气候变化对水资源的时空格局及水循环产生了不同程度的影响。本文以汉江上游流域为例，采用线性回归法、Mann-Kendall非参数检验等方法，分析了1961-2013年的水文气象要素变化特征；构建了分布式时变增益模型（DTVGM），验证了模型在该流域的适用性；根据CMIP5多模式集合平均的结果，分析了RCP4.5和RCP8.5情景下2011-2099年的降水、气温及径流的响应过程。结果表明，1961-2013年汉江上游流域年降水量随时间缓慢减少，气温显著上升，年均径流量显著减少；在两种气候情景下，未来该流域降水量较基准期有所增加，气温随时间将显著上升，径流量较基准期减少但是随时间呈现增加趋势。结果预示着在未来气候变化的情况下，汉江上游流域水文循环将受到较大影响，可能出现一定程度的水资源短缺。

为解决复杂的区域水资源优化配置问题，以区域缺水率最小和污染物排放量最小为目标函数建立了水资源优化配置模型，并以汾河下游谷地供水区为例，预测其在规划水平年20％、50％、75％和95％来水频率下的供需水量。针对飞蛾扑火算法（MFO）存在的搜索耗时较长、易陷入局部最优的问题，改进其烛火更新公式及对数螺旋函数。通过对群智能算法中常用的测试函数做仿真实验，对比分析了改进前后MFO算法的寻优结果，并采用改进的MFO算法对模型进行求解。实例结果表明，所构建的区域水资源优化配置模型合理有效，改进的飞蛾扑火算法收敛速度快，寻优性能优越，可用于水资源优化配置领域。

在近年长江流域极端暴雨天气日渐频发的背景下。利用1960～2017年长江流域670个雨量站逐日降水资料，分析近60年长江流域暴雨日数和强度的时空变化特征。结果表明：长江上游主暴雨区位于嘉岷流域、中下游主暴雨区位于鄱阳湖水系，上游暴雨日数基本少于中下游，但二者的暴雨强度相当；长江流域暴雨区在4～9月发生西移北抬，其主雨区由两湖水系逐渐移至嘉岷流域。流域暴雨强度在4～9月先增强后减弱，其中长江中下游暴雨在6月份最强，嘉岷流域暴雨在7月份最强；长江中下游水系暴雨日数有显著增加趋势，上游岷沱江流域暴雨日数有显著减少趋势。各水系的暴雨强度变化趋势整体较小，但沅江-洞庭湖-长江下游干流一带暴雨强度呈显著增加趋势，岷江水系有显著减弱趋势；长江上游“百年一遇”、“五十年一遇”、“十年一遇”的暴雨强度分别为183mm/d、160mm/d、112mm/d，长江中下游为200mm/d、174mm/d、120mm/d。

摘要：降水对流域水资源丰枯及分配利用起决定性作用。金沙江流域的降水特征对该区域水能资源开发以及下游长江流域水电利用有重大意义。基于1957-2015年金沙江干流降水数据，综合运用Mann-Kendall检验、线性倾向分析、Morlet小波分析等探究60a内年降水和季降水的各类变化特征。结果发现，金沙江干流多年降水无显著趋势变化，降水整体处于平稳状态，但降水季节分配不均，夏秋偏多，春冬较少；降水具有较强的区域性，河源段呈显著增多趋势，河源以下区段则无明显变化趋势；在1960年和2012年干流降水发生了突变；四季降水中春季降水平稳，未发生突变；年降水和季降水则具有不同时间尺度的周期变化规律。

针对石羊河流域开展水量调度对中长期径流预报的迫切需求，以西营水库为研究对象，在分析石羊河流域径流特性的基础上，引入130项大气环流指数等遥相关因子为预报因子。运用主成分分析法进行因子优选，并分别结合BP、Elman、PSO-SVR构建了基于物理成因分析的中长期径流预报模型，对西营水库进行年径流预报。研究结果表明，基于主成分分析的Elman、PSO-SVR中长期径流预报模型在率定期和检验期的合格率均满足《水文情报预报规范》对作业预报模型的精度要求，可作为石羊河流域中长期径流预报的支撑模型，为石羊河流域开展水资源优化配置和水量调度提供基础。

