利用永定河上游流域的气象站及典型水文站点的降水、气温及径流资料，分析了1960-2012年流域气温、降水的空间分布，揭示了永定河上游及主要支流的气温、降水、径流的演变特征。结果表明：流域的气温和降水在空间上差异显著；气温有显著的升高趋势，径流呈显著减少的趋势，而降水变化趋势不明显；流域的气温及径流均有显著的突变点，而降水无明显的突变点且年际波动幅度较大；流域内的年内降水分配不均衡，气温四季变化分明，20世纪80年代以前，流域的径流年内和年代变化与气温、降水的变化关联性较高，而80年代以后，其关联性较小；水利工程拦蓄及社会取用水等人类活动是径流变化的主要影响因素。因此，未来流域水资源不合理的开发利用应引起高度的重视。

利用系统动力学（System Dynamics，简称SD）和生态足迹理论（Ecological Footprint，简称EF）构建出用于郑州市水资源承载力研究的SD-EF模型，并设计4种模拟方案（现状趋势型，经济发展型，绿色节水型和综合响应型）对2016-2030年郑州市的水资源承载力进行动态模拟分析，结果表明，综合响应型方案是4种方案中的最佳方案，并针对此方案的特点，提出增强郑州市水资源承载力的对策与建议。

以珠江流域为例，提出一套基于“风险因子识别-风险评估-风险传递规律解析”的研究体系。首先，利用可拓模型对珠江流域洪灾风险进行评估，然后运用马尔科夫模型研究风险时间变化规律，最后应用空间马尔科夫链模型探究风险空间传递效应。结果表明：①高风险区主要位于下游的珠江三角洲，而低风险区主要位于上游的南北盘江；②流域洪灾风险等级保持不变的概率较大，发生变化时多为相邻等级渐变，由于上游水资源区汇流会对下游水资源区产生影响，洪灾风险具有积聚效应；③流域内洪灾风险上游对下游的正向传递多于负向传递，下游风险经累积有所增高；④高风险区对其周围水资源区风险传递类型为增强型传递，而低风险区为衰减型传递。

利用ASD模型，将CanESM2、CNRM-CM5、GFDL-ESM3M和MIROC-ESM-CHEM四种大气环流模式(GCM)输出的低、中、高浓度排放情景下的气候因子统计降尺度到雅砻江流域的15个气象站点，模拟基准期的逐日降水并与实测值进行比较，对比分析了4种GCM对研究区域的降水模拟效果，同时预测了流域未来2021-2100年的降水变化。结果表明，各模式在雅砻江的适用性结果为MIROC>GFDL>CNRM> CanESM；雅砻江流域未来降水将呈现增加的趋势，且随着排放浓度的升高，降水增幅增大。

水资源是一个国家可持续发展的核心要素。在目前中美经济深度交融的背景下，研究两国间的虚拟水贸易有助于认识我国的水资源与经济的可持续发展状况，能为制定经济贸易政策和水资源管理政策提供依据。为了反映某国某行业对于另一国各行业用水的间接带动程度，基于水资源投入产出模型，改进了行业间虚拟水转移量的计算方法，提出了利用世界投入产出表计算国家间拉动系数的方法，并分析了2005-2014年中美两国的行业用水特性指标、行业间虚拟水转移量和两国间虚拟水贸易情况，主要结论有：①中国的科技行业、信息与通信业对美国各行业用水的间接拉动作用较大，美国的建筑业对中国各行业用水的间接拉动作用较大。此外，两国的农业、电力与燃气供应业用水效率都较低，而金融与保险业、信息与通信业用水效率都较高；②产业间虚拟水的流动方向为第一产业流向第二产业，第二产业流向第三产业，用水效率也是由第一、二、三产业依次递增的；③在两国贸易中，中国净出口到美国的虚拟水量先减小后增加，美国净出口到中国的虚拟水量一直增加，但中国始终为虚拟水净出口状态。中国主要通过制造业商品向美国出口虚拟水，美国则主要通过农产品向中国出口虚拟水。

