流域的核心利益相关者原生态居民、企业和政府并非同时出现在流域治理的历史舞台上，他们的利益博弈也在动态发展变化，不同时期的利益诉求差异意味着合作治理契约的激励条件也存在差异。通过治理机制的演化分析发现，企业的出现打破了原生态流域治理的平衡，但改善了流域属地福利而造成了巨大的社会成本，使得政府出面治理成为必然。然而中央政府与属地政府的利益诉求并非一致，使得政府主导的治理模式陷入了困境。进一步研究发现，即使要求不再以GDP经济绩效作为地方官员的考核指标，也需要满足特定的约束条件才能使得这一政策真正发挥积极作用。本文通过居民、企业和政府的收益函数分析论证了政府主导的流域治理有效运行的实现机制。

叙述了河流环境流量的基本概念，并介绍了国内外四类计算方法：水文学法、水力学法、生境模拟法和整体分析法。通过水文学法、水力学法和考虑河流中鱼类的生态流速-流量法，对北部湾经济区河流环境流量进行计算。最后，对计算所得三种结果进行对比分析，确定生态流速-流量法计算结果25.75 m3/s，作为北部湾经济区河流——南流江的最小环境流量。

水体的水文条件、污染物降解系数、水质浓度、排污口概化方式等是影响纳污能力的参数。论文分析了各参数的不确定性特征，从理论上阐述了它们的影响机理,并通过实例定量分析了排污口概化方式、水文条件、降解系数、水质浓度等对纳污能力的影响。结果表明,在设计流量一定的情况下：采用均匀概化和中断面集中概化两种方式计算的纳污能力较为接近；采用集中概化方式进行计算时，纳污能力随概化点源到末断面距离的增加呈指数增长。目标水质浓度、初始水质浓度、降解系数和设计流速对纳污能力影响程度依次减弱。

我国南方地区的取水工程常受一种贝类--沼蛤的困扰，沼蛤在一些引水设施，如取水泵站、输水管道、电站冷凝系统、水厂集水井、沉淀池等水域大量繁殖、附着，堵塞过水通道，它们排出的粪便会对周围水体产生二次污染。同时沼蛤的生长，尤其是大量生长，会消耗水体中的溶解氧，使水质进一步恶化, 从而带来严重经济损失和环境危害。生态水力学的近年发展起来的新兴学科，属流体力学、生物学、生态学、环境科学与工程科学的交叉学科，主要研究水中生命体的扩散输移规律及其属力学范畴的控制技术。采用河流动力学的方法对沼蛤生态水力学特性进行研究，分别对沼蛤的几何形状特征、对温度、水深和水流改变的敏感性等方面进行研究。

根据2004-2009年水质监测数据，计算北部湾经济区南流江水质指标的污染分担率，选取高锰酸盐指数、总磷、溶解氧、氨氮作为主要水质评价因子，采用单因子指数评价方法、综合污染指数评价方法、综合水质标识指数评价方法和水质指数评价方法进行南流江水质评价，分析了四种河流水质评价方法的特点及其适用性，并进行了水质污染特点及其影响因素分析，秩相关系数评价方法显示主要污染因子变化趋势不显著。

以干旱区浅水湖泊乌梁素海的多年实测pH值为例，在分析支持向量回归机算法（ε-SVR）核函数选取的基础上进行了回归分析及预测，并与线性回归、BP神经网络、RBF网络等算法进行了比较。研究结果显示：：（1） 基于径向基核的支持向量回归机模拟效果优于其它核函数；（2）ε-SVR模拟结果与线性回归（LR）、BP神经网络和RBF网络等算法模拟结果相比，其拟合精度与预测精度均比其它三种方法要高。计算结果充分证明了支持向量回归机有较强的学习能力和泛化能力且该方法可以应用于水质预测研究。

通过对鄱阳湖实测光谱的特征分析，结合透明度野外量测，利用MODIS影像分期统计回归方法反演得到透明度信息和分析其时空变化。研究结果表明：红光和近红外波段是反演水质参数透明度的敏感波段，鄱阳湖丰水期、平水期和枯水期透明度变化较大，呈逐渐减小的趋势，与实测数据吻合。利用该遥感模型可以实现大面积鄱阳湖透明度实时动态监测的目的。