在土壤湿度模拟研究领域，现有的数据同化方法均存在一定缺陷，为此，基于集合卡尔曼滤波( EnKF) 方法 和无迹变换，提出了无迹加权集合卡尔曼滤波( UWEnKF) ，增加了对结果影响较大的集合成员的权重，且集合成员关于 均值对称。结合一维 Ｒichards 方程在梅林流域开展了同化表层土壤湿度的实时同化实验，验证了其有效性。结果表明: ①一维 Ｒichards 方程可以较好地模拟出土壤湿度的动态变化过程; ②在土壤湿度模拟过程中引入数据同化方法，可以提 高土壤湿度的模拟精度，但同化效果与模拟精度有关; ③UWEnKF 同化方法能够显著改善土壤湿度的模拟结果，比 EnKF 同化方法效果更佳。总之，UWEnKF 是一种有效的、切实可行的数据同化方法，是提高土壤湿度模拟精度的有效手段。 

南水北调东、中线一期工程通水以来，经济、社会、生态和环境效益同步发挥。南水北调工程运行初期，配套的运行管理制度和政策法规等仍在不断的探索和完善，总结分析受水区各省（市）的水量消纳情况及其影响因素，对科学地进行工程运行管理十分必要。在介绍南水北调工程规划多年平均供水量，总结近年来东、中线一期工程水量消纳情况的基础上，对影响外调水利用的主要因素进行分析并提出相应建议，为其他调水工程的建设运行提供参考。

量化限制因素的敏感性对协同提升作物水分生产率具有重要意义，为了探讨作物水分生产率在不同土壤、气象以及田间管理措施下参数的敏感性，以华北地区夏玉米为研究对象，采用扩展傅里叶幅度检验法，量化了基于DNDC模型的夏玉米水分生产率对土壤、气象和田间管理（灌溉量、施肥量）等10个参数的敏感程度，结果表明： DNDC模型能够有效地模拟0-50cm土壤水分、作物蒸发蒸腾量、作物生长过程以及产量；灌溉水量、土壤初始氨氮浓度、CO2浓度、第二次施肥量、降雨量以及日最高温度是不同水文年条件下对夏玉米水分生产率敏感程度高的限制因素。当水文年型由丰水年-平水年-枯水年转变时，灌溉水量的敏感性呈高于施肥量的敏感性的变化趋势，因此，考虑限制因素的敏感程度将更有助于提出区域分异下水分生产率多要素协同提升的技术途径。 关键词：水分生产率；全局敏感性分析；模型；DNDC；夏玉米

盐荒地通过强烈蒸发产生的干排作用是干旱半干旱灌区土壤盐分均衡和盐渍化防治的重要途径。为探究盐荒地的利用方式对干排作用的影响，本研究以内蒙古河套灌区为背景，在同一地点选择木本、草本、裸地三种植被类型盐荒地，开展了为期5个月的灌溉季节盐荒地蒸发能力与水盐变化特征的试验研究。结果表明，盐生植物不仅能够有效抑制盐荒地土壤表层的蒸发，还能够通过蒸腾作用促进土壤水分运动，使得土壤盐分在空间上分散，有效地发挥干系统中盐荒地聚集盐分的能力。研究成果可为灌区干排水控盐系统的规划设计提供理论依据。

针对农田残膜对土壤污染日趋加重的现象，在河西绿洲灌区张掖节水农业试验站进行了可降解地膜、普通地膜及露地栽培玉米对比试验，探讨可降解地膜对玉米生长发育、产量、相关农艺性状及水分利用效率的影响。结果表明:与露地栽培相比，降1、降2、降3三种降解地膜覆盖均能明显提高玉米苗期和拔节期节根层数、节根条数及根干重，玉米不同生育时期株高、叶面积及地上部干物质积累量显著增加，穗粒数增加20.25%～20.79%、千粒重提高14.44%～21.69%，产量增加37.88%～47.01%。可降解地膜和普通地膜间差异不显著。与普通膜相比，降1膜经济产量、地上部干物质水分利用效率提高3.66%、1.68%， 降2、降3膜仅降低6.50%～7.08%、6.38%～7.17%。但在玉米灌浆中期至成熟期，降2、降3膜阶段耗水量增幅高达7.21%、12.86%，而阶段干物质水分利用效率则下降了15.31%、12.61%。说明覆膜后期，降解膜2、3保墒效果急剧下降。研究认为，可降解地膜替代普通地膜应用于农业生产是可行的，建议生产企业延长降2、降3膜的稳定期，提高其在玉米生育后期的保墒效果。