传统混合蛙跳算法在马斯京根模型参数优化中容易出现早熟和收敛速度慢等问题，在提高模型参数的估算精度和算法的优化性能上，将ε-DE算法与SFLA相结合，将有约束问题转换为从可行域与非可行域两侧求解最优解；同时，引入欧式距离和差分杂交变异算子来改善个体的更新效率，提高了算法的全局寻优能力，满足算法在更新迭代中个体信息的多样性，从而优化了算法的收敛效率和演算精度。利用ε-DE-SFLA估算马斯京根模型参数，并与其他算法结果相比较，结果表明ε-DE-SFLA优化效果明显，在处理有约束优化问题时具有更佳的实用性。

针对最严格水资源管理考核指标的多属性、多层次且无法全部量化的特点，从用水总量控制、用水效率控制、水功能区限制纳污和基础能力建设4个方面来构建最严格水资源管理考核指标体系，依据黄金分割理论建立水资源管理制度与措施落实的评语集；采用云模型描述定性指标的模糊不确定性以直观体现定性概念与定量数值间的转换，组合运用模糊区间AHP和熵权法计算各级指标的综合权重以减少主观因素对评价结果的影响；而后运用逆向云发生器绘制总体评价结果云图而直观判定评价等级。案例分析运用所提评价模型对江苏省2016-2018年水资源管理制度及措施落实完成情况进行评估，评价结果表明江苏省水资源管理制度和措施落实情况处于非常好等级，与该省近年实际考核情况基本相符，验证了所建评价模型计算结果可以为区域水资源管理考核评估提供一定的决策参考。

以日照为主的沭河流域作为研究区域，在ArcGIS平台的基础上，利用SWAT模型对该流域进行径流模拟与验证，并对雨洪资源利用潜力进行分析与计算，同时结合SCS-CN模型分析雨水集蓄潜在位置并预测相应蓄水量。主要研究结果有：经过率定后的SWAT模型对于研究区域内月尺度的径流模拟具有较好的适用性，以日照沭河流域为主的研究区域，目前地下水及地表水开发利用潜力为6 370、23 193 万m3，分别约占地下水和地表水年均可利用量的43％和70%；结合SCS-CN模型，分析适合于研究区域的雨水集蓄措施，具体总结为拦水坝、居民住宅集雨区、蓄水坑塘、蓄水池、大口井5种，并对其进行合理的空间布局，在95%、75%、50%和25%的降雨频率下，五种集蓄措施可增加集蓄雨量分别为2 100.27、2 731.26、3 323.36和4 036.89 万m3，为研究区域内水资源的高效持续利用提供一系列科学依据。

为了探究动水条件下鳃片间距对分离鳃水沙分离效率的影响，采取物理模型试验和数值模拟，开展了分离鳃和普通管的水沙分离试验。研究成果表明：当鳃片间距为30、40、50、80、110 mm时，分离鳃的水沙分离效率分别是普通管的1.70～3.76、1.71～3.75、1.71～3.76、1.38～2.63、1.25～2.13倍；不同鳃片间距下分离鳃水沙分离效率随时间的变化规律包含缓慢增加、急速增加及缓慢增加阶段，而普通管仅有缓慢增长阶段；当鳃片间距小于50 mm时，水沙分离效率随间距的减小变化不大；实际工程中综合考虑水沙分离效率和经济效益，取鳃片间距为50 mm时最为适宜，其水沙分离效率分别为80、110 mm的1.34～3.99、1.61～5.77倍，且最高可达35.12%。

作为一种成熟的泵装置，立式泵装置在大中型泵站中得到了广泛的应用。性能卓越的肘形进水流道在立式泵装置中应用最多。通过三维湍流流动数值模拟计算的方法，研究了肘形进水流道主要控制参数对流道水力性能的影响。给出了不同控制参数在一定范围内对肘形进水流道水力性能影响曲线，可满足优选肘形进水流道之需，同时建议加快对肘形进水流道标准化和系列化的研究进程，以保证肘形进水流道的设计质量。

为了给农田降雨形成的前期高浓度N、P排水径流拦蓄利用从而减少受纳水体污染提供依据，采用小区实验方法，研究了油菜不同生长期植被覆盖度0、22%、49%、79%和100%时，恒定降雨强度4 mm/h条件下，农田排水的变化特征。结果表明：①随着植被覆盖度增加农田初始排水时间明显延迟，同时排水前期20 min排出的流量也随着植被覆盖度的增加而下降。②随着植被盖度的增加，农田排水中各形态N素浓度逐渐增加。③随着植被覆盖度的增加，农田排水中P的浓度随形态不同呈现不同的变化趋势。可溶性磷DP浓度呈上升趋势；PP和TP的平均浓度随着植被覆盖度的增加呈下降趋势。这说明地面覆盖植被可以有效延长农田排水时间，减少农田排水前期的流量，有效减少农田水肥流失。所以增加植被的覆盖度是减少水肥流失的有效方法之一。地面覆盖植被也可以有效减少农田排水中P素的浓度，但无法减少农田排水中N素的浓度，因此在北亚热带湿润气候区的砂壤土区，通过增加植被覆盖度减少农田排水中氮素浓度是不可行的，只有通过施肥方式的改变来实现。

