为研究沂蒙山水土流失治理区，气候及植被覆盖变化影响下，水资源转化规律，以蒙阴县岸堤水库控制流域为研究对象，采用归一化植被指数（NDVI）为指标，分析植被覆盖的时空变化规律，采用分布式水文模型SWAT研究流域水文要素的时空演变规律，定量分析地表水与地下水转化量。计算结果表明：2000-2016年，流域NDVI呈增大趋势，其中2007-2009年，NDVI显著增大；空间上，84%的流域面积NDVI都呈现增加趋势。SWAT模型模拟效果较好，1990-2016年，流域平均降水量611.96 mm，径流量225.96 mm，地表径流量126.07 mm，基流量72.07 mm，潜水补给量119.52 mm。径流量中，地表径流占55%，基流量占27%，壤中流占18%。潜水的补给中，地表水量仅占5%左右，主要补给水源为降水。在气候条件与地表植被覆盖条件的综合影响下，2006年前后地表径流减少22%，地表水向地下水转化量减少，地下水向地表水转化量增多。研究成果可为沂蒙山区水资源的合理开发利用、水土流失治理提供理论依据和技术支撑。

北运河贯穿京津冀，是十三五期间海河流域水系改善的重点，后续即将建设水质净化示范工程。通过监测北运河城区段水体中氨氮、总磷、COD浓度变化，分析北运河城区段水质的时空变化特征。以北运河河道水为试验原水，开展试验研究不同水生植物、不同覆盖面积比例下、不同水力停留时间对北运河原水中氨氮、总磷、COD的去除效率。筛选出优势的植物种类-水葱；测试得到水葱在覆盖面积比例为25%、50%、67%的工况下对氨氮、总磷、COD的去除率及变化规律；在水力停留时间为24 h时，水葱在25%覆盖面积比例下对北运河水体中氨氮、总磷、COD去除率可以达到39.5%、65.2%、45.9%，水力负荷参数分别为0.49、0.15、17 mg/(L·d)，效果较好，且能够兼顾示范工程造价。

研究设计了一种新型泵闸组合闸门结构。为避免新型闸门结构低阶自振频率落在水流脉动荷载高能区内而引发共振，建立水体-泵闸组合闸门结构耦合模型，采用ANSYS软件分析结构的动力特性变化规律，分析了闸门上、下游水位及门体结构上潜水泵布置方案等因素的影响。结果表明：随着水位的升高和闸门开度的减小，结构自振频率显著降低；闸门的第一阶振型由沿竖向的整体振动，逐渐转变为面板顺水流方向的弯曲振动；水泵安装个数越多，泵闸组合闸门结构自振频率越低，将水泵集中布置于门叶中部时有利于均衡结构各部位的振动特性，可为该新型泵闸组合闸门结构的设计提供依据。

基于水槽试验,系统的研究了在5种流量、3种植被组合和3种覆盖密度情况下的坡面流的水力参数、水力因子间的关系和阻力规律。结果表明，坡面流一般为湍流，植被的存在增强了坡面流的湍流强度。平均流速与单宽流量幂函数相关，且拟合结果良好。柔性植被对流速的减缓作用大于刚性植被。柔性植被坡面和刚性植被坡面的阻力系数均随雷诺数的增加呈幂函数递减。

由于二维水质模拟属于计算密集型运算，如何在保证精度的条件下，提升水质模拟的性能，是流域水质模拟必须解决的关键问题。为此，从性能和精度两方面开展了流域水质模拟研究。在水质模拟性能方面，设计了通用计算框架下的流域模拟网格划分方法。将河道及边缘网格作为模拟网格，降低了网格规模，使流域级别的精细化河道水质模拟成为可能；以此为基础，将水质模拟分解为水速增量计算、水流迁移计算和污染物扩散模拟三步，并分别设计并行化算法；在水质模拟精度方面，引入了稳定流场。将模拟起始时刻的上游流量作为稳定水源，通过模型迭代建立的稳定流场近似模拟流域前期水情。最后，通过牡丹江中游河段2年的观测数据验证，发现通用计算使得水质模拟性能显著提升，传统水质模拟几个小时才能完成的任务几分钟内即可完成；同时，方法达到传统水质模拟相近的精度，这使流域实时水质模拟成为了现实。