探讨一定程度的调亏灌溉和氮素对设施尖椒耗水量、生长指标、品质、产量以及水肥利用效率的影响，旨在为设施尖椒高效生产提供科学依据。结果表明：增加灌水量促进尖椒植株生长；相同灌水条件下增加施氮量可促进株高生长，增施氮肥能在70%ET灌水水平下促进尖椒茎粗、单株叶面积生长，而在90%ET灌水水平下抑制植株生长；生育期灌水量与尖椒耗水量呈现极好的正相关，作物耗水强度随生育期推进而增强；不同处理尖椒品质、产量无显著差异，且灌水、施肥以及水肥交互作用对品质、产量无显著影响；增施水肥施量降低水肥利用效率。综合考虑尖椒品质、产量及水肥利用效率等因素，设施尖椒最佳灌水施肥方案选择70%ET灌水、施氮240kg/hm2组合。

为探索宁夏中部干旱带马铃薯适宜的灌水下限和合理的灌水次数，通过设置不同田间持水量的百分比作为土壤水分控制下限来控制灌水次数，分析不同处理对马铃薯株高、叶面积指数和各部位干物质产量，以及对产量和水分利用效率WUE的影响。结果表明灌水下限为75%田间持水量的处理平均各生长指标也较大，如在块茎增长期下限为70%田持和75田持株高最大，平均分别为41.4cm和39.5cm，和其他处理之间存在极显著性差异（P＜0.01），在生长后期也有一定的延缓衰老的作用。灌水下限为70%田持的处理产量最高，平均为39894.2kg/hm2， 但水分利用效率WUE 以灌水下限为55%田持处理最大，平均为13.04kg/m3，灌水下限为75%田持处理WUE最小，平均仅为8.84kg/m3。拟合马铃薯腾发量和产量之间相互关系，发现指数模型具有较好的效果，决定系数R2达到0.9893，对其分析可知，当马铃薯ETa大于440mm时马铃薯产量急剧降低，不利于节水和提高灌水效率。因此，推荐灌水下限为70%田持的灌溉可作为该区域马铃薯生产的参考。

农田灌溉用水情况复杂，统计难度较大，针对目前常用的农田灌溉用水统计方法中存在的问题，提出基于“以电折水”及灌溉回归水重复利用的农田灌溉用水量统计方法，并运用于平原河网地区，计算结果较为合理，可为平原河网地区水资源公报及用水总量统计中农田灌溉用水量的上报提供技术支撑。

针对甘肃省大中型灌区灌水计划制定信息化程度较低的现状，本研究选取景泰川灌区作为研究对象，开展灌区灌水计划的信息系统设计与开发。景泰川灌区灌水计划信息系统设计结合目前灌区由农户、组（庄）、配水点、渠段、水管所、灌溉处等用水者和基层灌溉管理机构逐级审核并上报流程，利用计算机和互联网技术，开发了景泰川灌区灌水计划信息PC端系统和手机APP系统，实现了灌溉管理处年度灌水计划制定的精确、快速和高效，为制定灌水计划及水量调度方案提供第一手资料，为农户、用水者协会和灌区水管理机构提供高效交互平台。

膜下滴灌结合暗管排水技术，是一种将膜下滴灌和暗管排水技术结为一体的复合型节水灌排技术。为探究该技术条件下的玉米大田作物土壤水盐和有机质运移规律，在吉林省前郭县前诸尔钦村选取试验地，通过膜下滴灌结合暗管排水（T1）、膜下滴灌（T2）和传统种植（T3）三个不同小区进行田间试验。试验结果表明：在玉米生长期，同一土层深度土壤含水率T1、T2、T3变化幅度分别为9.46%、15.35%、23.49%，说明膜下滴管结合暗管排水有助于改善土壤保水性；T1各层土壤均出现不同程度的脱盐，20cm、40cm、60cm土层脱盐率分别为40.5%、38.8%、27.9%，T2玉米生长后期出现深层土壤积盐现象，积盐率为95.2%，T3降雨条件下出现深层土壤积盐，干旱条件下出现表层土壤返盐现象；T1在玉米生长后期，20cm、40cm、60cm土壤有机质含量显著增加，T2、T3呈下降的趋势，说明膜下滴灌结合暗管排水有助于提高土壤有机质含量，利于作物生长。本研究还利用Hydrus-1D建立水分运移模型，模拟效果较好，模型可靠。

