归纳总结了城市河湖水环境工程的起源与发展历程，系统地分析了涉水工程建筑物的功能与形式的呈现方式：功能依从规范、形式追随文化、功能造就形式、形式引领功能，并从新时期城市发展的需求角度论证了常见涉水工程建筑物的功能与形式的冲突问题，最后针对性地从“功能的‘否定之否定’”、“形式的‘多元互变’”、“时间与空间的结合”、“总体与局部的结合”、“动态与静态的结合”五个方面出发，研究并提出了功能与形式的辩证统一设计方法，可为当前的水环境工程建设提供借鉴与参考。

为了研究平山水库退役前后秋季浮游植物群落特征及其与环境因子的关系，选取2015-2018年水库退役前后秋季的4次监测数据，分析了浮游植物的种类、数量在组成上的变化，利用冗余分析法（Redundancy analysis，RDA）研究了浮游植物群落与环境因子的关系，同时对平山水库退役前后Margalef D指数、Shannon-Wiener指数H′、Pielou指数J进行研究并分析水质状况。结果表明：水库退役前以绿藻（42.25%）、硅藻（36.36%）为主，退役后4个月蓝藻数量比例最大（73.11%），2017、2018年秋季硅藻数量占优势，比例分别为77.22%和28.80%；影响浮游植物群落的主要环境因子为总磷（TP）、氨氮（NH3-N）、总悬浮固体TSS和电导率EC；平山水库浮游植物多样性处于较低水平，其退役后浮游植物Shannon-Wiener指数和Margalef指数均出现上升趋势，水库退役后水体中浮游植物多样性逐渐增加，生态系统逐渐恢复。

研究水库分层的特性及其对水环境的影响，对改善水质、提高水环境质量及缓解水利工程引发的环境问题有重大意义。针对水库分层的水环境响应特征及其缓解技术方案，通过对国内外大量文献的阅读和梳理，从水库分层的原因及特征、常用的水库分层的研究方法、水库分层的水质响应特征以及当前水库缓解技术的特点和应用开展文献调研和归纳整理，分析了当前的研究现状，并对未来的发展进行了展望。

我国农村生活污水因污染面广、产量大、增长快、收集难度大等特点，目前已经成为农村水环境综合整治面临的突出问题。从已有工程实例来看，城市集中式管网收集处理模式并不适用于农村相对分散的实际情况，我国在农村分散污水治理模式上已经逐步向“处理，就地回用”方向转变。源分离技术具有资源和能量循环利用的生态内涵，是农村分散生活污水处理技术体系的有益补充。本文通过对我国农村生活污水特点、源分离技术的原理和发展历程、源分离技术的分类及其短板等分析，对该技术在面向资源化的农村污水处理需求中的应用前景进行了探讨。

非点源污染对水生态、水环境影响很大，识别流域的关键源区并进行整治是控制流域非点源污染的重要方法。以磷指数模型为基础，提出以土地利用类型为源因子、以区域至水体距离为迁移因子的半定量非点源污染流失风险评价模型，结合GIS空间分析技术识别泰州地区非点源污染关键源区。结果表明：泰州地区大部分区域非点源污染流失风险等级为中高风险，低风险区域主要集中在兴化市西北部和和通南地区，非点源污染输出的关键源区分布在城市、建制镇、村庄等人类活动强度大的区域以及主要河道的两侧区域内。对非点源污染输出的关键源区需重点治理，严格控制污染输出。

在供水方面北方河流存在着水资源缺乏、水质恶化等水环境问题，按照工、农、生三产水资源配比情况，北方地区农业种植业需水量占总供水量的70%以上，同时污染负荷以面源污染负荷为主。以京津冀绿色农副产品的保障基地河北省洋河流域为例，基于前期海河流域（洋河流域为海河流域的一条二级支流）河流生态需水量计算方法学研究结果，选取水文学及目标水质法计算洋河干流左卫、响水铺、鸡鸣驿和八号桥4个典型断面最小、适宜和理想生态需水量。通过Tennant 法为参照，计算结果表明：①以COD指标为生态目标计算的最小、适宜和理想生态需水量分别为0.82、1.64、2.48 亿m3；②以NH+4-N指标为生态目标计算的最小、适宜和理想生态需水量分别为0.83、1.65、2.49 亿m3。同时综合考虑洋河流域对京津冀农副产品保障的灌溉功能定位，从洋河盆地的农业灌溉生态需水量角度切入，利用CROPWAT模型计算目标区域农作物需水量，提出了基于保障洋河流域作物灌溉问题生态需水量的计算，并制定了相应水库的调蓄方案。友谊水库作为洋河干流最大的水库，需向下游补灌60 万m3水源才能满足作物需水要求。