河流生境作为河流生态系统的重要组成部分，准确评估河流生境质量可为河流生态保护与恢复管理提供重要的依据。结合永定河北京山区段生态环境特点，采用层次分析法构建了包括河道生境、河岸生境、滨岸带生境3个方面共12项指标的河流生境质量评价体系，分析生态补水后永定河北京山区段河流生境现状及其空间分布。研究结果表明：北京山区段河流生境质量总体偏好，30个样点中，处于极好、好、一般等级的样点数分别为8个、11个、11个，无差和极差等级样点。生境质量总体状况在空间上表现为官厅至珠窝水库河段＞珠窝坝下至落坡岭水库河段＞落坡岭坝下至三家店水库河段，各个河段的河道生境、河岸生境、滨岸带生境均存在显著性差异；人类活动、土地利用方式、河岸植被结构、河岸护坡类型等对生境质量及水质具有较大的影响。通过对河流生境质量评价不仅能够较好地反映生态补水后北京山区段河流生境质量现状，也可为进一步的河流生态恢复与管理提供科学依据。

相比野外测量和大比例地形图为主的流域水系提取方法，运用GIS技术和DEM数据的数字化提取更为便捷、高效。基于ArcGIS中的3D Analysis和Hydrologic Model模型，研究山区地形条件下的DEM数字流域水系提取。结果表明，研究区提取水系总长度为350.05 km，结果较好，尤其大中型河道长度的偏差仅在7.5%以内。同时，对提取结果进行优化处理，分析不同网格数和阈值对水系提取精确度的影响，发现三次幂多项式函数较好地拟合了网格数与距离误差的关系；计算河流长度、汇流面积和支流个数等水文信息，对比实际水系流量，运用数学函数拟合得出阈值设为12 000 时，水系提取与实际水系吻合效果最佳。山区流域水系的数字化提取与优化，可以为水系提取研究提供技术支持和参考，也为数字化提取与实测水系之间的差异分析提供科学指导。

为实现更加科学的评价流域水环境，基于水足迹理论，提出了更为全面的流域灰水足迹核算评价方法，解决了以往流域灰水足迹评价中污染核算不全面、参数选取原则不统一的问题。以大连市复州河流域为例，从工业、居民生活、畜禽养殖业和种植业四个污染源分析了2018年流域灰水足迹量值与空间特征，同时进行流域水环境评价。结果显示：2018年复州河流域灰水足迹为29.23 亿m3，其中工业灰水足迹为0.27 亿m3，居民生活污染灰水足迹为6.31 亿m3，畜禽养殖业灰水足迹为13.03 亿m3，种植业灰水足迹为9.62 亿m3，总体上呈现沿河流自上游向下游逐渐递增，在入海口处有所降低的趋势。2018年复州河流域水污染程度为846.35%，表明流域内地表水纳污能力已全部耗尽，无法吸收净化流域内每年产生的污染物数量。研究结果较好的评价了流域水环境现状，可为复州河流域水环境治理与其他流域水环境评价提供参考。

受人类活动与社会经济发展的影响，湖北省部分河流出现水资源短缺，水环境恶化、水生态退化趋势，以上问题已严重威胁人类的生活和社会经济的可持续发展。以湖北省典型河流为研究对象，在流速法的基础上考虑环境流量指数因素，计算河流生态需水，并联合Tennant法生态需水计算结果，对二者结果进行综合考虑，确定综合条件下的生态需水量，为改善河流生态环境提供技术支撑与参考。

以汾河水库及上游河段为例，运用加拿大水质指数（CCME WQI）方法，选取《地表水环境质量标准》表1中的23个水质监测项目（水温除外），对汾河水库的水环境质量进行了评价；同时选取10项水质监测项目，包括pH、溶解氧、BOD5、COD、总氮、氟化物、石油类、总磷、挥发酚、氨氮，对汾河水库上游河段3个监测断面的地表水环境质量进行了评价，同时采用加拿大水质指数和单因子评价法对监测数据分析比对。结果显示：同单因子评价法相比，CCME WQI考虑了3个因素（超标范围F1、超标频率F2、超标幅度F3）的综合影响，其评价结果更符合汾河水库及上游河段水质的现状。CCME WQI的量化为环境管理部门带来便利。但评价标准和水质监测项目及数目对CCME WQI评价结果有一定的影响，仍需深入研究。

