目前绝多数以误差平方和函数为参数估计的信息来源的参数估计方法存在诸多问题。介绍了一种在参数函数曲面上寻找最优参数的方法：函数曲面参数率定方法。并将该方法用于马斯京根模型的参数估计中。文中选用了几个例子进行参数率定，分析和比较的结果表明该方法比常规的方法精度高，而且该方法不受参数初值的影响，率定结果稳定，是一种有效的全局优值参数估计方法，也可用于其他非线性模型的参数估计。

水是人类社会赖以生存与发展的基础，水安全关系着人类社会的可持续发展。构建了由目标层、准则层和指标层构成的区域水安全评价指标体系，以改进的模糊综合评价法作为该安全体系的评价方法，并将虚拟水理论方法应用到部分指标的量化处理中。运用所建立的评价体系，对天津市2007年—2011年的水安全状况进行了评价分析，其结果对天津市水资源管理决策具有一定的参考价值。

水库优化供水调度效果如何很大程度上取决于对不确定因素的预测，针对水库径流预报问题，介绍一种基于蚁群优化的神经网络算法。该算法充分利用了神经网络的较强的记忆、联想能力和蚁群算法的正反馈性，同时在蚁群算法中增加扰动策略，克服了蚁群算法在求解过程中出现初期信息素匮乏、易陷入局部最优解的问题，并将其应用于滦河下游各水库的径流预报中。实例计算表明，本文建立的基于蚁群优化的神经网络模型是合理可靠的，训练精度较高，可对水库径流进行预测。

采用扩展后的INFIL3.0模型计算了石津灌区根区层下净入渗补给量和潜在入渗补给系数，并分析了其时空变化规律。计算结果显示，石津灌区多年平均净入渗补给量为79mm，多年平均潜在入渗补给系数为0.135；根区层下净入渗补给量和潜在入渗补给系数的空间变异性主要表现为渠灌区＞井渠双灌区＞井灌区，时间变异性表现为入渗补给量峰值出现在强降雨期间。最后，本文从水量均衡要素的角度分析了入渗补给过程，表明降雨是引起入渗补给的主要因素。

在标准粒子群算法的基础上，对迭代后的粒子进行位置和适应值的双评价，得到改进的粒子群优化算法。在化简非稳定井流问题解析解的基础上，利用抽水试验数据，根据最小二乘原理，确定了求解含水层参数与非线性渗流参数的目标函数，编写了用于求解该问题的双评价粒子群优化算法程序。最后，通过数字算例验证了方法的可行性和可靠性。

BP网络模型因其自身固有属性而常被选作中长期径流组合预报模型元素之一。选取BP网络结构中重要因素——激活函数进行分析研究。引入预报精度和预报稳定性两个评价指，并采用客观熵权法和主观 G1 法确定两指标相对重要性；利用方差协方差法确定各单一模型指标权重，最终得出各单一模型组合预报权重值。在此基础上，设计混合水平全排列组合试验方案，采用极差分析法对激活函数进行灵敏度分析。通过实例模拟仿真可知，组合预报模型中BP网络不同层激活函数的组合工况对预报模型的收敛速度、收敛精度及泛化推广能力具有重要影响，并给出合理的基于BP网络组合预报模型建议

将基于贝叶斯理论的水文预报不确定分析模型与水库实时防洪调度相结合，依据对水文预报模型不确定性分析来估计未来水库调度所应承担的风险。通过笔者前期研究工作研制的MMGLUE方法结合水库调度模型估计出水库预测调度区间，提出了RROMM模型。应用于七一水库的实践证明，本研究可充分考虑流量的相关关系，保持了预报误差的统计特性，有效减少引入防洪调度水文序列误差，为水库风险调度提供了全新的思路和途径；较传统方法而言，可为决策者提供更多的信息和选择余地；可将基于各种目标函数的预报调度区间及其相应的风险做出明确分类，为水库调度的风险估计以及多目标优化的问题提供了一种新思路。

疏浚工程产生大量的疏浚余水，其中含有高浓度的悬浮颗粒、氮、磷及有机污染物等，将对受纳水体造成污染。SS作为余水的主要污染物和表征指标，易于监测和去除。本研究通过实验室和现场试验，对东钱湖底泥疏浚余水中各污染物浓度进行监测，分析SS与其它污染物之间的相关关系。试验结果表明，余水中的COD、TP 、TN和NH3-N与SS显著正相关，通过去除悬浮物可以有效控制余水的出水水质。当SS浓度达到《污水综合排放标准》一级标准（70 mg?L-1）和二级标准（150 mg?L-1）时，COD、TP 、TN和NH3-N均可以达到相应标准。