生态系统耗水（即蒸散发）是水循环的重要组成部分，准确估算生态系统耗水是资源型缺水区域实现“以供定需”水资源可持续管理的关键。以雄安新区所在的大清河流域为研究区域，利用遥感叶面积指数和蒸散发数据对水碳热耦合的生态水文模型（WAVES）率定，并用率定好的WAVES模型估算了典型生态系统（农田、草地和林地）耗水规律和特征。结果表明：大清河流域农田、草地、林地生态系统1982-2014年多年平均耗水量依次增加，分别为383.9、424.5、439.6 mm。耗水分量中，农田和草地土壤蒸发和植被腾散发的比重大致相当，均占总耗水的40%~50%；林地以植被腾散发为主，约占总耗水的70%。研究结果可为人类活动剧烈且水资源过度利用的大清河流域和雄安新区的水土资源管理提供参考。

为研究人工黄土坡面重力侵蚀现象，通过应用有限差分软件FLAC3D对复杂侵蚀地形模型进行二次开发，分析坡面重力侵蚀过程，并对坡面位移场、应力场和塑性屈服区进行了数值模拟。结果表明：通过软件建立的三维模型能真实地还原侵蚀坡面地形地貌，仿真效果良好；通过监测点位移规律，将侵蚀分为3个阶段，坡面下部侵蚀发育阶段要早于坡面中上部侵蚀发育完成；坡面位移以向下侵蚀滑落为主，且随坡度增加导致应力集中，在一定程度上坡度的增加，加剧了重力侵蚀的发生；通过对三次连续性降雨坡面进行受力分析，发现本场次侵蚀地形基本符合上一场模型平衡状态时的塑性区分布情况，说明FLAC3D在一定程度上能够对侵蚀地形发育起到预测的作用。

面板伸缩缝破损导致的砂土流失，是造成护面脱空，堤身损毁的主要原因之一。为研究伸缩带破损的面板海堤砂土流失特性，设计了一种伸缩缝破损带位置和大小可变的海堤模型试验箱，并进行大型波浪水槽模型试验，首次引入三维激光扫描仪对波浪作用前后海堤模型进行扫描，获取波浪作用前后海堤模型的高精度三维点云数据，定量研究了破损带位置、长度和波浪作用时间对伸缩缝破损的面板海堤砂土流失量与最大淘刷深度的影响。此外，通过彩砂标记获取波浪作用下不同粒径沙土迁移规律，进而初步探讨了海砂流失机理。结果表明：①面板伸缩缝破损的海堤砂土淘刷形态均为U型，试验工况下破损带位于水面下时砂土越容易流失；②随破损带长度或波浪作用时间增大，砂土流失越明显，破损带长度与砂土流失量呈线性相关与最大淘刷深度呈对数相关，波浪作用时间与砂土流失量、最大淘刷深度均呈对数相关；③波浪上爬产生正压力将砂颗粒推向远离破损带区域，粒径越小，砂粒越容易被推离，波浪回落产生负压力将砂颗粒从破损带带出，砂粒粒径越小，越容易被带出。

为探讨苏州市湖泊水源地浮游植物群落特征及演变规律，于2016年7月至2017年6月对苏州市9个湖泊水源地进行了不同季节采样调查。经聚类分析后选取的渔洋山、浦庄、尚湖、阳澄湖以及傀儡湖5个代表性水源地进行分析。5个水源地共定量检出浮游植物8门86属186种，绿藻门种类数最多，共38属87种，其次为硅藻门和蓝藻门；藻类总密度和生物量均为阳澄湖和傀儡湖偏多，蓝藻门和硅藻门优势度较大。综合浮游植物多样性指数和综合营养指数评估，渔洋山、浦庄、尚湖水源地总体处于中营养状态，阳澄湖和傀儡湖水源地处于轻度富营养化状态。通过Pearson分析浮游植物群落与TN、TP、NH3-N、CODMn呈正相关，与DO、pH和SD呈负相关，磷为影响浮游植物生长的主导因子。

为了揭示九曲湾水库的浮游生物群落结构特征，沿水库自上而下对3个采样断面的浮游植物、浮游动物进行了采样分析；同时结合水质监测数据，利用Pearson相关系数分析法确定不同时期、不同位置水质与浮游生物群落的相关性。结果表明：①2016年8月至2018年7月间，九曲湾水库共采集到藻类植物6门81种，其中蓝藻的物种数量最为丰富；整个河段浮游植物的平均细胞密度为平均值为25.335 万个/L，平均生物量为109.11 mg/L，种类和数量丰富；②浮游动物有4类53种，其中轮虫动物门最为丰富，占54.72%；整个河段浮游动物的平均密度为91.00 个/L，平均生物量为1.16 mg/L，整体群落组成较为简单；③水质属轻度污染，其中总氮浓度超标2.33倍；相关性分析结果显示，蓝藻门生物密度与pH值相关性最强、绿藻门、裸藻门生物密度与DO值相关性最强；原生、轮虫、枝角和桡足4类浮游动物与pH、BOD5、氨氮呈完全负相关关系，与DO、总氮呈现完全正相关关系。