针对引汉济渭工程重要调蓄枢纽三河口水库洪水资源利用实际问题开展研究，采用分形理论汛期分期方法对三河口水库汛期进行分期，并进行相应洪水资源调度模拟分析，以期充分利用三河口水库洪水资源。基于分形理论得到三河口水库的汛期分期结果为： 6月1日至6月30日为前汛期，7月1日至9月30日为主汛期；在分期汛限水位基础上，基于1954年7月至2008年6月共55年的长系列径流资料，拟定了洪水资源优化调度方式，进行多元化洪水资源化调度模拟计算，结果表明：在考虑分期汛限水位后进行水库调度运行，将增加供水与发电效益，同时对下游河道生态供水满足程度有较大提高。本文结果表明分形理论可满足三河口水库洪水分期需要，可作为进行水库洪水资源利用的有效途径。

无资料地区洪水预报是水文学研究的难点之一。为提高无资料地区HBV模型参数移植的精度，以安徽屯溪流域为例，基于多目标优化函数实现多个流域HBV模型同步率定，获得同时适用于多个流域的模型参数，并对参数的移植效果进行验证。结果表明：基于单个流域率定的参数移植不确定性较高，移植效果不稳定；多流域同步率定的参数移植效果普遍较优，能够有效提高无资料地区参数移植稳定性和洪水预报的精度。

基于淮河流域1960-2014年的逐月降水数据、1956-2000年的逐月天然径流数据和1960-2000年的洪旱灾害受灾面积数据，借助SPI和SSI干旱指数，采用MK趋势分析、相关分析等方法探求区域气象和水文干旱的时间特征，揭示水文干旱对气象干旱的响应规律，并分析干旱指数与历史旱灾的关系。结果表明：SPI指数反映出的干旱比SSI的严重；1960年代的干旱出现频次最多，且干旱等级较为复杂；夏季干旱出现频次较低，秋冬季出现干旱的频次较多；M-K趋势检验显示，淮河流域的干旱趋势不显著；随着时间尺度的增大，SPI和SSI的相关性在增强；相邻站点的SSI对SPI的响应时间长度为1~4个月，尤其是在季节交替的月份，响应往往较快且更显著；研究区旱灾受灾面积呈显著扩大趋势；SPI、SSI与旱灾受灾面积呈负相关，与洪灾受灾面积呈正相关且相关性更强。

为提高径流预测精度，研究提出海洋捕食者算法（MPA）与长短期记忆（LSTM）神经网络相结合的径流预测方法。通过6个仿真函数对MPA、粒子群优化（PSO）算法进行测试，利用MPA优化LSTM隐藏层神经元数、训练次数等关键参数，基于主成分分析（PCA）降维和不降维处理分别建立PCA-MPA-LSTM、MPA-LSTM径流预测模型，利用云南省落却站实测数据对PCA-MPA-LSTM、MPA-LSTM模型进行训练及预测，结果与PCA-LSTM、LSTM、PCA-MPA-SVM、MPA-SVM、PCA-MPA-BP、MPA-BP模型的训练、预测结果进行比较。结果表明：①MPA仿真效果优于PSO算法，具有较好的寻优精度和全局搜索能力。②PCA-MPA-LSTM、MPA-LSTM模型对实例拟合、预测的平均相对误差分别为1.18%、2.35%和1.94%、1.96%，预测效果优于其他6种模型，具有较好的预测精度和泛化能力。③采用MPA优化LSTM关键参数能有效提高LSTM泛化能力和预测精度；数据降维模型的预测精度优于对应未降维模型的预测精度，数据降维处理能有效改善模型的预测效果。

