洪资料,采用SCS模型方法分析流域不同时期的径流量和洪峰流量变化规律。结果表明，从1966年至2010年间，相同频率（枯水年80%）径流量由209.2mm减少为174.5mmm，相同前期土壤湿润情况下，洪峰流量（频率5%）由第一阶段1175.4 m3/s减少为第三阶段1073.1 m3/s，但第四阶段较第三阶段增加了46.9 m3/s。这说明土地利用的变化对流域水文特性具有一定的影响。

海河流域在全国七大水系中属资源性缺水河流，常年的供水不足造成该地区水资源总量下降。而该地区又是农业和工业相对发达的地区，对水资源的需求量非常大。海河流域的供用水现状及开发利用问题分析结果表明，其开发利用率大大超过了合理上限。为此，有必要采取措施对对海河水资源、水生生态进行保护和优化配置。

针对目前水资源短缺及污染的加剧，水资源安全面临严峻挑战的形势，在总结国内外水资源安全研究的基础上，概况了具有代表性的水资源安全的定义和内涵；归纳了水资源安全评价中常用的指标体系以及评价方法。同时，本文也分析提出了水资源安全的定义及评价指标体系，并概括提出了目前水资源安全研究领域里存在的主要问题和发展趋势。

以贵阳水文站近45年年径流量时间序列为例，借助于Excel和MATLAB等软件，利用滑动平均法、累积距平法、Mann-Kendall趋势检验法及变差系数对南明河流域贵阳水文站径流量时间序列进行了计算分析。结果表明：1990~2000年贵阳站年径流量系列的具有显著的上升趋势；年径流量系列的变差系数较小，径流变化比较稳定，有利于水资源的开发利用。以期对喀斯特地区水资源规划及可持续利用具有参考意义。

水利枢纽库区水事活动管理系统的建立可实现对库区范围内水事活动的逐时跟进监督与科学控制管理。以广东省北江流域飞来峡水利枢纽为例，对该水利枢纽库区水事活动管理系统包括库区水事活动信息统计数据库与信息查询系统的开发建立过程以及该系统的实践应用情况和效果进行了全面介绍。

本试验以层状土壤结构为研究对象，对微压小流量滴灌条件下点源入渗特性规律进行了室内试验，设置均质壤土、上壤下砂结构和上砂下壤结构层状土壤3个处理，对其湿润模式，湿润体在径向、垂向湿润距离与时间的变化特征及湿润锋随时间的变化特性进行分析，结果显示两种层状都具有减渗功能，湿润锋随时间的变化规律符合幂函数关系，研究结果对于层状土壤湿润体预报，准确模拟层状土壤介质中的水分和溶质运动过程有重要意义。

基于非饱和土壤水运动的基本方程建立了膜缝灌的土壤水分运动基本方程，利用SWMS-3D软件模拟了不同处理下膜缝灌的累积入渗量及土壤湿润体含水量分布，模拟值与实测值比较接近，表明所建模型能较好的表征膜缝灌的土壤水分运动。分析了不同要素组合下膜缝灌的入渗特性、土壤湿润体水分分布和平均入渗水深，在此基础上建立了膜缝灌的平均入渗水深简化模型，试验验证结果分析表明所建膜缝灌平均入渗水深简化模型可用于计算膜缝灌平均入渗水深。

从气候变化对区域灌溉用水影响机理入手，利用区域经济发展、灌溉用水、种植结构等因素之间动态反馈关系，采用系统动力学建模方法，构建了气候变化背景下灌溉用水响应模型，分析了未来不同气候情景下宝鸡峡灌区灌溉用水的变化过程。结果表明，随着未来气温升高趋势的增加，灌溉用水亦呈明显升高趋势，不同情景稍有差异，但差别不大，而不同作物间差异较大。以B1情景为例，温度升高1℃，灌区内灌溉净需水量约增加12050×104m3，毛需水量约增加20080×104m3，灌区内小麦单位面积约增加需水量28m3/亩；玉米约增加8m3/亩，这可能与冬小麦和夏玉米生育期的变化有关，应进一步加强研究。