杭州八堡排水泵站为扩大杭嘉湖南排重大水利工程，也是京杭运河沟通钱塘江第二通道的关键性节点工程，设计排涝流量200 m3/s，为大（1）型排涝泵站。由于泵站进水口与八堡船闸引航道交汇布置，泵站运行对进水口附近通航水流条件及航道冲刷产生影响。通过建立泵站及泵前航道平面二维数学模型，计算分析了泵站不同运行工况下进水口附近流速流态分布情况，提出了满足泵前航道安全的调度运行方式。

着重研究闸坝对流域连通性的影响（以抚河为例），通过对比分析侧向和纵向连通性指标与树枝状河网连通性指标的差异，以选择最合理的评价指标，来研究闸坝通过哪些方面对流域连通性形成阻隔、破坏。选用树枝状连通性指数对流域进行评价，探讨闸坝的数量、所处的地理位置以及自身通过能力对连通性的影响。最后，探索障碍优先级移除闸坝的可行性，借助对闸坝随机模拟移除和通过分析确定优先顺序模拟移除作对比研究，证实闸坝通过优先级拆除的合理性。

为快速对突发性水污染事件进行溯源，求得污染物的排放位置、排放量及排放时间，提出一种基于贝叶斯（Bayesian）和马尔科夫蒙特卡洛方法（MCMC）的污染源信息反演算法。基于Bayesian- MCMC方法可在已知污染源先验信息的基础上，构造似然函数，求得污染源的后验概率密度函数，进而将溯源问题转化为对后验概率密度函数的抽样问题。在抽样方法上本文选用M-H采样方法及GIBBS采样方法并加以改进、对比。结果表明：该方法能够较准确地对突发点源岸边污染物瞬时排放事件进行溯源，其计算结果接近于真实值，能够有效地解决点源岸边污染物瞬时排放的溯源问题。且改进的M-H采样方法可以有效加快迭代时的收敛速度，使待反演参数的抽样值更快地趋近于目标值。

以南昌市青山湖排涝片为研究区域；设置不同重现期的降雨量、不同的最低调蓄区控制水位等雨洪情景，并应用MIKE软件模拟不同雨洪情景下的排涝进程；通过对泵站开机负荷、主要控制断面水位、流量等统计参数的对比，分析不同雨洪情景对市政排水与城市排涝系统的影响，进而提出城市排涝系统的雨洪联合调度策略：设定不同降雨条件下的河湖水位控制时机与阈值，建立健全降雨集中期的机组应急调度规程，从而有效削减雨洪峰值，最大限度地发挥内涝防治系统的既有功能。

根据城市河湖不同水位不同污染程度水质水量联合调度成果，建立了包括水力条件、水质改善、调水成本的多目标评价指标体系，采用权重法进行求解，对城市河湖处于不同水位和水质状态时的多个不同生态调水流量方案进行比选，优选出了南昌市青山湖、象湖、艾溪湖、梅湖在不同水质水量状态下的生态调水流量；同时根据研究区域蓄水量在南昌城区蓄水量的占比，反推求得南昌市城市河湖不同水位和水质状态下每年的生态调水量，进而得出不同来水年平均每年的生态调水次数为11.5次。

叶轮叶片数是多相混输泵设计的重要参数，同时与泵的性能密切相关。为了研究叶片数对多相混输泵增压性能的影响，以自主研发的多相混输泵为研究对象，使用Geometry软件改变叶轮叶片数。基于标准的 k-ε湍流模型，选用Fluent软件来对小流量工况下叶片数分别为3,4和5的多相泵内流动特征进行数值计算，总结不同叶片数对其内部压力分布和增压性能的影响规律。研究发现：在叶片压力面，当叶片数为4时，叶片进口低压区面积最少、压力变化均匀，同时对介质增压效果较好。因此，综合比较发现当叶片数等于4时的混输泵增压性能最好。

为研究低比转速多级泵间隙对泵空化性能的影响，应用CFX数值模拟软件,对比分析有无口环间隙模型泵在不同空化系数下的空化性能。通过设计6种间隙组合模型，分析了不同位置的间隙及其尺寸对多级泵空化性能的影响。结果表明，在降低空化系数的前提下，当空化处于早期和发展阶段时，叶轮口环间隙有利于叶轮的空化性能；当空化恶化时，叶轮口环间隙降低泵空化性能。叶轮口环间隙越大，泵空化性能越好。研究成果为进一步深入研究其他工况下空化发展情况，分析由空化引起的压力脉动、振动与噪声问题奠定了基础。