通过选取三种生物填料作为藻菌生长的载体，研究了三种固定化藻菌共生系统在相同实验条件下对富营养化河水中常规污染物的去除效果。结果表明，在冬季黑臭水时期，三种填料对污染物质去除率整体不高，弹性立体填料对COD、NH3-N、TN、TP的去除率分别为38.9%、36.6%、11.1%、48.6%，盾型填料为25.2%、20.1%、8.1%、35.4%，仿生水草为40.2%、32.8%、11%、47.1%。在夏季轻污染水时期，弹性立体填料对COD、NH3-N、TN、TP的去除率分别为53.8%、56.8%、26.8%、37.6%，盾型填料为44.8%、37.9%、19.3%、35.9%，仿生水草为58.7%、61.7%、51.1%、38.5%。相对而言仿生水草对富营养化河水的处理效果优于弹性立体填料和盾型填料。

采用物理模型对水库异重流运行的距离和运行速度进行试验研究，在此基础上，通过对异重流微小控制体进行能量守恒分析，建立了异重流头部运行速度计算公式，并进行参数率定。研究结果表明，水库库区异重流发生的时机多为汛期的初次不连续洪水期，入库含沙浓度越高、流量越大，异重流运行距离越长，只要洪峰时间足够长，浑水不断补给，异重流运行到坝前的可能性就大，反之，异重流难以运行到坝前；异重流头部运行速度与河床比降、异重流厚度、浑水容重等因素密切相关，文中建立的公式能较好反应水库异重流的头部运行规律，可为水库异重流的研究提供参考。

随着城市化进程的加快，城市河湖水系格局发生了巨大变化，并促进了水系连通功能的显著变化。为了定量评估城市化与水系连通功能之间的相互作用，本文首先定性分析了城市化对水系连通自然功能和社会功能的影响，进而构建了一套描述城市水系连通功能的指标体系、评价标准和评价方法，用以定量评价城市化对水系连通功能的影响程度。以郑州市为典型区，评价了在1980、1990、2000和2010年四个城市化发展时期的水系连通功能状况。结果发现，城市化对水系连通的自然功能和社会功能都有较大的影响，水系连通的功能处于中等偏下的水平，需要引起相关部门的重视。

为了研究水洞沟水库的水沙运移情况。建立了三维水沙数学模型，采用非结构网格的有限体积法，对两种工况下水库的水沙运动进行了数值模拟研究，对三个典型层的流场、部分断面的流速分布及部分断面的河床高程进行了分析。结果表明：流场的模拟值符合水流运动的一般规律，即从底层到表层流速逐渐增大；断面流速的分布规律也是合理的；几个典型断面的河床高程的模拟值与实测值较为一致。从而说明本文建立的数学模型可应用于与水洞沟水库类似的工业供水水库。

生物炭作为一种新型的吸附剂，近年来成为环境、能源等领域的关注热点。生物炭对水及土壤中的重金属离子如Cu(II)、Pb(II)等具有较好的吸附去除效果。本文通过对目前国内外生物炭对重金属离子去除研究的论文进行总结分析，归纳得出了生物炭对重金属的去除机理及其影响吸附效果的因素等。并将生物炭与目前常用的活性炭进行比较，分析了二者的相似性与不同点，指出使用生物炭来代替活性炭去除溶液中的重金属污染是可行的。

以大九湖盆地区域的湿地为研究对象，在对湿地生态环境现状、演变历史进行充分调查分析的基础上，分析了涉水工程的运行对湿地动植物的影响，并从自然体系生产能力、自然体系稳定状况两个方面，研究了涉水工程对湿地生态完整性的影响。结果表明：（1）涉水工程实施后，湖泊面积从18.00hm2扩大到110.05hm2，沼泽湿地的面积也增大至106.18hm2，各种调蓄湖、回填的人工渠等区域逐渐演替成沼泽湿地和草甸，大九湖湿地范围内野生动物的种类和数量将逐渐增加，湿地生境的原始风貌也将逐渐得以恢复。（2）部分耕地实施退耕还泽还草、重建湖泊湿地等工程使得林地、灌草地、沼泽和水域等自然景观的面积增大，其分布更加集中、均匀，区域自然体系的平均生产能力由725.29gC/(m2?a)提高至860.83gC/(m2?a)，景观多样性指数从1.375增大至1.531，均匀度指数从0.707增大至0.787，自然景观体系的异质性得到提高，阻抗稳定性得到增强，从而有利于维护区域生态完整性。因此，该涉水工程实施十分有利于湿地生态环境的保护、修复与发展，可保证湿地资源的可持续利用。