针对单喷嘴的特性，设计了研究单喷嘴均匀度的实验方案，并且给出了均匀度的测试指标：均匀系数、偏态系数、等雨强线、等圆半径。通过本实验方案，详细的研究了喷嘴的均匀度，为喷嘴的优化组合提供了技术指标。

以湖北省所辖的17个市、州为样本，选取了14个与农业水资源利用经济效益、生态效益相关的指标，利用主成分分析法计算出各个市、州的水资源利用的综合效率评价值，对这些地区的效率水平进行了排序，并且分析了相关地区水资源利用效率水平较低的原因所在。

以湖北荆门灌溉试验站和广西桂林灌溉试验站的蒸发皿蒸发和气象要素实测资料为例，采用线性趋势线法分析蒸发皿蒸发量的变化趋势以及气温、降雨量、风速、日照时数、日较差和相对湿度等6个气象因子的变化趋势，采用单因素相关分析和多元线性回归分析，研究了气象因子对蒸发皿蒸发的影响。分析结果表明，荆门灌溉试验站1973~2003年蒸发皿蒸发呈下降趋势，其主要影响因素是相对湿度的增大、风速的减小和日较差的减小，桂林农田灌溉试验站1980~2003年蒸发皿蒸发呈上升趋势，其主要影响因素是日较差的增大。

2009～2010年在陕西杨凌进行了冬小麦覆膜沟播和传统平作播种方式的对比试验，结果表明，沟播较平播极显著增产，其成穗率较平播高3.8%,水分利用效率高5.06%。在拔节期前沟播的小麦群体分蘖数较平播少．在挑旗期至成熟期沟播群体高于平播，干物质积累量返青期较平播低，返青拔节后干物质积累量迅速上升，且较平播高。用曲管地温表观测了地膜覆盖和传统平作不同深度(0、5、l0、15、20和25cm)的土壤温度，分析了不同处理条件对地温影响的差异。试验结果表明，传统平作的地温变化比较快，地温的日振幅比较大，昼夜温差大。而地膜覆盖增温快，保温效果好，并且温度变化趋向平缓。

通过物理模型试验及推导建立植物过流水动力学方程，对植物“柔性坝”过流时的水动力学特性进行了数值研究；利用计算流体力学软件FLUENT，用VOF方法追踪自由水面，采用多孔介质域模拟植物坝覆盖区域，以多孔介质前后压强配合空隙率来确定渗透率，对有植物坝覆盖的水槽二维两相流场进行了数值模拟。将数值计算得到的流速值与模型试验流速值实测结果进行了比对，两者吻合较好。

淤地坝既能拦截泥沙、保持水土、又能淤地造田、增产粮食，在黄土高原地区已经有上百年的历史。研究淤地坝在流域水土保持措施中的贡献，已成为泥沙研究和水土保持研究的一项重要课题。本次研究以黄土高原典型流域马家沟为例，分析淤地坝在水土保持措施中的的贡献，研究结果表明：1990~2007年年均减沙量最大的是淤地坝，其次是梯田，依次为林地和草地。坝地的减沙量贡献率在1990~2000年为41.51%，在2001~2007年平均达到了46.58%。

针对BAF反应器出水总氮浓度显著减少这一现象，以反应器中的生物膜为接种物，采用倍比稀释和酸碱指示剂培养基相结合的方法，成功筛选得到2株能有效降解硝酸盐氮的菌株N1和H1，从而证明好氧BAF反应器的生物膜中确实存在好氧反硝化细菌。经形态观察和生理生化特征分析，初步鉴定菌株N1和H1均为假单胞菌属（Pseudomonas）。菌株N1和H1好氧反硝化特性测试表明其对硝酸盐氮的反硝化作用主要发生在对数生长期。生态影响因子试验确定菌株好氧反硝化过程主要影响因素是投菌量、温度、初始pH和C/N。适宜的反硝化运行参数分别为：投菌量5%和10%，温度30℃和25℃，初始pH值6.0， C/N（摩尔比）12.0:1和4.6:1。该研究可为好氧BAF工艺短程同步硝化反硝化的设计和运行提供理论和技术支持。