为探究离心水泵的空化特性以及变化规律，以离心泵空化试验平台为基础，实测不同空化程度下水泵振动信号。进而引入平滑伪Wigner-Ville分布时频分析技术，利用SPWVD变换获得各工况下振动频域特征，实现了对离心泵空化特征研究。试验表明：在额定工况下NPSH值为10.920 m，该状态下没有空化现象发生，而随着NPSH值逐渐减小，离心泵发生空化现象，在空化数为5.643 m时空化现象最明显，频率稳定在190 Hz附近。此外，随着空化程度逐渐增强，致振频率呈逐渐减小再增加的趋势，但始终稳定在160~200 Hz范围内。

针对轴流泵运转特性曲线，分别采用最小二乘法和神经网络方法，以2°、0°、-4°、-6°等4条曲线上的点作为训练样本集，以4°、-2°等2条曲线上的点作为测试样本集进行拟合精度分析。研究表明，神经网络在取值范围内（-2°线）、取值范围外（4°线）的预测值均方差分别为0.004和0.007，远高于最小二乘法拟合结果；最小二乘法仅在取值范围内（-2°线）的拟合数据相对较准确。

干旱区的平原水库造成坝后农田地下水位抬升，加剧了土壤盐渍化的程度，厘清干旱区平原水库对坝后农田土壤水盐运移规律，便于制定有效的措施来控制地下水位，进而抑制土壤盐渍化的发生。因此采用试验监测和数值建模，利用Hydrus软件模拟出坝后农田土壤水盐运移规律。结果表明：水库水位的变动影响下游农田地下水位的变化，水库水位越高，上下游水位差越大，渗流量就越大，地下水补给量增加，水位上升越快；土壤地下水位与含水率呈正相关，地下水位越高，含水率就越高；土壤的含水率与含盐量呈负相关。通过蒸发量的增大，水分被蒸发速度加快，含水率逐渐降低，将水中的盐分留在土壤中，地表聚盐速度增加，从而含盐量增加。土壤的深度越浅，变化越明显；因此地下水位的变化对水盐动态影响较大，是诱发盐渍化的内因。而气象因素的蒸发是水盐运移的原始驱动力，是诱发土壤盐渍化的外因。通过合理的措施有效的控制地下水位，可以降低或防止坝后土壤的次生盐渍化问题。

为了研究渭-库绿洲土壤盐渍化空间分布特征，根据野外调查取样土壤数据，应用地统计分析方法中的普通克里格插值完成半变异函数计算以及理论模型的拟合，分析研究区土壤盐分空间分布特征。以土壤中的SO2-4、Cl-、HCO-3、CO2-3、Mg2+、Na+、Ca2+、K+等盐分离子作为解释变量，以土壤含盐量，电导率，纳吸收比，pH等作为响应变量，对土壤土层进行冗余分析(Redundancy Analysis，RDA)，解析解释变量和响应变量的对应关系。最后利用Moran散点图和LISA集聚图, 来探索研究区土壤含盐量空间自相关性特征。研究结果表明：研究区随土壤深度的增加，含盐量逐渐减少，呈重盐渍化到非盐渍化趋势；土壤含盐量东部高于西部，各土层盐分分布呈现出一定的区域差异性；Na++K+是阳离子中主控离子、SO2-4-Cl-是阴离子中主控离子；土壤含盐量较高的区域和土壤含盐量较低的区域呈现出两极集聚。

针对宁夏引黄灌区农田排水沟道局部滑塌严重的实际状况，采用土工袋砌护沟道边坡，并进行了边坡稳定性的监测与评价。介绍了课题组在宁夏引黄灌区青铜峡邵岗镇东方红村高标准农田建设项目区实施的土工袋砌护农田排水沟道边坡稳定性监测仪器布置概况，分析讨论了2018年原型监测试验数据。在此基础上，选取沟道边坡土压力、孔隙水压力以及边坡内部位移等参数，结合影响土工袋砌护农田排水沟道稳定性的其他因素，采用集对法评价土工袋砌护固坡模式下农田排水沟道的稳定性，并且与草土木桩护坡效果进行对比。结果表明，土工袋砌护农田排水沟道固坡效果良好，集对分析法应用于农田排水沟道稳定性评价是可行的。