为分析半干旱区低影响开发建设对城市河流水文系统的可能影响，应用暴雨洪水管理模型（SWMM）和河段水量平衡模型，以秦岭北麓灞河流域为例，对不同重现期及典型降雨过程的降雨径流过程进行模拟计算，并对不同LID措施的流域洪峰、洪量、河流水量、水流流速等量值变化及可能的水质环境影响进行分析。结果表明：考虑LID措施的流域暴雨洪水计算中，重现期越长，河道内洪峰、洪水总量消减比例越小。设计暴雨重现期小于10年的洪水消减比例最大；流域内城市区低影响开发建设后，滨河带地下水补给量减少；LID措施后径流量减少，可能加重下游水污染。研究揭示了半干旱地区低影响开发建设的河流水文系统变化特征及其可能引起的水环境问题，对更合理地开展城市雨洪管理工作具有指导意义。

沂沭泗流域沭西片防洪保护区外河洪水有山区性洪水特征，其特点是洪峰水位高、历时短、总洪量小，溃堤洪水过程的精确计算是保护区洪水分析的关键和难点。为了精确模拟溃堤洪水过程及其在保护区演进规律，构建了一二维实时动态耦合水动力学模型。河网一维水动力数学模型采用1993年、2003年和2012年的实测洪水资料进行了率定与验证；防洪保护区和骆马湖二维水动力数学模型采用区域调研和查勘测量等方式对模型进行了校正和优化；河道与保护区采用溃口进行耦合计算，实现河道与保护区水量实时交互过程的模拟，模型可以作为洪水淹没要素的计算平台。以沂河50年一遇洪水马头溃口为例，溃口进洪历时13.2 h，洪峰流量537 m3/s，进洪量833 万m3；保护区内洪水演进速度快，淹没区总面积107.7 km2。结果表明，沂河马头上、下游河段发生溃决，洪水将沿着白马河向下游演进，可以结合淹没水深、洪水路径和到达时间对人员和财产转移进行转移和安置。

合理设计开采方案对傍河水源地地下水资源开发和避免环境地质问题的发生具有重要意义。以承德市四道河典型傍河地下水水源地为研究区，在明确区域水文地质条件的前提下，建立地下水流数值模型，运用仿泰斯公式和映射叠加原理计算出合理的开采井布局，数值法与解析法相结合得到最优开采方案，确定水源地地下水可开采资源量。结果显示，在研究区4个区段内29眼开采井沿河流单排布设，井河距离为25 m，井间距离为150 m的方案为最优开采方案，水源地地下水可开采资源量为4.51 万m3/d。滦河对地下水的补给充足而稳定，取水保证程度较高，对区域水环境影响较小。

国外水资源治理经验表明，在市场经济基础之上建立以法律制度为保障的水权制度，对水资源的高效配置和可持续利用有着十分积极的作用。由于我国水权制度正处构建与完善时期，因此厘清各部门政策的基本特征，为保障水资源产权权益和促进政策体系完善具有重要的现实意义。研究基于可持续发展体系建立驱动力-状态-响应（DSR）分析框架，梳理自2000年第一宗水权交易至2019年涉及水权制度相关的46份政策文本，并结合Nvivo质性分析软件对政策文本主题进行编码。研究结果表明我国水权制度的政策驱动力趋向于对基础制度的建设；水权制度实施的目的为政策状态应补充完善自然资源使用权体系；在水权制度落实中政策响应需加大农业水权体系建立。

利用1961-2014年黄河源区周边气象站站点降水数据和唐乃亥以上流域水文观测数据，采用 Mann-Kendall 法、Spearman秩次检验、有序聚类法及累积距平法对源区降水量径流量变化特征分析，再结合相关性分析、格兰杰因果检验和双累积曲线法对降水径流的响应关系进行讨论。结果表明：黄河源区的年际降水量表现为非显著减少趋势，年径流量表现为显著减少趋势，降水与径流最小年份均为2002年，且在0.05检验水平下，降水在研究时段内无明显突变点，径流在1987年发生突变；相关分析与格兰杰因果检验表明降水径流其响应关系较弱，在整个研究时段降水都不是引起径流变化的格兰杰原因，最后通过双累积曲线法确定出黄河源近54年来降水因素对径流减少的贡献率为6.1%，非降水因素对径流减小的贡献为93.9%。黄河源区降水对径流影响较小，可能由于人类活动、工业生产及其他气候因子影响等非降水因素对黄河源区径流产生了巨大的影响。