水质信息是水质管理的基础，正确评价水质状况显得尤为重要。将水文经验频率公式引入水质评价中，将评价指标监测值与标准值采用经验频率公式进行数据标准化，且与组合权重有机结合后得出水质评价结果。该方法应用到水质评价中，并与模糊综合法和灰色关联分析法比较，得出该方法计算简单，评价结果合理可靠，具有一定的科学性和创新性，有一定的推广前景。

利用污水灌溉是解决灌溉水资源危机的重要手段之一，但是重金属污染物对土壤的影响一直是倍受关注的问题。本文以潇河灌区典型污水灌溉区为研究对象，对选定区域土壤进行剖面取样、样品分析以及灌溉用水中的重金属含量的分析来确定灌溉用水对于土壤中重金属含量分布的影响。结果表明：灌溉用水作为土壤重金属来源之一会对土壤重金属在垂直方向上的分布规律有一定影响；潇河灌区中河灌区的重金属含量普遍要大于污灌区重金属含量；潇河灌区中除重金属镉有少量超标以外，其他五种重金属含量均在标准范围以内且处于较低水平；只要对污水进行有效处理，污水完全可以取代地下水及河水用于农业灌溉中，将大力缓解灌溉水资源的危机。

针对绿色能源使用问题，从地下储能层角度入手，应用AQUQ3D软件对沈阳城区地下水储能层进行了动态模拟分析，预测和分析了2014年及2015年丰水期与枯水期地下水储能层的温度分布规律，并提出开发利用建议。

摘要：滴灌是世界上节水效果最理想的节水灌水技术之一，我国一些滴灌设备功能简单，不能根据作物需水特性制定合理的灌水决策。设计基于PLC与触摸屏自动控制滴灌系统，分为手动和自动控制,手动控制能设置灌水周期和间歇时段及灌水量；自动控制通过触摸屏建立模糊控制决策机制执行自动灌水命令,可直接修改模糊控制隶属度函数，满足不同作物水分需求。该系统运行可靠稳定，为PLC和触摸屏技术在灌区自动化管理中的应用做出了探索。

入渗参数和田面糙率是进行沟畦灌溉模拟计算的基础参数，并已有多种计算方法。与以往研究方法不同，本文选择参数拟合的方法求解参数。以水量平衡原理和曼宁公式为基础，通过分析畦田灌溉水流推进过程，建立了推求Kostiakov入渗公式的参数和田面糙率的方法。同时，利用Maheshwari法计算结果与之比较，验证入渗参数取值合理。再利用零惯量模型预测水流推进过程，与实测数据基本一致，因此田面糙率取值亦合理。

针对华北地区节水农业发展的区域差异性和一致性，本文根据地形地貌、气候特征、缺水程度、灌区类型、农业结构、经济水平以及农业节水发展现状等建立农业节水区划的分区指标体系，采用模糊聚类法中的最大树法将华北地区分为10个农业节水类型区，并根据各区特点提出各自的发展方向。

将BTOPMC模型应用于淮河流域黄泥庄集水区，模型蒸散发模块模拟效果良好；流域蒸散发能力计算值与水面蒸发实测值的比较结果表明月蒸发值差别较小，年蒸发量计算值与实测值一致；1982~1987年逐月叶面积指数与实测水面蒸发值变化趋势相符。径流模拟结果表明对小流域径流总量较精确，径流系数误差很小。

MODBUS协议是一个开放的现场总线通信协议，由于得到众多仪表厂家的支持，正在成为仪表及智能终端的工业标准。针对现行水量控制仪都是独立运行的，没有通信接口，不能进行集群控制，并且考虑到水量控制仪的野外应用环境，为保证集群控制通信的可靠性，本文提出了基于改进MODBUS-RTU协议的远传IC卡水量控制仪的设计方法，实验证明改进MODBUS-RTU协议的应用大大提高了系统集群通信的可靠性。

研发出一套能够按照作物生长所需施行灌溉施肥的智能控制系统。首先，详细阐述了系统的总体组成，以组态王6.55和测控中心软件为开发平台， HORNER OCS为核心控制器，构建了农业灌溉施肥控制系统，通讯模块采用GPRS DTU，系统压力调节是通过变频器来完成的。其次介绍了系统的通信协议、端口映射、动态域名与花生壳软件等相关技术，完成了系统的软件开发、数据库设计和基于Internet的发布。系统测试结果表明：系统功能完善，运行稳定，满足了农业水肥管理的实际需求。