采用M-K检验法对三峡库区参考作物蒸发蒸腾量ET0进行年际变化分析，借助通径分析法研究三峡工程首次135 m蓄水前、后不同气象因子对库区参考作物蒸发蒸腾量的影响。结果表明：在1961-2014年间，三峡库区年平均ET0总体呈现下降趋势，其中1961-2002年间表现为下降趋势，2003-2014年间表现为上升趋势。三峡工程首次135 m蓄水前，库区内影响年平均ET0的主要气象因子不完全相同，但2003年后，库区年平均ET0主要受年平均气温影响。

为探究石塑混合介质过滤器在清水条件下的水力特性，对石塑混合、石英砂与PVC塑料三种不同介质进行了物理模型试验。结果表明：石塑混合介质的水头损失比原始石英砂的减少了约20%，比PVC塑料介质增加约为18%；水头损失结构系数分别为石英砂介质大于石塑混合介质大于PVC塑料介质。反冲洗中滤料的膨胀率和上升厚度与流速成正比，各滤料的初始发生膨胀的流速不同，最大的是石塑混合介质，其次是石英砂，最后是PVC塑料介质；反冲洗后不同滤料都发生了相应的膨胀，PVC塑料介质是严重，其次是石英砂，最后是石塑混合介质；PVC塑料介质，石英砂介质和石塑混合介质的反冲洗流速分别控制在0.036~0.064，0.042~0.084和0.045~0.077 m/s以内，超过上限流速，会导致反向堵塞。通过试验对比分析可知，石塑混合介质过滤器能有效减小水头损失，加入部分PVC塑料介质的使用，相对的延长了介质使用寿命，反冲洗后滤料膨胀小，滤层内部结构更加稳定，过滤效果会更好。结合石英砂和PVC塑料介质的各自优势，有利于探索更好的多层复合介质的水力性能。

湖北省是我国传统农业大省，是华中地区的重要粮食生产基地。大碑湾灌区是湖北省典型的多水源灌区，通过水库、泵站和塘堰联合调度为灌区农业生产和居民生活供水。通过对大碑湾灌区发展历史的回顾，分析大碑湾灌区在工程建设、用水管理和机构管理方面的现状与存在问题，结合当前面临的形式和挑战，提出全面推进现代化、高标准灌区建设；积极进行水价和市场化管理改革；推进灌区管理机构改革，探索新型水利组织形式等发展对策。

基于1900-2009年均一化历史年降水量资料，对选定的全国7个典型代表区域进行水文频率适线研究，分别采用了P-Ⅲ、LN(3P)、GEV、Logistic、Burr、Weibull等6种分布函数。K-S和A-D检验结果表明，Weibull分布在中国地区的适用性较差，各区域表现均不理想；Burr分布极端性较强，容易出现失控现象，但在某些特定地区又有很好的拟合效果，鉴于其稳定性较差，不推荐在中国地区使用；Logistic分布表现一般，且在西部地区拟合效果要优于东部；P-Ⅲ分布和LN(3P)分布表现相当，但P-Ⅲ分布的稳定性要弱于LN(3P)分布；GEV分布的整体表现最好，且稳定性较强，优于规范所推荐的P-Ⅲ分布。研究结果可为未来全国各地区的水文频率线型选择提供一定的科学指导。

由不同地表覆盖条件导致的水文现象具有极大的可变性。以往的水文现象研究主要采用经验方法，概化并不合理。利用HEC- HMS分布式水文模型在 ARCGIS平台下对30 m精度的北漳店流域数字高程模型进行流域概化，生成11个子流域。遥感解译了流域内2002、2007、2017年地表覆盖类型的变化，量化讨论了流域洪水形成受不同地表覆盖条件的影响。结果表明：流域内林地增加11%、耕地减少16%、草地增加47%的情况下，径流深和洪峰分别削减了16%和11%；草地增加52%、耕地减少35%、林地增加9%的情况下，径流深和洪峰分别削减了9%和6%。结果可为相近下垫面条件下洪水预测工作提供依据。

由于人类为满足社会经济效益对天然河道的形态影响加剧，河道形态发生巨大改观的同时其天然行洪难以得到保障。在此背景下，选择河北张家口市崇礼区清水河流域作为中国华北地区山区行洪流域的典型区域开展调查实验，利用水文模型探究人工衬砌河道中天然行洪能否得以保障并发挥一定的经济效应。研究结果表明：人工衬砌河道中在辅以适当工程措施如消能坎后，能在一定程度上以不影响河道的自然功能下发挥社会经济效益，是一种可取的河道改造措施。