应用Archimedean Copula函数研究干旱特征变量的联合分布，为水资源决策者提供依据。以渭河流域西安站77年的月降水资料为例, 采用Archimedean Copulas函数建立干旱特征变量之间的三维联合分布模型。分别采用极大似然法和适线法进行参数估计，通过拟合优度评价选用Clayton Copula描述干旱历时，干旱烈度和干旱烈度峰值之间的联合分布，并计算条件重现期。结果表明, Copulas函数能够比较好的描述干旱特征变量间的联合分布；具有灵活性和应用范围广等特点。

为了加强杭州市的旱涝灾害监测和评估，利用5个气象站近50年的月降水资料，比较分析了Z指数和SPI计算结果的一致性与差异。采用频率分析、趋势变化特征分析和多尺度SPI分析等方法，研究了杭州市各站及各季旱涝的变化特征。研究表明：Z指数和SPI在计算杭州市旱涝情况结果基本一致；杭州市的干旱情况自西向东逐渐加重，洪涝反之；夏季与秋季易引起梅汛、台风洪涝与夏秋干旱交替出现。本文首次使用多时间尺度SPI计算杭州市的旱涝情况，为今后杭州市旱涝预测提供了一定的参考价值。

针对常县山洪灾害发生实际，在现有水雨情采集系统基础上建立山洪灾害预警系统，系统具有信息查询、水雨情监测、预警分析、预警发布、地图服务等功能，实际运行表明该系统运行稳定，对小流域避洪保安有着积极作用。

调查研究了永定新河相关流域、河道资料及工程建设资料，用普里斯曼四点隐式差分法对圣维南方程进行离散求解，建立了洪水演进的水力数学模型。对滩涂改造工程所产生的永定新河壅水进行分析评价，并将其与永定新河的防洪标准相结合，论证结果表明滩涂改造建设项目实施后，沿永定新河所产生的壅水高度是非常小的，对永定新河及其附近区域防洪形势的影响是非常有限的，因此该工程的实施不会影响到永定新河的防洪泄洪。

针对农村饮水工程的特点，结合安徽省不同地区农村饮水安全工程管理经验，提出农村饮水安全工程可持续运行管理的目标和保障措施。

对屋面初期雨水径流水质进行了现场试验，对雨水径流的悬浮物和COD污染物指标进行了取样分析。结果表明，屋面雨水径流的初期冲刷效果明显，且雨水径流中的污染物浓度的变化符合指数形式的变化规律。在此基础上，提出屋面雨水利用的初期雨水弃流量，为雨水集蓄的实际应用提供参考依据。

英德市是广东省农村饮水安全工程的示范点，在饮水安全工程的建设过程中克服了诸多困难，取得了良好的效果，积累了不少经验。在水源点选择、管网布置、高水压处理等方面，设计人员都花费了大量时间进行调查、分析和研究，提出了适合于当地复杂条件的设计方案。对设计中遇到的问题和解决方法进行简要的总结，以供参考。

斯木塔斯水电站原设计方案泄水建筑物中溢洪道采用了台阶式消能方式，为了论证在高水头，小单宽流量下台阶式溢洪道应用的合理性，有必要对设计方案进行模型试验的研究。借助大比尺的模型试验，对该溢洪道段的流态，压强，掺气，消能率等进行了观测。试验结果表明各项水力特性良好，消能效果显著，满足工程实际的需要，为工程决策提供了科学依据。本次模型试验验证了台阶消能工在高水头，小单宽流量下应用的可行性，对类似工程具有一定的参考价值。

对壁面粗糙度突增时的明渠紊流特性进行了试验研究。利用三维超声波流速仪,测量了粗糙度突增后，不同水深情况下明渠紊流的水流方向、横向和垂向三维瞬时流速。分析了粗糙度突增对明渠紊流的影响,得到了壁面粗糙度突增后，明渠紊流的时均流速分布特点以及水流方向、横向和垂向紊动强度的沿程变化特点。