通过资料收集、对典型地区和实际工程的现场调研，对寒冷地区农村供水工程防冻问题的应对措施、各地的实际做法与效果进行了分析和归纳。文中大量的防冻措施都来自于农村供水工程实践经验的总结，因此这些应对措施对其他类似地区具有较强的实用价值。

供水规模的大小，直接影响农村供水工程总投资和制水成本，关系到农村供水工程的可持续发展。目前，由于设计、管理、用水户以及其他等方面原因，多数农村供水工程设计供水规模偏大，实际供水量仅为设计供水规模的1/3左右，造成供水设施和设备闲置，资金大量浪费。通过对现行农村供水规模的确定方法中定额取值、用水人口、列项组成等方面存在问题进行分析，提出了相应的改进建议。最后，提出一种以人均综合生活用水定额来计算供水规模的简便方法。

通过对我国农村饮水工程社会化服务供给现状、需求现状调查，总结了社会化服务的供给主体、供给方式、供给内容和需求内容，分析了农村饮水工程社会化服务中存在的主要供求矛盾，从组织形式和运行机制提出了解决对策。

根据收集到的国内外相关规范，通过比较分析国内外水工混凝土结构设计规范，并参照其他相关行业的结构设计规范，对规范中的极限状态设计表达式中的分项系数的确定方法和取值方案进行探讨，发现大部分都是基于可靠度理念进行结构设计，并且国内现行的规范中极限状态设计表达式中的分项系数的确定方法和国外规范推荐的方法十分相近，但取值却存在差异。本文结合现行规范取用分项系数的方法，并比较其利弊，对于分项系数的取值提出合理的修改建议，可供重力坝结构设计时参考。

在数值分析中，透水坝基的计算范围对土石坝坝体浸润线计算结果有较大的影响。通过大量数值计算，研究了粘土心墙坝心墙与坝基不同渗透系数比值、地基不同计算范围对坝体内浸润线影响规律。研究表明，随着心墙与坝基渗透系数比值的增大，坝基计算要求深度逐渐减小，一般取0.3~0.8倍坝底宽度较适宜；当坝基渗透系数小于心墙渗透系数1/2时，可以按不透水坝基计算；坝基的计算宽度沿上游延伸长度建议取1.0倍坝高。

堰塞坝湖溃坝洪水计算可对溃坝流量和影响范围作出定量估计，以利于制定应急避险措施和后期永久性处置方案。通过计算堰塞体组成材料抗冲流速分析堰塞体溃口的可能发展过程，溃口形状及发展与实测断面较相符。以此为基础，采用一维非恒定流数学模型与溃坝模型相结合进行溃坝洪水演进计算，得到不同频率洪水在不同溃坝历时和不同起溃水位条件下的溃坝洪峰流量和水位，据此可以分析下游水利工程设施受影响的程度。

结合涵洞施工、运行、维修，提出了穿堤涵洞设计时应注意的几个问题。包括涵洞位置和型式的选择，断面尺寸、底高程和长度的确定，沉降缝设置，结构设计及方便管护等。

管道爆管是输水工程的严重事故工况，危及工程的安全运行。以调压室理论为基础，建立了单向塔的水力计算模型；对爆管的物理过程进行了分析，揭示了爆管四个阶段的水流流动特性；从爆管瞬时降压为入手，根据水锤波的传播特性，提出了管道爆管时输水系统的安全判据，并结合工程实例进行了分析。研究表明，爆管时输水工程的安全性受爆管点位置、单向塔位置及水位高度、管线的内水压力及允许的真空度等因素的制约，单向塔对爆管的瞬时降压具有一定隔断和削减作用，单向塔应有足够的体积，保证其爆管过渡过程中不漏空。

以有限单元法为理论基础，利用ANSYS软件建立水闸天然地基承载模型、单桩承载模型以及群桩复合闸基承载模型来模拟静载过程，通过加载分析得到地基的荷载-沉降曲线以及桩身压缩曲线，并据此推出确定复合地基承载力的标准，再与水闸地基最大容许沉降等参数进行比较，最终得到进行水泥土搅拌桩复合闸基设计的控制指标。

以溪洛渡有压泄洪洞为研究对象，采用三维有限元法对施加不同材料垫层情况下的衬砌混凝土施工过程进行仿真模拟，比较了边顶拱衬砌混凝土不同代表点的最高温度、最大内表温差，早期以及冬季最大拉应力，最小安全系数，经分析表明：所采用的垫层材料导热系数值越小，衬砌混凝土早期水化热向围岩传递所受阻碍作用越明显，衬砌混凝土的温升值越高，内表温差亦随之加大；所采用的垫层材料弹性模量值越小，围岩对于衬砌混凝土的约束程度越低，衬砌混凝土的温度应力水平降低越明显，越有利于衬砌混凝土早期以及冬季温度应力的控制，本研究成果可为隧洞工程衬砌设计提供有价值的参考