为了研究银川市近51 a降雨量变化特征，以银川市1968-2018年降雨资料为基础，通过5年滑动平滑曲线和Mann-Kendall分析趋势分析方法分析了银川市近51 a降雨量变化趋势，通过累积距平曲线和Mann-Kendall突变检验，分析了银川市年降雨量的突变和季节尺度的降雨突变，利用小波分析来分析银川市降雨量在不同时间尺度下的周期变化规律。通过分析可以看出，银川市降雨量近51 a整体有小幅度的上升趋势，气候倾斜率为3.11 mm/10 a，Mann-Kendall趋势分析后发现其上升变化通过了90%置信度的检验；突变分析表明，1975年、1979年、2015年银川市降雨量存在突变；通过小波分析可以看出近51 a银川市存在4个降雨量较为明显的降雨量变化周期，同时不同季节有着不同的降雨变化周期，其中夏季降雨周期变化同年降雨变化接近。

收集了青海省西北诸河地区降水资料，分析了该地区1956-2016系列降水的时间和空间分布规律，结果表明：①降水集中度及5-9月降水量呈微弱上升趋势，趋于不均匀化，集中期呈微弱下降趋势，有提前表现。②年降水呈显著增加趋势，且降水量时序具有长程相关性，预测将保持持续增加的趋势；在2001年前后发生突变；5个时间尺度的周期波动控制着年降水量在整个时域内的变化特征，其中以31a为主要周期。③降水量在地区平面分布上极不均匀，亦有东、南部山区向西北盆地递减，降水量的垂直差异明显，并呈现一定的规律性。④多年平均降水在空间上呈现由四周山区高值向柴达木盆地低值中心递进的态势，低值区域缩减。

针对月径流序列包含多种复杂频率信息的特性，为提高预测精度，对上静游站、汾河水库站、寨上站和兰村站1958-2000年月径流序列资料进行分析并预测。提出变模态分解（Variational Mode Decomposition，VMD）和最小二乘支持向量机（Least-Square Support Vector Machines，LSSVM）（VMD-LSSVM）组合模型，并与单一LSSVM模型、基于经验模态分解（Empirical Mode Decomposition，EMD）的EMD-LSSVM组合模型和基于完备总体经验模态分解（Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with adaptive noise，CEEMDAN）的CEEMDAN-LSSVM组合模型进行预测结果对比，采用纳什效率系数NS、均方根误差RMSE、平均绝对误差MAE和平均绝对百分比误差MAPE 4个误差指标评定各模型的预测精度。结果表明：组合模型较单一模型预测效果好，其中以VMD-LSSVM模型精度最高，2个站点精度达到甲级，MAE、MAPE和RMSE比CEEMDAN-LSSVM分别减少了50%~75%、40%~70%、40%~70%，比EMD-LSSVM分别减少了70%~80%、60%~85%、50%~80%，比LSSVM分别减少了80%~90%、75%~90%、50%~90%。因此VMD-LSSVM模型能适用于复杂的多频月径流预测，并能达到较高精度。

为提高水文预测预报精度，提出基于Mittag-Leffler、Pareto、Cauchy3种重尾分布改进的布谷鸟搜索算法（MLCS、PCS、CCS）优化的支持向量机（SVM）月径流预测模型。选取6个典型测试函数对MLCS、PCS和CCS算法进行仿真验证，并与基本布谷鸟搜索算法（CS）的仿真结果进行比较。利用MLCS、PCS、CCS、CS算法优化SVM关键参数，建立MLCS-SVM、PCS-SVM、CCS-SVM、CS-SVM模型对云南省姑老河站枯水期月径流进行研究，并利用实例前40年和后13年资料对各模型进行训练和预测。结果表明，MLCS、PCS、CCS算法寻优能力优于标准CS算法，具有较好的寻优精度和全局搜索能力。MLCS-SVM、PCS-SVM、CCS-SVM模型对实例1-3月月径流预测的平均相对误差分别在4.89%~4.94%、6.87%~7.07%、6.87%~7.09%之间，预测精度较CS-SVM模型分别提高了34.5%、8.30%、23.6%以上，具有较好预测精度和泛化能力，表明MLCS、PCS、CCS算法能有效优化SVM相关参数。模型及方法可为水文预测预报及其他相关预测研究提供参考。

基于初头朗水文站1971-2016年的逐日平均流量资料，运用变化范围法（RVA）较为全面地评估三座店水库对河道径流水文情势的影响。由于众多水文指标间存在相关性，采用主成分分析法（PCA）筛选了33个指标中最相关的3个水文指标，6月均值、最小30日平均流量、零流量天数进行分析。三座店水库建库后导致6月均值下降了68%，水文改变度为41%；最小30日平均流量下降了88.48%，水文改变度为48%；零流量天数增加了3191%，水文改变度为62%。下游流量整体呈现逐步降低趋势，人类活动对河流水文情势改变为中度改变。