浦阳江流域地形复杂，包括山丘、盆地和平原。中游诸暨盆地是人口主要聚集地，受上游山区洪水和下游钱塘江潮位顶托影响，洪涝灾害形势严峻。为解决上述问题，本文对流域上游山区采用新安江水文模型模拟降雨径流过程，对下游盆地区采用IFMS一、二维水动力模型模拟水流运动，并以水文模型的计算结果作为水动力模型的边界条件进行水文水动力模型耦合。结果表明水文水动力模型适用于浦阳江全流域洪水模拟，能够弥补新安江模型中马斯京根汇流无法考虑潮水顶托影响以及水动力模型难以响应降雨变化的不足。根据地区防洪特点设置致灾因子变化和水利工程建设两类情景进行洪水模拟，得到不同条件下浦阳江流域的洪水淹没水深分布，通过结果分析，总结得出浦阳江流域洪涝问题的解决对策和建议。

为探究不同节水灌溉模式对白茶品质及茶园土壤重金属含量的影响，设计不同灌溉方式（喷灌和滴灌）和不同土壤水分控制下限（65%、75%和85%），观测白茶水浸出物、游离氨基酸、茶多酚、儿茶素等品质指标及茶园土壤铬、砷、镉、汞、铜和铅含量，同时引入投影寻踪分类模型，基于高优白茶品质和低重金属残留对节水灌溉模式进行综合评价。结果表明：喷灌处理对白茶品质形成的促进效果优于滴灌，以75%控水下限的白茶品质最佳；但在相同控水条件下，滴灌在剖面尺度上对重金属的消减效果强于喷灌；投影寻踪分类模型分析结果表明，滴灌65%控水下限和喷灌75%控水下限的综合评价结果较优，其中喷灌75%控水下限节水灌溉方案的投影值达到1.821，该灌溉模式下白茶水浸出物、游离氨基酸、茶多酚和儿茶素含量分别为47.6%、6.66%、14.2%和12.5%，主根区土层（20~40 cm）六种重金属离子总体呈降低趋势。

考虑空化与泥沙磨损的联合作用，采用SST k-ω湍流模型和ZGB空化模型，数值模拟研究不同空化程度下，轴流泵内涡量的变化过程。结果表明：涡量主要分布在叶片背面后部、出口边处以及叶片头部，工作面处涡量较小。相比清水而言，输送介质中含沙对叶轮和导叶内涡量的影响较大；随着粒径的增大，叶轮和导叶表面涡量随之增大，然而涡量的增大幅度不明显。低含沙量和小颗粒泥沙可以改善导叶内漩涡分布，减小漩涡强度。随着空化压力的降低，泵内涡量迅速增大，说明，粒径对泵内涡量的影响不大，含沙量和空化是引起涡量增大的主要原因。

针对中卫南山台子扬水灌区缺乏调水控水和测量水设施，水资源利用率和灌溉保证率低等问题，应用测控一体化闸门和全渠道控制系统（Total Channel Control，TCC）作为其推广现代化灌溉系统的硬件及软件基础。TCC 3次试运行结果表明，系统控制的测控一体化闸门可以在短时间内响应南山台子扬水干渠渠系流量动态变化，自动调节到最佳工作状态，同时控制涉及渠段的水位波动在± 0.05 m以内。分析表明，在中卫南山台子扬水灌区应用TCC将有效提高水资源利用率和灌溉保证率。

为探寻种植方式与灌水模式对糯玉米生长及产量的影响，选择试验区域玉米生产中常用的3种种植方式[DM（全膜双垄宽窄行沟播）、C（全膜双垄等行距沟播）、CK（裸地平作）]和两种灌水模式{I0[播种期(75%~85%)θf、苗期-拔节前期(65%~75%)θf、拔节后期-孕穗期(70%~80%)θf、孕穗期-开花期(70%~80%)θf]和I1[播种期(75%~85%)θf、拔节后期-孕穗期(75%~85%)θf]}进行组合，对不同处理下糯玉米的株高、叶面积指数、籽粒产量及水分利用效率差异进行了研究。结果表明：相同灌水水平下，全膜双垄沟播能够使糯玉米的株高、叶面积指数、籽粒产量及水分利用效率显著提高；宽窄行种植对株高的提高作用不明显，对叶面积指数、籽粒产量及水分利用效率提升效果显著；I0与I1相比对糯玉米株高和叶面积指数提高明显，对产量和水分利用效率提升不明显。因此，全膜双垄宽窄行沟播是本研究条件下最适宜糯玉米生长的种植模式。