为进一步探明水稻生长与水分养分之间作用机制，充分发挥水肥耦合效应，在湖北省灌溉试验中心站开展了水肥综合调控模式试验研究。设置了常规淹灌模式（W0）、间歇灌溉模式（W1）、蓄雨型间歇灌溉模式（W2）3种灌溉模式；不施氮肥处理（N0）、当地实际施氮水平（N1）、当地施氮水平的75%（N2）3种施氮水平；基肥+一次追肥（F1）、基肥+二次追肥（F2）2种施肥方式。结果表明，与淹灌相比，间歇灌溉有利于水稻后期生长及高产，总氮排放负荷减少26%、总磷减少11%，氮肥利用率提高5.2%；与间歇灌溉相比，蓄雨型间歇灌溉会促进水稻全生育期生长，但后期茎叶过盛使产量略有减少，总氮排放负荷减少29%、总磷减少39%，氮肥利用率相当；在一定范围内增加施氮量可促进水稻的生长发育与高产；高施氮量下增加追肥次数可促进水稻后期生长与高产，但低施氮量下增加追肥次数可能会产生相反效果。

我国灌排泵站多建于1950和1960年代，存在严重的老化、失修和安全问题[1]，其性能大大降低，与设计要求存在不同程度的差距，经济效益和社会效益得不到充分发挥。随着水利基础设施投入的加大，结合泵站设施的更新，借助各种智能化技术，进一步提高泵站现代化水平已是当务之急。运用智能传感、物联网、云计算、大数据等结合智能泵站的要求进行了技术探讨，为泵站现代化建设提供参考。

为提高河套灌区麦后闲置农田利用率，实现灌区作物一年两熟的种植模式，进行了膜下滴灌条件下麦后复种西兰花的试验。研究膜下滴灌条件下不同灌溉水量（232.5、273、300 mm）对西兰花生长、产量及水分利用效率的影响，并提出膜下滴灌下麦后复种西兰花的适宜灌溉水量。结果表明：随着灌溉水量的增加，西兰花生长状况、干物质积累量、产量以及水分利用效率总体上呈先增大后减小的变化趋势，当灌溉水量为273 mm时，各项指标达到最佳。其中，西兰花产量和水分利用效率分别提高20.48%、31.29%。因此，结合上述指标综合考虑，膜下滴灌条件下麦后复种西兰花适宜灌溉水量为273 mm。

为了促进暗管排水技术在兵团南疆垦区盐渍化土壤改良中的应用，以新疆生产建设兵团第一师二团为研究区域，选择典型地块，通过暗管排水试验，研究了暗管不同管径（50 mm、60 mm）和不同间距（6、8、10 m）对农田排水水质的影响。结果表明：与灌溉水相比，暗管排水的矿化度、电导率显著高于灌溉水。各处理6月、8月、10月三次暗管排水的平均矿化度分别是6.427、7.382、6.781 g/L，为灌溉水的8.33、8.58倍和10.76倍；电导率分别是4.833、6.222、5.379 mS/cm，为灌溉水的7.92、10.55倍和10.98倍。暗管管径和间距对暗管排水的矿化度、电导率有显著的影响。间距相同的条件下，暗管管径越大，排水的矿化度、电导率越大；管径相同的条件下，暗管间距越大，排水的矿化度，电导率也越大。3次灌水时，暗管管径60 mm、间距10 m处理的平均矿化度和电导率分别为8.562、9.070、8.807 g/L与6.670、7.910、7.364 mS/cm。