摘 要:本文考虑相邻截口含沙量之间的相关关系，建立了基于Copula函数的日含沙量随机模拟模型。并针对日含沙量模拟截口较多，截口边缘分布难以统一确定的特点，采用正态分位数变换对实测含沙量资料进行了标准正态化处理。以屏山水文站日含沙量为研究对象，采用该模型对其日含沙量过程进行随机模拟，并将模拟结果与分期平稳AR模型模拟结果进行对比。结果表明，本文所建立的模型能较好保持实测日含沙量资料的统计特性，计算精度较高，各统计参数的通过率均在98%以上，最大平均相对误差4.22%，且在偏态性和非线性相关关系方面要优于分期平稳AR模型，说明本模型可用于日含沙量过程的长序列随机模拟。

河湖健康评估能够判断和评价河流的健康状态，不仅有助于河流管理决策者确定河流管理活动，还能够为河流保护和恢复提供科学依据。本文在分析贵州省六硐河河流健康内涵及指标体系的基础上，构建了由河流物理特征、水文水资源特征、水质状况、水生生物、社会服务功能等5个准则层和15个指标集组成的河流健康评价体系。将层次分析法和综合评估方法相结合，计算得到六硐河健康评估得分。结果表明，六硐河健康评估总得分82.32分，划分的8个河段的河流完整性得分范围在82.91-89.34之间，整个六硐河流域总体处于健康水平，但仍然有部分河段部分指标处于不健康状态，应采取预见性措施达到有效控制河流生态系统破坏的发生或发展，显著降低生态系统朝着不可恢复状态发展的概率和生态修复投入。

为深入分析筑坝对河流生态水文效应的影响,以长江中下游江段为研究区域,选取宜昌站1956—2016年生态水文实测资料,以三峡、葛洲坝水利枢纽工程所控制的宜昌江段为研究对象,开展筑坝河流生态水文效应研究,同时分析了下游水文情势变化对重要鱼类——中华鲟生境的影响,从而为保护中华鲟种群资源提供修复措施。结果表明:宜昌站1956—2016年的年均流量序列呈不显著下降趋势,年均水温序列呈显著上升趋势,年均含沙量序列呈极显著下降趋势;葛洲坝运行后三峡工程运行前和三峡工程运行后两个时间段内,筑坝对河段流量、水温、含沙量的改变方向均是一致的,且三峡工程的影响更为显著;流量的下降将直接导致中华鲟产卵场实际面积的缩小,水温的上升将会影响中华鲟的产卵信号,含沙量的减少一定程度上是有利于中华鲟产卵的；同时,从工程措施、非工程措施、管理措施3个方面提出来保护中华鲟栖息环境的具体修复方案。本文研究结果可为分析水利工程对河流水文情势的影响以及恢复或改善被破坏的河流生态系统提供具体指导和建议。

本项目以秦皇岛境内八条河流为主要研究对象，对河流20个断面的监测数据年平均值（2010-2015年）进行分析，运用在单因子水质标识指数的基础上建立综合水质标识指数对河流不同地段进行污染风险评估。评估结果显示，秦皇岛市境内河流首要污染因子为化学需氧量。从时空变化来看，近年来秦皇岛市水质整体呈现逐渐改善的趋势，部分河流断面显著改善，主要污染物浓度大幅度下降，但同时也存在超标河流，主要为饮马河以及人造河。该研究可为秦皇岛地区入海污染物总量控制、海岸带环境治理以及水资源管理提供决策依据。