基于低温低浊水混凝效果差、处理方法复杂的现状，以微山湖的低温低浊水为试验水样，通过烧杯试验初步探讨了用聚合氯化铝铁做混凝剂的混凝效果。在试验水样中投加不同数量的所选混凝剂溶液，用电动搅拌器进行搅拌，充分混合、反应后测其在不同静沉时间时上清液的浊度和色度，取平均值作为测定结果。结果表明：在水温2.4℃，静沉21min时上清液即满足沉后出水浊度的要求；混凝剂中氧化铁的含量未造成出水色度增加；此时混凝剂的最佳投加量为10mg/L。可见，在不投加助凝剂的条件下直接用聚合氯化铝铁作混凝剂处理微山湖低温低浊水，其方法简单，可达到满意的混凝效果。

在实验室进行了水解酸化-生物接触氧化-Fenton氧化法处理偶氮胭脂红G废水试验研究，结果表明：当进水COD为832.53mg/l、色度为1042倍时，出水COD小于60mg/l，色度小于30倍，不但满足纺织染整工业水污染物排放国家标准（GB4287—92）中的一级标准，而且满足要求更高的江苏省和山东省纺织染整工业水污染物排放地方标准。

针对北本水电站下引航道泥沙淤积问题，采用平面二维泥沙数学模型进行了数值模拟，得到了下引航道特别是口门区5年淤积过程。在此基础上，讨论了航道冲沙闸冲沙流量和冲沙时机，提出了改善航道冲沙闸冲沙效果的措施。建议冲沙时机选择在流量较小的时候, 为减少电能损失，下引航道拉沙可以选择在深夜负荷处在低谷的时候进行。

针对石羊河流域建立了多水源、多用户、多目标的水资源配置模型。以工业用水效益为基准，将生活、生态环境和农业用水效益折算为可公度效益，然后用权重系数法将多目标问题转化为单目标问题。从36组最优解中筛选出11组非劣解，最后采用近似理想点排序法得到均衡解，即得到有限地表水、地下水、外调水条件下各用水部门（工业、生活、生态、农业）间最优的配水方案。通过该应用实例验证了近似理想点排序法在水资源的多目标决策中的可行性和有效性。

目前我国正面临着严峻的水资源分布不平衡问题，对生产生活极为不利。本文以系统理论为指导，建立了区域水资源优化模型，并基于改进的遗传算法对模型进行求解，该求解方法克服了易发生早熟、非全局收敛及收敛速度慢等问题，同时利用ArcGIS工具开发了相应的软件系统，实现了水资源可视化的优化配置，提出了一种较为系统的区域水资源优化模型和解决方法。该研究成果经实际使用，取得了良好的应用效果，已被安阳市水利局采用。

为保障水资源安全系统的正常良性运行，除了本身的自组织外，必须要对系统进行科学的合理调节与控制。提出水资源安全系统的内涵及其运行的基本过程，过程包括五个环节，即从自然系统获取水资源，保护被社会生活污染的水资源，将自然的水资源转化加工成社会产品，社会产品的消费及向自然的水资源系统排放废弃物。水资源安全系统的控制过程是一个复杂的系统工程问题，涉及因素繁多，其控制面临主动性、不确定性、不确知性、发展中和分散化的问题。提出水资源安全系统控制的基本原理，指出水资源安全系统的协调控制包括资源协调和任务协调两类协调问题。在单级各子系统局部优化的基础上，实现水资源安全多级大系统的全局安全运行与优化

近20年来，赣江流域输沙量明显减少，其变化将对鄱阳湖以及长江下游的泥沙运动以及泥沙冲淤变化等产生重要影响。根据赣江控制水文站实测水沙资料，采用定量分析的方法，分析了赣江流域年降水量、及河道径流量和输沙量的变化趋势及其发生显著变化的临界年份。结果表明：赣江外洲水文站输沙量存在显著的减少趋势；年降水量和年径流量没有表现出明显的变化趋势。输沙量发生显著的趋势性减小的临界年份为1989年。同时，利用历时曲线和双累积曲线两种方法，量化计算了赣江流域输沙量的减少量，定量分析了降水和人类活动对赣江流域输沙量的影响，确定了人类活动是赣江流域水沙变化的主要驱动因素。