堤防溃口水流十分复杂，了解其水力特性是溃口堵复的基础。利用聚类分析确定的典型溃口特征值，建立了溃口水力模型，进行了溃口流场流态与基本水力要素的观测试验。针对堤防溃口区的复杂流态，利用VDMS系统记录分析了水流流速在溃口区域的分布特性，对堤防溃口中后期水力参数变化规律进行了归纳总结。试验结果表明流场流速最大点出现在溃口口门处，流速一般在4.81~5.80 m/s；溃口下游两侧洪泛区存在大范围涡流现象，回流流速一般在0.64~0.92 m/s；溃口上下游水位~流量与水位~流速的变化规律具有互补性特点，溃口无量纲水位差与单宽水流功率和水深存在相关关系；研究成果深化了对溃口水力特性的认识，为溃口堵复技术研究提供了技术参数。

水文情势变化是影响河流生态系统结构、功能的主要驱动力。为了研究湘江流域水文情势变化，选用湘江流域控制性水文站点湘潭站（1959-2016年）逐日流量数据，运用Mann-Kendall法、累积距平法以及滑动T检验法开展流量特征分析，对水文情势突变前后的水文指标进行割裂分析，采用生态水文指标变化范围法（IHA-RVA）以及水文改变度法综合评价湘江流域水文情势改变程度。结果表明：湘江流域年均流量呈增长趋势，趋势不明显；水文情势的突变年份出现在1991年。通过对湘江流域水文突变前后的水文指标分析，湘江整体水文改变度为36%，仅达到中度改变。其中，年最小流量的出现时间受影响最大，达到了100%。

为提高小型水库安全管理水平，在分析小型水库安全工程短板以及监管不足的基础上,根据相关法规和规范性文件,从补短板和强监管两个角度，给出了改进小型水库安全管理的典型流程及其每个环节的方法、主要内容和细节，并就强监管提出了相关建议,为实现小型水库安全管理标准化和精准化提供了参考。

以车马碧水库工程泄洪放空隧洞进水口的设计过程为例，研究了低水头情况下有压竖式进水口布置的可行性，对多组不同体型的进水口及消涡设施组合进行了模型试验验证。通过建立合理的试验模型，分析各方案竖式进水口的流态、泄流能力及沿程压力分布，最终得到既能有效控制进水口立轴旋涡、流态稳定、节省工程投资又易于施工的结构布置方案。研究过程可为其他工程低水头有压竖式进水口的体型设计、消涡设施设计提供思路和参考。

三通管在各个行业应用广泛，针对现有三通管局部水头损失系数ζ大，内部流动特性差等问题，研发出一种新型的三通管流道结构，揭示新型三通管的阻力与流动特性和相关结构参数的关系，得到合理新型三通管内部流道设计方案。基于SolidWorks2016、CFD软件对DN32的普通120°等径三通管进行数值计算，验证模拟的可靠性，并且对新型三通管内部流道结构参数进行优化。结果表明：①进口处与两个出口处的ζ01，ζ02均随着肥胖系数λ、最大宽度B都是先减小后增大，两者均随λ呈现二次函数的趋势变化，ζ01、ζ02最小时所对应的λ=4.27，B=42.22 mm左右。②分流损失系数比β随B与λ均呈现两端平缓，中间变异的趋势变化。③新型三通管关于对称面速度分布并不是对称的，低速区会偏向于三通管重心左下方，随着雷诺数增大低速区域越来越小,肥胖系数λ在(4.15,4.91]范围之内流线分布较为光顺均匀。

针对中部引黄工程取水口预留岩坎围堰周边环境复杂、距建（构）筑物近和岩坎采用钢管桩加固的特点，采用减震孔、预裂孔和主炮孔相结合、分区单耗、分段装药、控制单段药量、非电毫秒雷管延时起爆的一次性整体爆破拆除方案。对减震孔、预裂孔和主炮孔的爆破参数分别进行了设计，对爆渣块度按照≤50 cm的要求进行了控制及预测。通过控制最大单段药量对保护对象的振动安全进行了校核，并制定了相应防护措施。本次爆破过程岩坎破碎均匀，未见飞石，未对周边建（构）筑物造成破坏，总体效果较好。

山区闸坝由于河道比降大，汛期泥沙含量高，设计一般采用护坦形式与下游河道衔接。依托某水电站的物理模型试验，对比研究了闸后反弧护坦和直线斜坡护坦两种衔接形式。从水流流态、流场分布和下游河床冲刷等方面进行对比，结果表明，反弧护坦在水流流态和下游冲刷方面明显优于直线斜坡护坦，具体为消除护坦左侧回流，最大冲刷深度减少38%；但在下游低水位时两岸的岸边流速较直线斜坡护坦大，其中右岸岸边流速平均增加12.5%。综合考虑，若两岸山体较为完整，采用反弧护坦可取得较好的工程效果。