当前国家对小型农田水利建设的投入很大，而在小型灌溉渠道改造中大量使用预制混凝土U型槽进行防渗衬砌。但因小型灌溉渠道量大面广，针对每条渠道如按传统设计方法确定U型槽规格的大小，显得十分复杂而繁琐。结合江西的实际应用经验，通过分析研究得出相对应表格，介绍了利用表格查询合理选用U型槽规格的实用方法，快捷简洁，提高了设计效率。

采用ANSYS软件分别对圆形断面、矩形断面、直墙圆拱形断面、蛋壳形断面形状的水工隧洞开挖进行了有限元分析计算。通过各种断面隧洞开挖后的位移、应力和塑性区的分析，对四种断面形状进行了优选。结果表明：圆形断面隧洞洞顶出现的沉降量最小，洞周应力分布均匀，出现的最大拉应力最小；矩形隧洞洞周围岩的沉降值和最大拉应力最大，应力集中程度和塑性区范围也最大；蛋壳形隧洞的洞周位移应力值和塑性区范围仅次于圆形隧洞。综合考虑隧洞的使用空间、造价等因素后，认为蛋壳形断面是最合理的隧洞断面形状。

采用基于非线性有限元理论的强度储备安全系数法，对观音岩重力坝坝基的深层抗滑稳定进行了研究。通过塑性屈服区的发展过程，得到坝基的渐进破坏过程、可能的失稳模式以及强度储备安全系数，并根据《混凝土重力坝设计规范》(DL5108-1999)采用基于分项系数的刚体极限平衡法对坝基抗滑稳定进行了核算，各坝段的深层抗滑稳定安全系数均大于1.0，满足规范要求；结果表明大坝坝基深层抗滑稳定是有保证的。

常规的定值安全评价方法由于没有考虑到各种设计变量的变异性，因此安全系数的大小并不能准确地反映工程的安全程度。采用蒙特卡罗法从破坏率的角度分析了苏家沟水库土坝的滑动失稳风险，结果表明：在设计洪水位1870.92 m时，计算剖面上游坝坡滑动失稳风险率为0.000012%，上游坝坡稳定性比较好，除险加固措施合理；最危险水位出现在泥面以上坝高的1/4附近，在该水位以上随着水位的升高，上游坝坡滑动失稳风险率逐渐减小；且随着水库的淤积，上游坝坡稳定性不断提高。

利用FLAC3D软件对地下洞室动力计算模型截取范围进行研究。选取四类常见岩体，每类岩体分别横向截取1.5倍~5倍洞径围岩生成六种模型，在FLAC3D中，对各类岩体各模型加载地震波，通过比较相同岩类不同模型监测点变形情况，得出地震计算中模型合理截取范围。研究结果表明，当模型横向围岩截取范围超过2倍洞径时，计算结果随模型截取范围变化不大，综合计算结果精确性及计算效率两个方面因素，可认为地下洞室动力计算模型横向合理截取范围为2.5~4倍洞径，并且当围岩岩性条件较差时可适当选取较大的模型截取范围。

针对以有限元为基础分析碾压混凝土重力坝层间可靠度其功能函数不能显式表达的特点，采用响应面法、JC法、窄界限法原理相结合的可靠度计算方法。由三维非线性有限元对等壳水电站碾压混凝土重力坝各随机变量分位点值的计算结果，采用抗剪断公式构建该电站非溢流坝段层面的功能函数，求得响应面方程，并应用JC法和窄界限法计算层间单元可靠度指标及层间体系可靠度指标，进一步分析材料的变异系数对体系可靠度的影响。结果表明，φ是影响体系可靠度指标的最敏感因子，碾压各层β值一般为4.16～5.70，层间体系可靠度β'为4.12，满足工程要求。该方法计算效率高，实用性强，用于碾压混凝土重力坝层间抗滑稳定可靠度分析是可行的，值得推广。

对不同频率的扰动波在湍流边界层内沿流向和法向的衰减和畸变进行了实验研究， 研究发现，内层的周期扰动使边界层外层产生了扰动波响应，近壁区域的周期扰动在外区引起的扰动波响应振幅远大于内区，边界层内层猝发与边界层外层流动状态之间具有感受性的联系，内层猝发的生成与边界层外层流动状况密切相关。湍流是一个稳定的状态，湍流边界层不存在整体失稳，各种频率的扰动波沿流向的幅值总体上都是衰减的，衰减趋势越来越弱。但扰动波波幅沿流向并不总是单调减小的，有些时候出现局部的波幅增长。