在调查分析湖北省农田水利工程及其运行维护监管现状的基础上，总结分析了湖北省农田水利工程运行维护监管中存在运维监管经费不足、监管力量薄弱、监管责任难以压实、监管效率较低等问题。针对上述问题，从加大运维监管经费投入、强化监管能力建设、压实监管责任、完善监管考核机制、提升监管信息化水平、落实政策宣传、增强监管主体意识等方面提出了建议和对策，为提升湖北省农田水利工程运行维护监管水平，贯彻落实“水利工程补短板，水利行业强监管”水利改革发展总基调提供了思路和参考。

新时期新形势下，如何加强乡村水利建设使其更好适应乡村振兴发展战略的需要有待深入研究。水利建设在农村发展过程中占据重要位置，在振兴乡村战略背景下，现代乡村水利建设与现代乡村产业结构、农业现代化发展不相适应。围绕乡村振兴战略中产业兴旺、生态宜居、治理有效、生活富裕等4个方面,通过对7省12个县典型案例的调查研究，梳理出各地水利建设与保障乡村振兴战略实施的主要举措，以期为其他地区建设水利服务体系、保障乡村振兴战略提供理论指导。

在农业灌排站新建工程和更新改造项目的投资中，对水泵设备进行科学预算和经济性评估是值得关注的重要内容。阐述了全寿命周期成本理论是对水泵设备进行经济性分析的有效新途径，接着在介绍水泵设备全寿命周期成本模型的基础上，对其实现算法进行了初步分析和设计，其中提出了应用BP人工神经网络实现对部分不确定性成本费用的求取。算例分析基于净现值理论和年金概念针对项目规划阶段中水泵的采购环节，进行了全寿命周期成本费用具体预算及经济比较，为设备的科学选购提供了参考依据。初步系统的展示了全寿命周期成本理论应用于水泵设备经济性分析的可行性与现实意义。

针对城市内河网水系密集、开发强度高、点面源复杂、水污染严重的城市湖泊水环境问题，从流域水环境系统出发，建立了一套耦合“陆面单元-河网-湖泊”为一体的水环境模型，模拟分析实施各种水环境综合整治方案后的城市内湖泊水质改善状况，并将该方法应用于广东省惠州市金山湖流域。研究结果表明实施控源截污工程削减50%面源和95%点源负荷能够有效改善金山湖湖区水质状况，进一步通过6 m3/s的引水工程，湖区NH3-N和TP水质浓度基本上能够达到IV类水质治理目标。相较于单一的水质模型，该模型能够对水环境系统中的水文、水动力和污染物迁移扩散等主要过程进行模拟分析，有效反映点面源污染物负荷和水动力条件变化下的湖泊水质状况，为河湖连通条件下城市湖泊水环境治理工作提供技术支撑，推进整治城市黑臭水体，助力生态文明建设。

地下水污染在我国已经相当严重。通过水质监测点快速准确的确定污染源排放强度及其动态变化具有重要意义。基于SCE-UA优化算法，通过将地下水流和溶质运移数值模型耦合到优化模型，数值模型模拟计算的结果作为约束条件返回到优化模型中，优化过程通过SCE-UA算法进行反射、收缩和突变3个过程求解。实例分析表明：①在足够种群进化代数条件下，优化模型可以有效反演污染源排放强度及其动态变化；②优化模型对多污染源分别在稳定流和非稳定流下、定浓度和不定浓度排放的反演均可以有效、 快速地搜索到全局最优解, 具有较强的优化性能。

随着社会经济的飞速发展和人类生活水平的显著提高，地下水水源地污染日益严重，科学划分地下水水源地保护区是进行地下水水源地保护的有效手段。通过系统梳理国内外地下水水源地划分范围和划分方法研究的历史进程，重点剖析了当前主流的地下水水源地划分方法，如经验值法、公式计算法、解析模型法和数值模拟法的基本原理和适用条件，识别了每个方法的使用局限性。基于数值模拟法的技术优势和计算机技术快速发展的实际情况，提出了数值模拟法今后发展方向的措施建议。通过引入不确定性分析、多种技术方法优势互补、多学科相互融合，可以大大促进地下水水源地保护区划分结果的可靠性和准确性。