悬浮管道由于管道淤堵或者管道阀门启闭会在管道中产生水锤效应并导致管道产生振摆现象，水锤压力和振摆幅度会受到管流流速、管道阀门关闭时间和管道长度富余度的影响。为了研究上述因素影响，开展了悬浮管道物理模型试验，试验过程中监测了管道水锤强度和振摆幅度。试验结果表明：阀门关闭时间越短，管道流量越大，悬浮管道水锤压力和振摆幅度则越大；当阀门关闭时间过小和管道流量过大时，还会造成管道破裂；管道水锤压力会随着管道长度富余度的增长而增大，而摆动程度则在一定范围内会减小。

长距离引调水工程是实现水资源优化配置的重要手段，特别是在西部地区其具有规模大、隧洞占比高、地质条件复杂和线路长、建设周期长、项目类型多等特点，工程质量管理与控制难度大。以云南滇中引水工程为依托，分析当前西南地区长距离引调水工程质量管理中的问题和难点，研究加强质量管理和控制的措施，提出了“1+3”监管模式等质量管控对策，取得了良好效果。

山口岩水库是萍乡市极为重要饮用水水源地，但自2012年建成蓄水以来，已先后四次发生不同程度的锰含量超标现象，严重影响了区域供水安全。通过近五年来水逐月水质监测结果、逐日降雨量、逐日气温、逐日水位等相关数据，结合历次锰超标应急监测结果，结果表明：山口岩水库表层水体锰超标主要来源于坝址附近深处，少量来源于降水汇流的面源污染，低气温、低水位伴随降雪等极端天气很可能导致山口岩水库表层锰超标；水库水体锰超标初期常伴随着铁含量上升、溶解氧短时间内异常下降等特征。相关研究可为山口岩水库的锰超标污染问题防治与提供科学支撑。研究成果可为山口岩水库锰污染防控与饮用水安全保障提供科学依据。

我国西北地区的新型城镇输水工程通常具有管线长、扬程高、流量相对小、沿线地形起伏点多、供水保证率要求高、户外水锤防护措施需充分考虑西北地区冬季寒冷天气的影响等特点。陕北某新型城镇输水工程位于毛乌素沙漠南缘，通过水库坝内预埋钢管引水至加压泵站的进水池，然后从进水池中取水，通过水泵加压，沿右岸河床输水至下游1.26 km处并沿垂直等高线爬坡至坡顶，再沿道路输水至水厂，管线采用了钢管和球墨铸铁管两种材质，输水线路总长10.5 km，沿线起伏较多，设计扬程157.7 m。依托该工程介绍了西北地区长距离高扬程多起伏输水工程的几个选型设计关键技术问题，可供类似输水工程的选型设计参考。

两阶段关闭蝶阀是水锤防护的重要措施之一,为了研究如何合理的确定两阶段关闭蝶阀的关阀程序，应用水锤基本理论和特征线法，结合某实际工程，对长距离有压输水管道系统在八种不同运行工况下的停泵水锤过程进行了计算，分别得到1080 组两阶段关闭蝶阀的关阀程序在八种工况下管线的最小水锤压力、泵出口最大压力、倒转转速和超过额定转速的时间。计算结果表明：全部水泵停泵并不是最不利工况；不同工况下，两阶段关闭蝶阀的最优关阀程序不同，两阶段关闭蝶阀关阀程序的可行域不同且差异较大。通过对计算结果的对比分析，提出两阶段关闭蝶阀关阀程序合理的确定方法,该方法对同类工程在确定关阀程序时具有参考意义。