结合当前堤坝工程监测现场工况详细介绍了监测信息系统的设计原则，堤坝监测结构分析、系统组成；另外还介绍了基于虚拟仪器开发平台LabVIEW上堤坝安全监测信息管理系统功能模块功能的开发，系统可应用于堤坝安全监测工程现场，将带来一定的经济效益和社会价值。

空气为间隔介质的的不耦合装药广泛应用在轮廓控制爆破中，而以水为间隔介质的不耦合装药则利用水的不可压缩性改变爆破冲击荷载特性来达到特定的控制效果。本文应用数值模拟方法对水与空气不耦合装药结构下的爆破作用机理进行研究。通过两种间隔介质条件下孔壁处的有效应力场及速度场的对比分析，水不耦合装药相对来说具有孔壁压力均匀、作用时间相对较长的特性。此特性有利于获得较高的爆炸能量利用率，在提高爆破的破碎效果和降低爆破飞石危害等方面将有明显的作用。

采用改进的应力型三轴蠕变仪对Q3黄土进行了三轴剪切蠕变试验，对比分析了围压、干密度、含水率的变化对蠕变特性的影响，并通过对试验数据的分析，建立了Q3黄土的经验蠕变模型。试验结果表明：在同等条件下，饱和原状样的蠕变变形量大于重塑土样的蠕变变形量，且两者都大于天然含水状态的原状土样的蠕变变形量。围压越大，蠕变变形量越小；干密度越小、含水率越大，蠕变变形量越大。将模型计算出的结果与试验数据进行对比，两者基本吻合，从而验证了该模型的正确性。

以宜昌市东风渠灌区红星渡槽为例，论述了渡槽重建工程的方案选择，介绍了大型双曲拱渡槽的结构分析方法和施工方案。总结了红星渡槽设计施工的经验教训，在此基础上对双曲拱渡槽的勘测设计和施工提出了若干建议。

叶尔羌河大寨渠口中游河段床岸组成物质为粉细沙，其抗水流冲刷能力低下、河岸相对不稳定，该河段河道宽浅、水流散乱、主河槽摆动频繁、河道具有较强的游荡性，这种河段修建两岸引水枢纽的自然条件较差、尚无可借鉴的成功经验。通过采用动床、全沙、变态河工模型，进行了“一”字型拦河闸、闸堰结合及闸坝结合三个枢纽总体布置方案及十几次的修改试验研究工作，结果表明，此河段可以修建渠首，只要闸前整治段宽度与河流稳定宽度相匹配、对大洪水的处理采用适宜的第二泄洪通道以适应丰枯比较大的新疆河流特点等，渠首的引水防沙问题可以得到保证，枢纽能够安全有效运行。研究成果为枢纽的建设、设计提供了科学依据。

通过对双支点复合运动式水力自控翻板闸门的运转机理和受力平衡的分析，讨论了水力自控翻板闸门在多泥沙河流与清水河流上应用的不同，推导出最高启门水位条件下翻板闸门能正常翻转的闸前临界淤沙高度公式，通过算例得到最高启门水位下闸前临界淤沙高度值，进而得出临界淤沙高度与门顶启门水位的关系，为分析淤沙压力对多泥沙河流水力自控翻板闸门的影响提供依据。

金安桥水电站下闸蓄水后，陡升的库水位将对导流洞结构稳定造成不利影响。为保障堵头封堵前的导流洞结构稳定性，运用三维弹塑性损伤有限元，在模拟进水口边坡及导流洞开挖支护的基础上，计算汛前下闸水位时的岩体渗流场，对导流洞围岩和衬砌在岩体渗流作用下的结构稳定性进行复核分析。分析结果表明，导流洞的围岩稳定性在蓄水后仍有保障，衬砌结构受力较小，现有环向配筋满足结构内力要求，但在进水口变截面和导流洞变截面部位沿水流方向的拉应力较大，使得衬砌出现开裂。进一步分析表明，上述区域的开裂范围有限，对整体衬砌结构影响较小。