选取不同坡度（5 °、10 °、15 °、20 °）和不同雨强（50、60、70、80 mm/h）的16场降雨，利用偏最小二乘模型研究了坡度、雨强、降雨历时、土壤初始含水率、剪切力5个因素对黄土坡面土壤侵蚀过程的影响程度。结果表明：①变量对数化处理后，偏最小二乘模型模拟精度和预测优度均达到0.8以上，径流率和产沙率相关系数为0.844；②VIP值显示，时间X3、坡度X1是驱动降雨初期径流率Y1和产沙率Y2变化的重要因素，其中时间X3是最重要的影响因素；雨强对径流率和产沙率影响均较大，标准回归系数分别为0.408、0.341，初始含水率、剪切力的标准回归系数最大仅为0.145，表明二者对径流率和产沙率的影响都比较有限；③精度分析结果表明，模型模拟和预测精度都较高，与产沙率相比，径流率的预测精度更高，平均相对误差绝对值为18.813%，模拟预测的效果更好。

基于3年的野外调查数据，运用平行因子法(PARAFAC)解析三维荧光光谱(EEMs)，对三峡库区（百岁溪、九畹溪、沙镇溪和神农溪）水体中溶解有机物(CDOM)的垂直分布特征及来源进行了分析。结果表明：三峡库区POC和DOC含量具有相似的垂直分布特征，百岁溪、九畹溪、沙镇溪和神农溪POC和DOC含量随水深的增加而逐渐降低，其中表层最大，表层以下急剧降低，3 m以下降低趋势区域缓和，10 m处POC和DOC含量基本相等。其中相同水深基本表现为：百岁溪>九畹溪>沙镇溪>神农溪，局部有所波动。三峡库区营养盐垂直分布特征较为一致，其中百岁溪、九畹溪、沙镇溪和神农溪TP、TN、NH+4和NO-3含量随水深的增加而逐渐降低，其中表层最大，表层以下急剧降低，3 m以下降低趋势区域缓和，10 m处TP、TN、NH+4和NO-3含量基本相等。其中相同水深基本表现为：百岁溪>九畹溪>沙镇溪>神农溪，局部有所波动。三峡库区水质较好，总体为Ⅱ~Ⅲ类，其中TLI指数依次表现为百岁溪>九畹溪>沙镇溪>神农溪，百岁溪属于富营养级，主要是由于N含量超标，九畹溪、沙镇溪属于中营养级，神农溪属于轻度富营养。综合营养状态指数均值为35，属于中营养水平。百岁溪、九畹溪、沙镇溪、神农溪CDOM吸收系数a(280)和a(350)均表现为百岁溪<九畹溪<沙镇溪<神农溪。回归分析显示：百岁溪和沙镇溪POC和DOC与CDOM吸收系数a(280)呈显著线性相关（p<0.01）；九畹溪和神农溪POC和DOC与CDOM吸收系数a(350)呈显著线性相关（p<0.01）。三峡库区荧光指数(FI)在1.32~1.43之间，均值为1.39，说明三峡库区陆源占主要贡献。生物指数(BIX)在1.03~1.14之间，说明三峡库区CDOM主要由生物细菌活动产生。腐殖化指数(HIX)在1.62~1.97之间，说明三峡库区CDOM主要由生物细菌活动产生，与BIX指数一致。由此说明三峡库区CDOM来源于自生微生物、藻类等新近自生源。

太湖流域水流运动复杂，摸清太湖上游地区来水情况，对于保障太湖水安全具有十分重要的现实意义。通过数值模拟的方法，研究了太湖上游区和长江、太湖的水量交换特征及水流运动特性。结果显示，在现有水利工程调度运行下，湖西区总体以入太湖和入武澄锡虞区为主，但京杭运河以南部分河道常年倒流，同时，无锡城区调水引流和梅梁湖泵站引水抬高了运河无锡站水位，导致运河向东泄水不畅，水流向南并倒流入湖西区，最终进入太湖。

西江中游浔江河段及岸线带分布有多处重要的国家级自然保护区及水功能区，为探讨该区域近年景观格局变化对自然生态环境的影响，基于Landsat 7和Landsat 8卫星遥感影像对该区域景观特征值的近年演变特征进行了计算分析。结果显示，研究区域仍维持农田基底不变，农田基底占比略有下降，林业用地占比下降2.8%，建设用地和裸地有所增加，水域面积占比基本不变；农田和建设用地最大斑块指数LPI提升明显，水体LPI较高，其他斑块LPI基本维持不变；人工斑块（建设用地、农田、沙石裸地）和水体边缘密度值（ED）都有不同程度升高，自然林地边缘密度（ED）值有所下降，景观蔓延度指数（CONTAG）下降，破碎化程度较高；Shannon景观多样性指标（SHDI）较小，景观多样性低。总体显示该区域农田耕种效率和城镇化显著提升，景观破碎化程度提升，生境质量下降，不利于自然生物的迁徙以及种群扩散和迁入，导致自然生态系统活力下降。