河长制是现代水环境管理制度的创新，是水生态国家治理的重要途经之一。结合文献分析和GIS空间可视化方法，对河长制推行的时空历程及政策影响因素的研究显示，河长制推行从初创推广（2007-2009）、扩散显现前期（2009-2014）、扩散显现后期（2014-2016）和全面推行（2016-2017）等发展阶段，总体上表现为早期缓慢上升、之后快速上升到现今的稳定实施趋势；从空间延伸来看，体现为由华东、东北、西南地区逐渐向西北、青藏地区扩散，且跨区效应、邻近效应、轴向效应和集聚效应显著的特点。河长制的早期推行过程是地方政府的个别行为，但随着各级各部门相关政策法规的出台，河长制推行的时空历程明显受到中央和地方政府政策的影响。在河长实践-政策法规出台推广-河长实践全面推广的实践与制度相互促进的过程中，各级各部门间的借鉴、协作以及中央-地方河长制垂直管理格局的形成，为中国的水环境管理提供了良好的政策支持，也为国家环境治理体系的法制化提供了治理实践和经验借鉴。

本文以喀斯特山区清水江流域鱼梁江河段为研究对象，在查明地下水排泄与河流环境容量及其水质之间关系的基础上，采用Daniel趋势检验法和水量—水质同步估测模型等分析了流域水质变化及其污染负荷和核算了多水文情势下的水环境容量等。结果表明，流域污染负荷为：氨氮（NH3-N）312.85 t/a，总磷（TP）274.91 t/a，氟化物（F-）311.82 t/a，主要为城镇生活和工业污染排放且具明显空间分布特征。控制单元Ⅰ的F-浓度显著下降，水环境容量未超载；控制单元Ⅱ和Ⅲ的TP、F-和NH3-N浓度均显著下降，前者水环境容量均超载，后者TP为过载状态；控制单元Ⅳ主要污染物浓度无明显升降趋势，但TP和F-出现超载，TP严重超载为枯竭状态；控制单元Ⅴ的TP和F-浓度显著下降，水环境容量均为超载状态，亟待实施NH3-N、TP和F-污染物总量控制和精准削减措施。

由于对生态流量缺乏重视，丹江干流的水电开发已对下游河道生态造成了严重影响，因此亟需提出生态流量的泄放标准和措施。本文根据荆紫关水文站实测径流资料，主要采用水文学方法进行了河道生态流量计算。经分析比较，提出了丹江干流电站逐月生态流量的建议值，推荐的生态流量占河道多年平均流量的12.3%～44.0%，并提出了下泄生态流量的保障措施和建议。本文为丹江河南段的水生态保护提供了参考，对保护丹江湿地国家级自然保护区的生态具有一定意义。

宝象河是入滇第二大入湖河流，为揭示其溶解态总氮（TDN）浓度时空分异特征，及主要的环境影响因子，本研究对宝象河7个关键断面的径流进行了为期1年的系统采样，选取了pH、水温、NTU（turbidity）、TDS（Total dissolved solids）等水环境因子进行了实地监测，重点对TDN浓度进行了实验测试，分析了水环境因子和TDN浓度的响应关系，结果表明：（1）TDN浓度空间变化特征为从上游到下游沿程逐渐增加；时间变化特征为冬春季节浓度值显著增大。（2）TDN浓度值变化的主要影响因素为TDS。本文的研究结果能够揭示滇池氮素面源污染的输移过程，为滇池各子流域、宝象河流域水体氮污染的治理提供依据。

传统肘形进水流道设计采用经验设计方法，难以定量比选最优方案的不足。以柳港泵站肘形进水流道优化设计为目标，通过改变流道顶板仰角和流道出口段高度，拟定五个设计方案，采用基于CFD的三维数值模拟方法分析流道内部流场，根据流道出口断面的流速分布均匀度、流道出口断面的速度加权平均角度和流道水力损失等参数比选，优选出最优方案。本文为进水流道设计提供了更精细的优化手段，弥补了传统经验设计方法只能定性分析的不足，得到的最优设计方案已被实际工程采纳，可供类似工程参考。