 众所周知，农田灌溉是污水处理回用的主要目标，研究污水灌溉带来的土壤重金属污染以及土壤重金属污染条件下，种植作物对重金属的吸收效应问题显得尤为重要。本文通过试验，研究了污水灌溉重金属（Pb）污染条件下，玉米种植对铅吸收的效应问题，其中包括不同生育期玉米根、茎、叶含铅量的分布，成熟期玉米主要部位对铅的吸收作用，成熟期玉米籽实对铅的吸收，玉米对土壤中铅吸收的分异特性，以及土壤中铅的迁移分析等。研究成果对于合理开发利用污灌水资源，减轻土壤污染，改善土壤生态环境都具有一定的参考价值。

以2009年内蒙古河套灌区经济作物番茄的田间实测资料为基础,分别应用水量平衡原理与作物系数法得到经济作物生育各生育阶段实际腾发量；然后以作物-水模型为基本原理，采用多元线性回归方法对作物不同生育阶段水分敏感指标进行求解，其变化规律为：开花着果-结果盛期＞苗期-开花着果＞结果盛期-结果末期，最后应用基于实数编码的遗传算法对作物灌溉制度进行优化，结果表明，作物生育期内适宜的灌水量为60mm。

兵团总有效灌溉面积1478.82万亩，各团场分布于全疆160万km2上，各地气候、地形、种植作物种类、水源条件存在着差异。以兵团灌区的气候条件、种植作物结构、水源条件、地形条件、主要作物、行政区划为基础，对各灌区的基本条件进行归纳，将基本条件类似的灌区归为一个大区作为一级分区，以灌区为基本单元作为二级分区。全兵团分为6个一级区、47个二级区（灌区）。6个一级区分别为极端干旱气候棉果微灌区，干旱气候粮经作物喷灌和滴灌结合区，极端干旱气候林果微灌区，干旱气候棉花滴灌区，半干旱气候粮经作物喷灌区，干旱气候园艺、蔬菜喷灌和滴灌结合区。

河西内陆区气候干旱，水资源短缺，经济、社会、生态系统用水矛盾突出。随着人口的持续增长和社会经济的快速发展，经济生态系统之间的用水矛盾日益尖锐，黑河、石羊河、疏勒河下游均相继出现了土地沙化、农田荒芜、植被枯萎、湿地萎缩等严重的生态环境问题。结合“十二五”农业节水规划，分析了不同农业节水措施和水平对生态系统的作用和支撑能力，对制定生态系统建设规划具有重要参考作用。

乌中灌区是贵州省的大型灌区之一，灌区工程多修建于上世纪50至70年代。至今，大多渠道老化难以正常工作，渠系老化率平均达0.55；灌区有效灌溉面积锐减，现状有效灌溉面积为设计灌溉面积的37%-54%，其中改种占相当比例；灌溉水利用系数较低，在0.39—0.42之间。本文以5个典型样点灌区为例，分析渠系老化对农田灌溉的影响。

传统灰色预测模型在涝灾预测中有较多应用，但其预测精度较低。为提高模型的预测精度，在传统灰色预测模型基础上加入灰色关联度分析，从灰色关联度的角度发现数据之间的依赖关系，运用灰色预测模型预测数据的发展走向。以沈阳市1960-2010年涝灾年份数据为依据，建立灰色关联度组合模型，应用结果表明，该模型比传统灰色预测模型效果好，为涝灾预测增添了新手段。

牛栏江流域内水利工程众多，人类活动频繁，致使干流上各水文站的实测洪水资料缺乏一致性。由于不具备采用水量平衡法、上下游站洪水相关法和暴雨径流等常用方法的条件，因此亟需从另一个角度来寻求解决该问题的办法。就试图通过综合考虑上游水库群对洪水的削减作用，对水文站实测洪水资料计算的结果进行修正，使最终成果接近天然状况，更合理可靠。