为了对西北农村地区微污染饮用水源水进行预处理，采用了高铁酸钾-臭氧预氧化工艺，首先比较了臭氧、高铁酸钾氧化能力的大小。在单因素试验基础上，以高铁酸钾投加量、初始pH、慢速搅拌时间为考察因素，CODMn去除率为响应值构建了响应曲面模型，分析了3个独立因素及各因素间相互作用，确定了最佳预氧化工艺参数。结果表明：①在初始浓度CODMn8.00~10.00 mg/L、氨氮1.3~1.5 mg/L及浊度8.54~13.62 NTU进水条件下，高铁酸钾对微污染水CODMn和浊度的处理效果好于臭氧处理，对氨氮的氧化效果较差。二者协同作用要好于单独高铁酸钾及臭氧的处理效果，高铁酸钾投加量达11.5 mg/L、臭氧投加量6mg/L时，体系CODMn、氨氮及浊度去除率分别达67.15%、17.43%、61.71%。②高铁酸钾投加量、初始pH、慢速搅拌时间为高铁酸钾-臭氧预氧化处理的主要影响因素，对CODMn去除率的影响大小排序：高铁酸钾投加量>初始pH>慢速搅拌时间。③最佳预氧化工艺参数：高铁酸钾投加量11.75 mg/L、初始pH 7.74、慢速搅拌时间42.72 min，微污染水CODMn去除率为72.96%。该条件下，实际运行出水CODMn 2.38~2.98 mg/L，以此证明高铁酸钾-臭氧预氧化工艺是有效的。

水库型饮用水源地迎水坡土壤氮磷含量对水源水质会产生重要影响。以温州市珊溪水库为研究对象，通过对水库迎水坡土壤的监测取样，研究迎水坡土壤的速效磷(AP)、总磷(TP)、碱解氮(AN)和总氮(TN)含量空间分布特征，应用单因素方差分析和Duncan多重比较法，研究了空间差异性及不同土地利用方式对氮磷含量空间分布的影响。结果表明：①峃作口区和库尾区迎水坡土壤AP、TP含量较高，近坝区附近迎水坡土壤AP含量较高。三插溪区和峃作口区迎水坡土壤AN、TN含量较高，在远坝汇水区迎水坡土壤AN含量较高。②库区迎水坡土壤氮磷含量空间差异明显，AP空间变异程度最大，属强变异，TP、AN以及TN均属于中等变异。③不同土地利用方式对氮磷含量分布影响明显，裸地氮磷含量较低，灌木杂草地氮磷含量较高，除园地AP外，林地、园地的土壤氮磷含量介于裸地和灌木杂草地之间。

针对我国生态水利PPP项目多利益相关者的复杂性，以及风险评价中指标定性概念的模糊性和随机性，提出一种由云模型衍生出的综合评价方法。利用层次分析法（AHP）确定指标权重，继而通过Python软件运用云发生器来对生态水PPP项目利益相关者管理风险评价指标进行云转化，通过专家打分获取云滴，以及浮动算法和综合算法相结合的运算方式，将指标由低级向高级进行转换，运用云图直观评价风险。最后实例分析表明云模型在生态水利PPP项目利益相关者管理评价是科学且有效的。

目前国内使用的给水管网经济流速考虑的是管网建设投资费用、运行动力费用、大修费用三者之和最小的管网中流速，未考虑这些费用的时间价值，以管网经济性作为优化目标建立数学模型，以经济流速作为研究对象，在原费用目标函数的基础上引入了资金的时间价值概念，并以此为依据，讨论了管道造价、泵站电费变化系数、电价几个主要因素对于经济流速的影响，分析了产生影响的原因和影响的趋势。经过研究，给出了新的经济流速范围。