低佛氏数水流在下挖式消力池的消能不充分，一般采用在消力池尾坎处增设消力坎形成综合式消力池，从而增加消力池内的消能率。针对新集水利枢纽工程综合式消力池的消力坎体型设计对消力池消能率的影响，基于Flow3D对不同形式的消力坎进行了数值计算，给出了Fr<2.0时的综合式消力池的体型设计形式，提出一种新型消能尾坎，这种齿形消力坎对增加消力池消能率具有重要作用。

我国早期建成的水电站，由于历史原因，多数未设置专用的生态流量下泄设施，对这部分电站的生态改造是时代的呼唤，也是走小水电可持续发展之路的必要举措。结合浙江、福建等地的小水电站生态改造经验，介绍几种常见的生态流量泄放设施，分析其适用范围及应用效果，并介绍几个小水电生态设施改造典型案例，为老电站生态泄流设施改造提供参考。

基于矩形泄槽物理模型试验，研究了泄槽底部设置较为特殊的曲线型边界的三维凸型和凹型掺气坎的掺气水流特性，并将同种条件下传统直线型连续掺气坎的掺气水流特性与之做比较。结果表明：不同体型的掺气坎水力特性及流态有明显的差异。3种体型的掺气坎中，直线型坎掺气空腔长度最大，凸型和凹型掺气坎对增大掺气空腔长度不利；空腔回水深度随着单宽流量的增大而增大，凸型坎有利于减小掺气空腔回水，特别是在较大流量时效果更明显；3种掺气坎掺气空腔后近壁水流掺气浓度沿程均迅速衰减，泄槽底板和边墙的近壁水流掺气浓度分布有所不同，导致泄槽底板的掺气保护长度，直线型掺气坎的最大，凸型坎的次之，凹型坎的最短，但泄槽边墙的掺气保护长度则是凹型坎的最长。凹型掺气坎对保护边墙免遭空蚀破坏、增大边墙的保护范围更有利。研究成果可为应用异型掺气坎的采用提供更多的参考和实验依据。

斜流式水泵水轮机的应用越来越广泛，过流部件内部的水流流动状态是影响水泵水轮机效率的重要因素之一。为设计性能优越的水泵水轮机，利用CAD-CFD的现代设计技术，依据水流流动的基本理论，采用水流轴对称流入转轮的设计方法，并结合逆向流动思维对蜗壳加以优化设计；根据流线形设计，对固定导叶进行改型设计。数值模拟结果表明：优化后的蜗壳过流断面面积有所增大，鼻端区域更符合流线型；改型后的固定导叶具有更好的对称性，且速度能够轴对称等速流出。优化改型后的过流部件能有效地减少内部干涉现象，减小了机组的振动。

抽水蓄能机组水泵工况下突然断电是抽水蓄能机组过渡过程调节保证计算的重要工况之一。对近年来我国抽蓄电站中水泵断电时发生的反转现象进行梳理，并对反转所涉及的调节保证问题进行了详细探讨。针对具体案例机组，采用相关软件进行建模，利用实测数据对模型进行了有效性验证；在此基础上，采用一段式导叶关闭规律，研究了不同导叶关闭时间下的调节保证参数控制值的变化规律。研究结果表明：水泵断电时，不同导叶关闭时间下调节保证参数变化趋势存在重叠区；随着导叶关闭时间的延长，机组反转转速和力矩逐渐增大，调压井和闸门井水位波动基本不受导叶关闭时间的限制，蜗壳进口最大压力和尾水进口最小压力分别在不同的导叶关闭时间下得到最优值； 水泵断电时机组是否反转取决于导叶关闭时间，导叶关闭时间最小值受蜗壳进口前压力波动和调速器油压系统固有时间特性限制；导叶关闭时间最大值受反转转速和主轴力矩所限制；在反转力矩和反转转速不超过额定值的条件下，存在最佳的导叶关闭时间使得调节保证各项参数能够达到最佳的协调。

随着水电站单机容量的不断增大和厂房尺寸的巨型化，厂房结构振动问题日渐突出。为保证电站安全经济运行，通过有限的监测数据全面掌握和控制厂房结构的振动情况成为解决问题的重要手段。提出了一种具有惯性权重和正切随机探索机制的改进蝙蝠算法（IBA），并利用该算法对径向基函数神经网络（RBF）的扩展参数进行优选，建立了水电站厂房结构振动响应预测的IBA-RBF模型。利用机组振动和尾水脉动的监测数据，将所提出的模型与相关向量机（RVM）模型进行环向对比，结果表明：IBA-RBF模型预测值与真实值间的平均相对误差在6%以内，比相关向量机模型的平均相对误差降低2%，预测精度得到显著改善，为水电站厂房结构振动响应预测提供了一种新方法。