基于两种常用的气象干旱指标计算方法--Z指数和标准化降水指数（SPI指数），改进了两种干旱指标的区域化计算方法。通过比较分析两种不同干旱指标方法，结果表明SPI指数与Z指数具有较好的一致性。同时，SPI指数计算较Z指数简单，资料容易获取，其借助概率密度函数转化计算，消除了降水资料的时空分布差异，具有良好的稳定性，能有效地反映区域的旱涝状况，为区域水资源评估及旱涝灾害预测预警提供了可靠的依据。

以某水库为研究实例，分析了暴雨量值、暴雨日数等的时程分布规律，提出了采用分形理论进行汛期分期的定量计算方法，以水库历年汛期日最大流量为研究系列样本，以每半个月为计算步长，以分形维相对差5%为临界值，得到新的汛期分期。计算结果表明本文所提计算方法合理可行，为汛期分期划分提供了一种新的思路。

干旱识别是干旱研究的基础，特别是随着水资源危机和潜在危机的出现，其已成为干旱灾害研究迫切需要解决的首要课题。文中通过对广西典型旱片大石山区近20年来干旱灾害的调查与识别研究，进一步认识到该区域干旱灾害的发生发展规律；全面分析了2009-2010广西地区特大干旱灾害成因，并提出了应对策略，以期能为该区域的抗旱减灾工作提供科学参考。

山区洪水是农村自然灾害之一，以流经浙江省衢州寺坞村段的庙源溪为研究对象，针对小流域缺乏实测洪水资料的特点，基于地理信息系统（GIS）实现高精度和高效率的流域特征提取，利用不规则三角形网格和空间分析功能生成水文统计参数等值线，实现所需研究区的等值线的内插。根据GIS获取的水文模型参数，通过频率计算得到不同历时下不同频率的设计雨量，进而采用推理公式法计算得到设计洪峰，为山洪灾害预警提供依据。

近年来，由于水资源短缺的形势日益严峻，在世界范围内，尤其是处于干旱半干旱地气候以雨水灌溉农业为主的国家和地区掀起了农村雨水调蓄利用的热潮。为了更好的总结和借鉴国外农村雨水调蓄利用的先进技术和管理经验，详细介绍了国内外农村雨水调蓄利用不同方式、用途、管理及其社会经济效益，并对国内目前农村调蓄利用技术应用和研究现状进行了简要概述。提出开展雨水调蓄利用的相关建议，为深入推进我国农村雨水调蓄利用事业提供参考。

以筛选出内蒙古自治区典型乡镇的119个集中式饮用水水源地为对象进行了调查研究，在调查评估其水质现状、水源地保护区污染状况、环境监管能力以及影响因素的基础上，分析存在的问题及原因，提出了环境保护对策，为环境管理提供了基础性参考。

结合宁夏干旱寒冷地区特殊气候条件，针对宁东供水工程大口径PCCP管运行5年出现的爆裂问题，从管道表现出的砂浆保护层空鼓、裂缝和预应力钢丝锈蚀三方面入手，进行了生产工艺、运行环境和工程设计等方面分析，提出了PCCP管和宁东供水工程输水管道改进与完善的对策。

四川省农村饮水不安全人口数占农村总人口的36%，其中因水质不安全人数最多，主要分布在成都平原和川中丘陵地区，主要原因是饮用水源受到污染。针对四川省的农村饮水安全状况，对其环境影响因素进行了分析，并从面源污染和内源污染等方面提出了相应的环境治理对策。

两部制水价能有效降低调水工程的经营风险，但也存在不安全因素。本文阐述了两部制水价实施过程中的风险来源；根据两部制水价的结构特征，提出利用总亏损率、短期亏损率、水价超额率以及总风险度来度量不同基本水量方案的风险程度。在核算供水成本的基础上，计算了在实际供水量不足的情况下，三种水价方案的风险程度，得出胶东调水工程的基本水量不宜超过设计供水量的20%的结论，并通过灵敏度分析证明该方案具有一定的抗风险能力。