采用Reynolds时均Navier-Stokes方程和RNG k-ε双方程湍流模型，基于弹性体结构动力学方程，采用ANSYS和CFX软件对轴流泵内部流场和叶轮结构响应进行多工况双向同步耦合求解，研究轴流泵叶片的动应力特性以及叶轮进出口处压力脉动特性。预测了叶片的位移变形和应力分布规律。计算结果表明，耦合作用下轴流泵叶片的最大位移发生在叶片进水边轮缘处，叶片根部位移较小；叶片根部与轮毂接触处靠近进水边一侧存在明显的应力集中现象；叶片的应力和变形均随着轴流泵流量的增加而逐渐减小；叶轮进口前水流压力脉动频率主要由叶轮叶片通过频率决定；设计工况下的压力脉动幅值最小。

泵站可为工、农业用水提供保障，在不同的季节、不同的时间段用水需求不同，所以供水泵站要根据实时的需水要求供水。首先分析了泵站运行的准则，通过选择泵站运行功率最小为准则，针对泵站站内采用逆序递推动态规划法，以某提水工程总干二级为例进行站内优化，优化结果与实际运行相比，其机组组合情况发生变化，单位时间内降低了18.6%的能耗。优化后泵站站内运行情况可根据用水区的需求，保证泵站安全运行的前提下寻求最优的调度方式，提高泵站的运行效率，降低泵站整体运行的成本，最大程度地创造经济效益和社会效益。

为检验通吕运河水利枢纽工程贯流泵机组泵装置的水力特性，对竖井贯流泵装置开展了能量特性试验、空化特性试验、飞逸特性试验，获得了叶片安放角0°、±2°和±4°下的试验结果。结果表明：各叶片角度下，在正常运行扬程范围内竖井贯流泵装置模型运行平稳，无明显不良噪音和振动；在叶片角度0°下，设计扬程1.98 m时，临界空化余量约为4.05 m；最大扬程3.70 m时，临界空化余量约为6.29 m；在扬程1.98~3.70 m内，临界空化余量均满足运行要求；叶片安放角度为-4°，扬程为3.30 m时，泵装置的最高效率达到79.03%；竖井贯流泵装置单位飞逸转速随叶片角度减小而增大；在叶片角度0°，最大扬程3.70 m时，最大飞逸转速为水泵机组额定转速的2.13倍。

风电光伏电具有随机波动性和间歇性，为对冲风电光伏电大规模并网的影响，优化抽水蓄能电站运行方式十分有必要。在优先消纳风电和光伏电功率的前提下，以抽水蓄能电站运行后电网剩余负荷均方差最小为目标，建立抽水蓄能电站运行优化模型。然后针对非线性目标函数、含0-1变量和整数变量及时间关联约束复杂特点，提出了一种基于双向切负荷法的抽水蓄能电站运行搜索优化方法。采用湖北电网2019年运行数据，分析了优先消纳风电、光伏电功率后电网剩余负荷特性变化，对白莲河抽水蓄能电站运行方式进行优化。实例结果验证了所提出的模型和求解方法的可行性和有效性。

地质灾害防治工作量大、防治要求高、防治成本高，往往需要利用遥感技术开展工作。在充分了解以往相关内容遥感调查成果的基础上，有针对性地开展南网地区输电线路相关调查专题的遥感解译工作，建立了一套地质灾害监测方法，并成功应用在南方电网输电线路的地质灾害识别中，并得出以下贡献：①将高分一号卫星应用于遥感地质灾害识别技术，加大了地质灾害遥感解译和地质信息提取精度；②通过南网地区输电线路的地质灾害制图，为今后的灾害预警与提出对策提供了参照。

变电站和输电铁塔的结构稳定性对于输电系统供电可靠性非常重要。以浙江省多个变电站和输电铁塔结构安全监测为依托，采用前后端分离的开发方式，构建融合BIM、WebGIS和监测信息的输电系统结构安全监测可视化平台。前端基于B/S架构，集成Cesium开源WebGIS引擎，加载轻量化处理后的BIM模型，通过MBTiles Server实现地形与影像的离线下载，利用Echarts开源图表组件动态展示监测数据演化过程；后端采用Spring Boot框架进行数据库的读写操作。实例表明，该平台兼容性好，具有良好的结构布置可视化与数据可视化效果，有助于实现从监测信息到监控服务的跨越。