本文通过数值分析研究了不同开度的稳态工况及启、闭过程的瞬态工况，对活塞式调节阀的水力特性进行了全面分析。求得调节阀的流量系数、流阻系数、汽蚀系数等随开度变化的特性参数曲线，并对比活塞阀芯在启闭过程的动态液动力，以及对阀内流场分布进行综合探讨。活塞式调节阀具有较好的流量线性特性，且只在较小开度下有明显流阻，开度增大后流阻迅速减小而保持较低的过流损失。本次研究工况范围内最小汽蚀系数为40.3，应确保调节阀的允许汽蚀系数小于该值。阀门的流开型结构使阀芯轴向的启闭液动力均作用于开阀方向，且开阀力小于关阀力。另外，对比了不同开度的阀内流速、流线、压力和湍动能等流场分布来对该活塞式调节阀的流动特性进行说明。

离心泵转子密封结构直接影响泵的密封性能及其转子动力学特性，为了研究离心泵转子环形平面密封的密封结构与密封性能、密封动力特性之间的关系，通过建立密封动力学模型，采用CFD方法计算分析了不同密封长度、密封间隙、密封压差、转子涡动速度比、涡动振幅、进口预旋速度等参数对密封泄漏量、流体作用力及密封动力特性系数的影响.结果表明：泄漏量随密封压和密封间隙的增大而增大，随密封长度增加而减小.预旋速度、密封长度、密封间隙及涡动速度直接影响转子的稳定性，设计时合理选择负预旋速度、较大间隙、较短的密封结构，能有效减小交叉刚度系数，增大直接阻尼系数，减小转子的不稳定区域，提高转子的稳定性.预旋速度对质量系数、阻尼系数影响不明显，但对交叉刚度系数影响较大，直接影响转子的稳定性.密封质量系数、直接阻尼系数、交叉阻尼系数及交叉刚度系数随密封长度增加而增大，直接刚度系数随密封长度增大而减小.此方法和分析结果对离心泵转子的密封设计和动力学分析具有一定的参考价值和指导意义.

本文以某扬黄工程梯级提水系统设计为模型，研究分析了在一级泵站取水系统已定，其余各级提水泵站级间泵站水泵和工作参数不同的情况下，以一级下游第一座泵站（二泵站）为例，对水泵特性曲线做定性相似分析，定量计算，根据首级泵站的提水灌溉流量需求，利用比例定律推算出水泵变频后的特性曲线，并对二泵站水泵工频和变频两种运行模式进行对比分析，确定二泵站水泵在各种灌溉提水流量下水泵运行工况点，合理确定水泵变频范围。该研究为大型梯级提水工程的水泵机组额定工况点的确定以及上下游泵站间的流量匹配提供了经验与参考。

为了更好的模拟离心泵内部的空化流动，全面考虑空化对流场的影响，将基于密度修正的方法（density correction based model，DCM）引进到基于滤波修正的RNG k-ε模型中（filter-based model，FBM），发展了一种基于密度修正的FBM湍流模型，该模型考虑了汽/液混合相的可压缩性，可以准确地模拟出较高汽相体积分数流场区域的流动。基于该模型对一台比转数为95的离心泵进行了空化流的数值计算，并与实验结果进行对比。研究结果表明：基于该模型得到的临界空化数与试验结果更为接近；随着空化程度的加剧，空泡最先在叶片进口边的吸力面附近产生，然后向出口方向扩展；叶轮流道总压系数的下降主要发生在上游的0~Ⅲ断面；空化的加剧对距进口边相对位置为0-0.4部分的叶片载荷影响较大。

为破解宁夏中部干旱带缺水难题，宁夏水利厅提出了固海扬水工程泵站“6+1”增流改造，即增加渠首泵站流量3.8m3/s。为了解决后续梯级泵站增流的问题，本文采用双吸离心泵叶轮交替加载技术对后续泵站叶轮进行改进设计，并针对固海扬水工程长山头和大柳木泵站两个型号共4台机组进行叶轮的试验改造和运行。结果表明，长山头泵站和大柳木泵站双吸离心泵叶轮应用交替加载技术改进设计后，机组流量均满足泵站增流设计的流量要求，水泵效率分别提高了13.6%和5.4%，泵站装置效率分别提高了9.2%和2.4%；现场的试验水泵和电机均运行正常，而且振动及噪音均小于未更换增流改造叶轮的水泵机组，水泵运行平稳，叶轮进口无明显汽蚀。研究成果为解决固海扬水工程增流改造提供了低成本的解决方案，也为其他泵站的改造提供了参考。