对辽宁省凌河口湿地生态服务功能进行了货币价值评估，通过目视解译法和湿地功能划分，确定了该研究区的物质生产等10项湿地生态服务主导功能，应用影子工程法、碳税法、替代法等生态学方法计算了凌河口湿地生态服务功能的货币总价值为91.99×108元，其中，历史文化功能比值最大，其次是物质生产功能。这说明湿地所具有的价值不仅仅局限于其物质生产价值，应考虑各种功能性服务所具有的价值。通过计算该湿地生态功能的货币价值表明，只有兼具凌河口湿地资源的保护和合理的利用开发，才能实现凌河口湿地资源的可持续发展。

灌区节水改造对节约水资源，提高粮食产量，保障国家粮食安全具有重要意义。通过对其科学评价，可以弄清楚改造效果及相关制约因素，为决策部门完善改造措施提供决策依据。根据可变模糊集理论，建立了基于对立统一定理和质量互变定理的灌区节水改造综合效益评价新方法。该方法能将研究问题的对立统一与辩证认识有机结合起来，满足唯物辩证法的对立统一规律和质量互变定理，理论严谨，概念清晰，计算简便。实例研究结果表明，该方法不但能准确给出灌区节水改造综合效益的等级趋向，而且能清楚表明与节水改造效益的最高水平相对差异程度，是一种有效和可靠的灌区节水改造综合效益评价新方法。

水土资源可持续发展能力涉及到自然资源、社会经济、生态环境等众多方面，具有动态、综合、空间差异等复杂系统特征。结合区域水土资源可持续发展能力的特点，提出了一种基于资产负债分析的水土资源质量的评判方法，应用于甘肃14个地州市，得到了甘肃省水土资源质量的等级，为实现甘肃经济和社会可持续发展提供决策依据。

岩土工程的稳定性有限元分析是以岩土材料的物理、力学特性参数为基础，根据岩体中的应力或变形信息寻找岩体边坡的破裂面来评价岩体的稳定状态。有限元分析中采用不同的屈服准则会得出不同的安全系数，本文采用Mohr-Coulomb 准则分析岩体中各部位的稳定程度，通过理论分析推导Mohr-Coulomb参数表征的点安全系数表达式，形成针对岩土结构稳定性分析的安全系数法，建立岩土工程稳定评价的量化指标；以岩土工程中的均质边坡和黄土隧洞为例，使用ADINA有限元分析软件进行边坡稳定性分析和土质隧洞破坏机理的研究，探讨了基于摩尔-库伦准则的安全系数计算方法在边坡以及土质隧洞稳定性研究中的可行性，对于岩土工程稳定评价方法研究有新的参考价值。

光滑离子流体动力学(SPH)法是一种纯拉格朗日(Lagrange)无网格方法，适于模拟具有瞬时极大变形等物理力学问题。对SPH法的基本原理、核函数及控制方程离散格式、边界处理方法等进行了介绍。在此基础上建立了数值水槽模型，模拟了立面二维溃坝流动问题，将所得结果与模型试验得到的结果进行比较，并对下游不同障碍物挑流与消能进行了初步分析。结果表明SPH法能够捕捉到流体的飞溅及融合现象。

传统的生命损失估算方法未能考虑致灾因子的非线性及其相互作用，本文建立了基于人工神经网络的水库溃坝生命损失估算模型。该模型综合考虑了风险人口、洪水严重程度、警报时间、洪水严重性理解程度和库容、坝高、溃坝发生的时间、下游坡降、与大坝的距离、下游建筑的抗冲能力等影响因素。其中，洪水流速、水深、淹没范围等关键水情信息的获取采用耦合VOF的k-ε模型。以深圳市公明水库为例进行了研究，估算了不同情况下的溃坝生命损失，为区域防灾减灾提供了理论基础。

老挝NAM LEUK水电站拦河大坝为粘土心墙堆石坝，堆石坝料具有块度与级配的控制要求。为了保证石料的开采质量和上坝填筑强度，对采石场开采规划和施工方案进行研究是必要的。通过现场试验，取得了以微差毫秒延迟爆破技术为重点的该工程堆石坝石料开采钻爆参数和爆破工艺，全面介绍了运用孔内间隔装药结构、孔间微差起爆和挤压爆破等关键技术的经验，并就多孔硝铵炸药在采石场施工中的技术特点和应用方法进行了分析。