水电站特别是数量多、单站规模小、惠及广大农民的农村水电站，其坝（闸）下河道减脱水问题历来备受关注，保障河道生态流量是预防和减缓河道减脱水、最大限度实现河流生态自然修复的根本性措施。针对水电站生态流量核定的分类依据、断面选择，以及涉人工渠道取水、串联引水、跨流域引水、地下水取水等特殊情况生态流量核定等问题，进行系统分析和研究，认为水电站生态流量泄放要求不适合以开发方式定论，而应以具体影响河段的特征来区别；生态流量核定应以取水口至回归河道尾水断面（或有效支流汇入口）间河道全断面保障为核心目标；生态流量核定断面为影响河段最靠下游侧的断面，而非坝址所在断面。

从混凝土/基岩胶结面现场抗剪试验出发，建立试验的有限元数值模型，分别分析了在节理材料模型、Mohr-Coulomb材料模型、理想弹塑性的损伤塑性模型和考虑软化的损伤塑性模型下混凝土/基岩胶结面的应力、位移及屈服区的分布及发展规律。研究结果表明：①通过不同材料模型计算得出的计算抗剪断强度参数存在一定差异；②通过不同材料模型计算得出的胶结面应力分布规律大致相同，胶结面应力均呈现不均匀分布状态，上下游端部应力集中明显；③通过不同材料模型计算得出的胶结面屈服区发展规律大致相同，随外荷载增加，胶结面屈服区均从上游逐渐向下游发展，直至贯通整个胶结面；④通过平均应力整理出来的抗剪强度是偏保守的。

水轮机调节系统是一种复杂的非线性非最小相位系统，为了深入研究其调节规律，在考虑水轮机非线性和弹性水击的基础上，引入二阶发电机动态模型并忽略系统频率扰动，提出了一种新的水-机-电联合非线性模型。以调速器PID参数为控制参数，通过六维自治系统Hopf分岔直接判据对该模型进行理论分析，得到了该非线性系统的稳定域。并结合分岔图、时域响应图和系统相轨迹图分析了不同调速器参数时系统拓扑结构的变化，结果表明：当调速器参数远离分岔点时，系统能够快速收敛与稳定，这为非线性水轮机调节系统控制参数的整定及其安全稳定运行提供了理论依据。

流域库岸地质灾害的监测具有十分重要的意义，传统的地质灾害监测手段主要通过埋设内外观传感器进行监测，这种方式难以获取大范围的监测信息，且系统运行成本和维护成本较高。InSAR技术可以快速获取大范围、高精度的形变监测信息，面向西南某流域沿岸地质灾害监测的实际需求，选用ALOS PALSAR2星载合成孔径雷达影像数据，充分利用L波段对植被冠层的穿透性，对多植被库岸边坡进行基于InSAR技术的大面积普查。同时，利用GNSS设备，对普查获取的高危坡体进行重点监测，利用GNSS的监测数据对InSAR监测结果进行验证，根据监测结果显示，基于L波段的星载InSAR监测技术能够用于多植被库岸边坡的地质灾害监测中。基于星载InSAR形变监测技术，结合GNSS地面监测技术，打造形成“星-地”一体化的流域库岸监测体系，能够实时、精准提供监测数据信息，对选取安全的移民安置点、保障水利工程安全运行具有重要的实际意义，也是解决流域库岸灾害预警问题的一种崭新途径。

为了从动力学角度研究玄武岩纤维对土的加筋作用，将长为6 mm的玄武岩纤维分别按一定的质量比掺入黄土中，通过动三轴试验研究纤维含量、含水率以及固结围压对玄武岩纤维加筋土的动应力-应变关系、动弹性模量和阻尼比的影响。试验结果表明：①玄武岩纤维加筋土和无筋土的动应力-应变关系曲线可以用H-D双曲线模型拟合；②与无筋土相比，当动应变相同时玄武岩纤维加筋土的动应力增大；③提升固结围压或减小试样含水率均可增大玄武岩纤维加筋土的动弹性模量，但该模量受纤维含量的影响不明显；④可通过增加纤维含量，或在有效区间内增大含水率来增大玄武岩纤维加筋土的阻尼比。

闸墙长廊道侧支孔输水系统属简单类分散输水形式，采用该形式的船闸在输水过程中侧支孔涌入的水流在闸室内不易均匀分布，常出现闸室内水体剧烈紊动的现象，影响船只的停泊条件，因此常需在闸室内增设消能设施。通过数值模拟的手段研究船闸输水过程中的消力槛的消能机理及消能效果，研究结果表明：布设消力槛可以有效地降低射流进入闸室后的流速，改善闸室内水流流态，具有良好的消能效果。