合理确定汛限水位动态控制回蓄时机可以减轻水库在回蓄过程中的开闸频率。本文提出了动态剩余水量的概念，构建了综合考虑当前流量、峰后延迟时间、洪峰流量及峰型指数等表征洪水退水规律的指标体系，建立了动态剩余水量多元线性回归模型，提出了基于动态剩余水量确定水库汛限水位动态控制回蓄时机的方法。以河口村水库为背景进行实例研究，结果表明：采用动态剩余水量多元线性回归模型的计算结果，可以较好的实现水库汛限水位动态控制的回蓄目标。

为了降低梯级弃水风险，提高水资源利用率，将起调水位范围、运行方式等作为梯级弃水风险控制指标，根据充分利用水库调蓄能力和洪水资源化利用的原则，提出了梯级水库常遇洪水弃水风险控制方法。该方法通过选取典型常遇洪水过程，结合梯级调度实际，迭代计算得出梯级水库弃水风险控制指标的合理范围，应用于乌江梯级水库的算例表明，计算结果对于制定梯级联合调度运行方式具有参考作用。

针对近年来城市频发的内涝问题，以广州市猎德涌流域为例，利用SWMM模型和GIS技术构建城市河道闸阀控制下的排水防涝模型，在设计降雨重现期分别为1、3、5和10年的情景下模拟该流域排水管网、河道的汇流过程以及河道闸阀的控制对管网排水、河道水位的影响，并根据4场实测降雨过程进行验证。结果表明，模型能较好地反映该流域的实际排水情况，对河网地区小河流排涝具有一定的通用性；河道不同分区闸阀控制的优化方案可以实现对河段防涝水位的调控，为城市河涌流域的排水防涝规划、管理和闸泵控制的优先调度决策提供参考。

为避免停泵水锤对长距离输水管道系统造成破坏，有必要对水泵机组及其输水管道进行水力过渡分析，从而提出相应的防水锤措施。本文采用特征线法，对四川某水厂工程在事故停泵下引起的停泵水锤进行水力过渡计算，分别对无水锤防护措施、二阶段关阀与空气阀联合防护措施以及安装单向调压塔防护措施三种情况进行分析。结果发现：无水锤防护措施下，事故停泵将引起液柱分离再弥合和水泵倒转现象，其倒转速度超过相关规范要求；安装空气阀和改善泵出口阀门关闭规律不能使输水管道内最大水锤压力降低到合理范围之内；安装单向调压塔有效缓解液柱分离再弥合现象的发生，水锤压力在管道设计压力范围之内。

采用团聚体法开展颗粒材料的压碎数值试验研究，对影响单颗粒破碎材料特性的细观参数进行了系统性的分析，揭示其对单颗粒破碎的细观影响机制，并为选取用于团聚体法颗粒破碎模拟的细观参数提供一定参考。研究中分别对影响颗粒材料特性的细观参数进行敏感性分析。研究表明：子颗粒黏结强度对单颗粒破碎影响显著，颗粒峰值破碎强度随其增加呈线性增长趋势。随子颗粒间摩擦系数增加，黏结键越难发生剪切破坏，单颗粒峰值破碎强度随之增大；局部阻尼系数能够抑制黏结键破坏形成的应力波，从而使团聚体黏结键破坏的空间分布发生改变，因此对团聚体破碎后的碎片尺寸分布和破碎机制有着显著的影响。

胶凝砂砾石坝的典型剖面是上、下游坝坡对称的梯形，断面大，应力水平低，经济环保，安全性高，对地基适应性强。目前，对软岩基上修建胶凝砂砾石坝的研究较多，而对于修建于覆盖层上的情况十分少见。贵州省惠水拦河坝工程为修建于覆盖层上的胶凝砂砾石坝。本文以此为例，建立二维有限元模型，计算分析防渗帷幕方案和截水墙方案的渗流场，坝基和坝体的应力变形特征及滑动面抗滑稳定性，进而探讨覆盖层上修建胶凝砂砾石坝的可行性。计算分析得出：两种方案的防渗效果良好，满足渗透稳定性要求，覆盖层坝基的沉降、应力都较小，变化均匀，满足承载力要求，坝体应力水平低，滑动面满足抗滑稳定要求。因此，覆盖层上修建胶凝砂砾石坝具有一定可行性，且综合考虑安全性和经济因素，防渗帷幕方案更具实用性。