目前深厚砂砾石地基墙幕结合防渗体系普遍采用10m的经验搭接长度，针对搭接长度在设计中偏于保守的现状，结合新疆下坂地水利枢纽工程，采用了有限元数值模拟计算和归一化处理的方法，在防渗体系不同深度布置尺寸和搭接长度的情况下，建立有限元数值计算模型，对防渗墙的受力和位移进行研究分析，计算分析出新疆下坂地墙幕结合防渗体系优化搭接长度度值，并总结出墙幕优化搭接长随防渗墙修建深度的变化规律，为深厚砂砾石地基墙幕结合防渗体系的设计和施工提供一定的参考。

以某公路岩体边坡工程为例，建立有限元分析模型；根据前期边坡变形监测资料，反演边坡岩体物理力学计算参数，分析边坡开挖后各阶段边坡应力变形规律，结果显示边坡七级开挖后应力变化均在允许范围内，能满足强度要求。为了研究岩体随时间变化的长期稳定性，进一步考虑蠕变特性，推定岩石流变参数，分析边坡蠕变变形规律，评价和预测边坡的稳定安全性。结果表明，在2011年1月前，边坡岩体处于开挖卸载后的非稳态蠕变阶段，之后进入稳态蠕变阶段，岩体位移基本趋于稳定。其中二级平台的测点位3的X向位移变化最大，在2010年5月期间发生急速增长至26mm，对边坡稳定不利。该结果不仅可以为工程施工提供科学的理论依据，而且对边坡加固措施以及滑坡的预测预报也具有重要的指导作用。

以宝珠寺混凝土重力坝为研究对象，研究了重力坝外观变形的影响因素和变化规律。在对重力坝外观变形统计模型建立的基本原理和方法进行研究的基础上，用因子扩充和组合进行建模，采用逐步回归分析方法，提出了构建重力坝外观变形统计模型的最佳模型因子。结果表明，改进后的统计模型拟合效果明显优于常规模型。

提出了一种计算混凝土结构瞬态温度场的新方法。利用B样条小波的尺度函数代替多项式函数作为插值基函数，构造了二维及三维小波单元，建立了基于B样条小波的混凝土有限元计算模型。该模型详细讨论了混凝土热传导方程的小波有限元解法，推导了小波系数空间到物理空间的转换矩阵，给出了求解域的小波有限元列式。理论分析和数值计算结果表明，B样条小波有限元法是有效的，具有较高的计算精度和求解速度。

在进行水闸设计时，覆盖层厚度的不同对闸室结构应力的计算结果有着很大影响。目前针对含有一定厚度覆盖层的地基，运用得较成熟的分析方法是弹性地基梁法，而在使用该方法时，又可由覆盖层厚度情况分为两种假定：“文克尔”型地基和“半无限大弹性体”型地基。对于这一应用范围的假定，其合理性目前还没有较系统的研究，本文结合ANSYS大型有限元分析软件，以福堂水电站2 #泄洪闸为基本计算结构，通过改变覆盖层厚度，建立多个有限元计算模型，根据计算结果分析覆盖层厚度变化后对闸室结构位移和应力的影响，从中找出规律，探讨弹性地基梁法对于应用范围假设的合理性,有限元分析所得的覆盖层主要影响范围较之传统的弹性地基梁法认为的范围要小，即传统的弹性地基梁法考虑得偏于保守。

弃渣场是工程建设项目中产生的废弃堆积物，对河流、水库产生了严重的污染，为了快速的了解弃渣场的工程侵蚀量，本文采用了数字摄影测量的方法，建立连续的摄影站点获取到弃渣场的立体相对，通过VirtuoZo软件，建立起三维地形模型，从而获得弃渣场的体积。对小米溪弃渣场进行了多次监测，得到工程侵蚀量

分析了在通过比设计流量大和小的流量时倒虹吸进口分别发生水壅和水跌的原理，推出了最大流量和最小流量时水壅水跌的大小。对最小流量情况下进口水面跌落在管内形成的水跃对管道的影响及为消除水跃而采取的工程处理措施进行了定性和定量的论述。对倒虹吸进出口设计具有普遍的指导作用。