安置区移民安置适宜性评价是移民安置规划工作的重要环节，本研究探讨了基于参与性评估法的安置区移民安置适宜性评价理论与方法，并对雅安市雨城区进行了移民安置适宜性评价。评价结果表明，移民安置适宜性主要受人均水田、人均纯收入和交通便利程度的影响，整个雨城区被划分为四类安置区。通过移民安置适宜性评价，为移民安置区的选择提供科学的依据，为安置区移民环境容量的计算奠定了基础，对移民安置工作的顺利进行有指导性的作用。

油压装置在水电站主要作为球阀或调速器的操作动力源，是水电站的重要辅助设备之一。本文以姚关河电站球阀油压装置压力油罐油和气比例的自动调整为例，介绍该装置自动化元件的配置以及控制原理。该水电站的油压装置采用可编程序控制器控制，所有信号送入可编程序控制器，可编程序控制器根据压力变送器及差压变送器所提供的压力、油位信号对油泵、电磁空气阀、电磁排油阀进行操作，实现对压力油罐补排油、补排气的自动控制。本文详细介绍了姚关河电站实现自动补气的控制方式及所配置的自动化元件，目的是减少人为操作，减轻运行人员工作量，实现无人值班创造条件。

量大面广的农村小水电是保障农村能源供应、减少温室气体排放的主要方式，但农村小水电的运行安全问题日趋关注。本文结合小型水电站现场安全检测，就农村小水电运行中存在的安全问题进行了分析和研究，指出老旧电站技术改造的必要性，同时提出了技术改造方案及措施，针对存在安全隐患且有增效扩容潜力的电站进行优先改造，以保障电站安全运行及其行业持续健康友好发展。

利用目前最新的多尺度激光扫描技术手段获取大型双吸离心泵全方位的真三维数据，建立双吸离心泵的三维可视化模型。该技术在用于获取复杂外形实体数据时比传统测量方法更为精确和快速。泵的真三维模型数据成果，可用于泵的逆向工程建模获取CAD模型，进行全方位立体三维展示和工业制造；还可通过对泵的过水部件的水体模型提取，进行计算流体动力学(CFD)分析，用于泵水力结构的优化设计。

端面螺旋槽造型机械密封的研究已取得重要进展，特别是螺旋槽干气密封已在生产中得到应用，但对于螺旋槽液体机械密封内流场特性及性能的研究还有待深入。在分析液体机械密封特点和机理的基础上建立端面液膜压力控制方程，采用FLUENT软件分别对普通机械密封和螺旋槽机械密封内流场进行数值模拟，得到密封的压力、壁面剪切力、速度分布图和泄漏量，并进行对比，深入分析内流场特性与密封性能的内在联系。研究表明：与普通机械密封相比，螺旋槽液体机械密封端面存在明显超出介质压力的高压区和密封内径处泄漏液回吸等现象，这是螺旋槽密封泄漏量小得多并产生明显开启力的主要原因。

电厂循环水泵站进水流槽的水流特性对水泵的工作状况和安全运行有着极其重要的影响。本文以k—ε湍流模型封闭Reynolds方程，采用VOF法追踪自由表面及SIMPLE算法求解方程组，对南迪普火电厂循环泵站进水流槽进行了三维数值模拟。结果表明，吸水室水流平稳，流速分布基本均匀、对称，流道内水面线及吸水室中流速分布与实测值吻合良好；吸水喇叭口与吸水管中水流平顺，流速分布均匀、对称。本文以物理试验验证数值模拟，使得数值模拟值真实、可靠，进而详细地分析了喇叭口及吸水管的水流特性，对电厂循环水泵站进水流槽的设计有一定的参考作用。

分析了樊口电排站水泵叶轮室汽蚀产生的原因，提出了采用嵌装不锈钢衬套的方法进行汽蚀改造。针对樊口电排站的具体情况，制定了相应的改造工艺流程，并对改造方案进行了设计。为大中型轴流泵叶轮室汽蚀改造提供借鉴。