国内一些老电站在设备改造方案决策过程中，往往偏重眼前利益而忽视设备全生命周期内的改造效益，从而导致改造效果差、重复改造等问题。以国内某水电站4号机组导水机构改造为例，从安全性、能效成本及政策适应性等方面分析了改造的必要性；此外，针对整体更换及大修两个比选方案，拟定了比选边界条件；在整个生命周期中，从一次性投入、运行成本、检修成本、故障成本及退役处置成本等方面进行了费用分析与计算，并将相关成本费用折算至费用净现值后，最终提出了最优的改造方案。

抗滑稳定分析是多软弱夹层高重力坝坝基设计工作中的关键内容。针对某一高重力坝工程，采用刚体极限平衡三滑面法与有限元强度折减法相结合的研究手段，开展了抗滑稳定计算分析，并确定了适宜的泥化夹层坝基处理措施。研究结果表明，刚体极限平衡三滑面法与双滑面法相比，抗滑稳定结果更为准确、合理，更适合用于软弱夹层坝基的重力坝深层抗滑稳定计算；提出的4种坝基处理方案中，抗剪洞方案的安全可靠性高、工期短、投资低，可优先作为重力坝坝基处理方案；采用有限元强度折减法计算了抗剪洞方案下的坝基深层滑动破坏模式和抗滑稳定安全系数，与三滑面法的计算结果相比，抗滑稳定计算结果相差不大，验证了抗滑稳定分析结果的准确性和所选坝基处理措施的有效性。本研究为类似工程抗滑稳定计算及坝基处理设计提供了参考依据。

提出了一种结合卷积神经网络，小波变换和奇异值分解理论的水电机组故障诊断方法。利用卷积神经网络提取机组轴心轨迹的图像特征；通过离散小波变换对摆度信号进行分解，获得信号的小波分解系数，对各分支系数进行重构，构造奇异值分解输入矩阵，提取矩阵奇异值作为特征向量。将两种方法提取的特征进行组合，构建包含图像特征和波形特征的混合特征向量，通过概率神经网络进行识别分类。为验证该方法的有效性，将水电机组常见故障在转子试验台上进行模拟，用上述方法进行诊断。结果表明，文中所提出的故障诊断方法能很好地识别水电机组不同运行状态，可为水电机组的故障诊断提供有效依据。

深度分析福建省小水电站装机容量、近3年发电量和减脱水长度分布等的规律，理清全省小水电站结构；研究全省农村小水电站生态修复后电能变化情况,探索不同情形下的生态补偿电价。最终提出福建省生态电价补偿试行方案，为生态电价及运行管理提供参考，为职能部门确定生态补偿政策提供依据。

边坡临界滑动面的确定是边坡抗滑稳定分析中的关键问题之一。针对基本蚁群算法搜索边坡临界滑动面效率低、效果差的缺点，提出运用蚁群系统算法结合矢量和法来搜索边坡任意形状临界滑动面的位置，并引入蚂蚁分工机制和信息素平滑化机制来改进算法的全局寻优性能。通过对澳大利亚计算机应用协会（ACADS）设计的两道经典考题以及一个水库岸坡的分析计算，验证了改进搜索算法的可行性和准确性。计算结果对比分析表明，改进的蚁群系统算法很好地提高了搜索效率，且可以有效地避免算法陷入早熟停滞。

合理的水轮机关闭规律对控制水电站水力过渡过程调保参数非常关键，由于桨叶-导叶双调节的存在，轴流转桨式水轮机的关闭规律的选择和优化较为复杂。基于对轴流转桨式机组协联飞逸曲线的特性分析，提出了一种新型导叶桨叶协联关闭规律：机组发生甩负荷时，导叶一段直线或折线关闭，桨叶一段直线开启，结合数值仿真计算分析，验证了该关闭规律能够显著降低蜗壳末端最大压力，而机组转速最大上升率略有升高。为了进一步优化所得协联关闭规律，建立了以蜗壳末端最大压力和机组转速最大上升率为控制指标的导叶关闭规律非线性优化模型，基于确定的桨叶开启动作方式，采用模拟退火智能算法优化导叶两段折线关闭规律，得到了能够满足调节保证计算要求的水轮机导叶桨叶协联关闭规律，且各指标的安全裕量分配较为合理。相关结论可为轴流转桨式水轮机的关闭规律选取和优化提供参考。