为研究单侧渐扩消力池水力特性，采用RNG k-ε双方程紊流模型，结合VOF方法，对消力池内水流进行了数值模拟。将计算得出的水面线、压强和流速与模型试验结果进行对比。结果表明：数值模拟与模型试验得到的结果基本吻合；深入分析发现：水流在渐扩侧尾部产生立轴漩涡；跃首旋滚横轴在渐扩侧向上游移动，跃尾横轴在渐扩侧向下游移动；对比计算紊动能和试验脉动压力，发现：紊动能在一定程度上反映脉动压力分布情况；反弧段及消力池的前部底板脉动压力较大，设计上应对这些区域加强防护。

岩石的拉伸、拉伸剪切破坏是工程中常见的破坏类型，本文基于Hoek-Brown准则研究提出一种模拟岩石拉伸、拉剪破坏的有限元计算方法。首先，结合岩石室内试验数据分析，Hoek-Brown准则可以很好的描述岩石拉伸、拉剪的力学性质。同时，鉴于岩石拉伸、拉剪破坏大都表现出脆性破坏的特征，可采用脆塑性本构模型近似模拟这种变形破坏。接着，推导给出岩石拉伸、拉剪段的应力跌落求解方法，将其嵌入有限元计算软件ABAQUS中。然后，对室内试验进行有限元模拟，模拟曲线与试验数据拟合良好，证明Hoek-Brown准则的脆塑性本构模型可以正确反映岩石拉伸、拉剪等破坏特征。最后，将所建模型应用于某输水隧洞工程，针对特征断面分析仅采用管片衬砌的可行性，为工程的衬砌设计提供指导。

质量检测作为水利工程施工质量检验的手段，是验证工程内在质量的行为之一。本文针对施工中质量检测取样频次缺乏计划性、系统性、存在分布不均匀等现象，提出了分部工程中如何为单元编制质量检测计划，分析了其在工程施工质量控制中重要作用。可以有效地加强对工程质量检测取样频次具有规程、规范有序控制，降低工程质量风险。保证为工程验收提供可靠依据，效果明显，对水利工程有一定的借鉴作用。

挑流鼻坎是水利工程常用的消能工，不同体型的挑坎对过流水体具有不同的导向作用。为解决玛尔挡水电站因水头高、流速大、泄洪建筑物集中，但其对下游河床的冲刷要求高而导致泄洪消能严峻的问题，对其进行了整体模型试验。为满足溢洪道三孔鼻坎水舌在死水位时不冲砸本岸及左右岸坡脚冲刷深度较浅的设计要求，进行了斜鼻坎、舌形挑坎、直墙窄缝挑坎和曲面贴角窄缝挑坎四种不同挑坎体型的对比试验，通过比选，曲面贴角窄缝挑坎较好地满足了设计要求。该试验研究对类似工程具有一定的借鉴意义。

我国早期建成的众多中小型水电站多已出现技术水平落后，设备老化，能效逐年衰减等诸多问题。这不仅未能充分利用宝贵的水资源，而且存在诸多安全隐患。目前中小水电增效扩容的关键技术研究多聚焦于发电机组与水能资源配置的优化，鲜有对原建筑形式进行优化。本文结合衡阳白渔滩电站增效扩容的实践，从理论上分析了进水口拦污栅水头损失的特征，提出了一种机组优化结合进水口结构优化达到电站增效扩容效益最大化的改造新思路，并介绍了进水口优化的施工方案，丰富了中小电站增效扩容方法，对后续类似电站的增效扩容提供了可靠经验。

采用Partical两相流模型对高泥沙河流高水头电站长短叶片混流式水轮机小流量工况内部固液两相流动特性，进行了全流道三维湍流计算。计算结果表明：转轮低压区主要集中在叶片出口区域，最低压力发生在长叶片背面靠近出口处，长短叶片的头部和尾部的泥沙体积分数均较高，其中长叶片正面靠出口处泥沙相体积分数最大，与实际电站长叶片正面出口区域泥沙磨损严重较吻合。