渗透注浆是在不产生水力劈裂的情况下，把浆液注入到粒状土的孔隙中，将土颗粒胶结起来，增强土体的强度和防渗能力。目前，关于注浆理论的方面的研究还比较缓慢，施工现场常常遇到的多孔注浆工艺缺乏理论指导。为此，笔者通过查阅文献，借鉴了一种基于自然边界元法导出的Stokes流问题，在此基础上并对柱面注浆中的多孔注浆问题进行了理论研究，得出了一些有价值的结论。并通过工程案例进行验证试算，结果表明，该方法具有很强的适用性，可很好的预测注浆后的效果。

针对溪洛渡大坝工程项目多，施工复杂等特点，应用P6项目管理软件编制进度计划并对其进行优化。而且首次将其与Autodesk Navisworks Simulate仿真系统联合进行施工过程的模拟。实践证明，这种方法通过施工过程的可视化可以进一步检查施工进度和施工顺序，进而指导大坝工程施工。

在国内外供水泵站稳态计算研究的基础上，以通用性、便捷性为目标，借助MATLAB中的SIMULINK仿真平台，通过模块化的建模思路，取代利用计算机汇编语言编程模拟的繁琐过程，实现对供水泵站并联管路系统稳态运行和变速调节的仿真计算,并运用MATLAB强大的图形绘制功能实现泵站管路稳态运行的曲线绘制和分析。重点构建管路系统稳态的仿真模型与变速调节模型。通过实例，验证仿真模型的正确性，以期推动供水泵站设计技术的发展。

径向力过大是引起离心泵故障的主要原因之一，双蜗壳结构虽然能够平衡径向力，但其流道狭长，铸造困难。为了更有效地平衡径向力，改善双蜗壳结构铸造难度，采用CFD数值模拟与试验研究结合的方法对双蜗壳结构进行优化，在此基础上提出了一种新型径向力平衡装置。研究结果表明：采用新型平衡装置的多蜗壳式离心泵与传统双蜗壳泵相比，能够更加有效地平衡径向力，运行也更加平稳和高效；两者水力性能指标相差很小：效率略有下降，但扬程有一定提升。

质量不平衡的离心泵转子在运行过程中容易产生异常振动，针对这一现象，根据其运行过程中的受力特点，建立数学模型，并推导出振动方程，分析得出相应振动特性。同时与实测离心泵实验台的转子质量不平衡振动数据进行比对，分析得出离心泵机组转子质量不平衡时1倍频振幅明显的振动特性，并据此提出了相应的故障诊断方法。

通过模型试验对电站首部枢纽冲沙闸的过流能力、压力、上下游流态、流速分布及消能防冲效果进行了量测分析，研究表明，冲沙闸的泄流能力满足设计要求。原设计方案闸前进口流态受闸前导墙影响，产生绕流，并在闸前产生跌水，闸前流态紊乱，闸前各断面流速分布不均。闸下泄水经过消力池消能后仍有较大的余能，出池护坦水流流速达到11m/s，对下游均会产生严重的冲刷。结合模型试验对冲沙闸局部体型以及消力池体型及下游防护型式进行了修改，上下游流态及下游消能得到改善，海漫下游防冲槽整体基本保持稳定。

本文基于利益相关者理论，对风电与水电联合运行中的利益相关者进行了识别。在对利益相关者之间存在的主要矛盾进行分析的过程中发现：平衡发电矛盾，对发电商提供辅助服务进行合理补偿，对风电等提供不稳定电能的发电商进行合理的征费，明确风电等可再生能源的并网收购标准，合理补偿电网收购风电的风险，提高电网收购风电的积极性是当前亟需解决的主要问题。本文针对这些问题提出了加快电力辅助服务市场建设、改革我国上网电价的核算方式、出台与电力能源政策配套的各项政策及明细、完善可再生能源并网发电政策等建议。

我国农村水电行业发展中的难点之一是如何通过老电站技改进一步优化水能资源配置，然而，由于老电站大部分属于乡镇集体或国有产权，对于更新改造缺少资金和内在动力，浙江省在这方面进行了10多年的努力，充分利用了不可再生能源机会成本逐步升高的机会，出台扶持政策和实施制度创新，通过老电站技改实现水能资源优化配置、农村经济发展、安全生产水平提高等方面多赢,走出了一条具有自己特色的农村水电发展的道路。