为了模拟溃坝水流的流动过程，在基于格子Boltzmann方法（LBM）的基础上采用壁面适应局部涡流黏度的大涡模拟模型，引入自由滑移法处理固壁边界条件，模拟瞬时全溃坝以及瞬时局部溃坝水流的流动过程，并就瞬时全溃坝时两种消能坎的消能效果进行比较。数值模拟结果表明：基于LBM方法的数值模拟方法可以准确模拟瞬时全溃坝水流演进过程中流体自由表面的流动情况以及速度变化规律；瞬时局部溃坝在0.38 s到达障碍物时障碍物周围水深爬高后绕障碍物流动，水流对障碍物的作用力体现了水流流动的不稳定性；溃坝时在坝前设障碍物可以明显观察到液体撞击障碍物后的飞溅程度和形成的水舌，通过两种不同消能坎下流体撞击壁面后产生的压强可以判断有孔障碍物的消能能力更好，水流对无孔障碍物作用力更大。研究结果可为进一步研究LBM方法与VOF法相结合捕捉流体自由面变形及飞溅提供参考。

为了解盘江音寨旅游景区内独木河水环境中重金属分布特征和污染水平，对独木河水体中5种重金属（Cd、Pb、Cr、Mn、Fe）的浓度及其时空分布进行研究，并采用内梅罗综合指数法评价水体重金属污染水平。结果表明：①2019年盘江音寨旅游景区内独木河水体温度为7.6~20.6 ℃，水体pH值为6.67~7.63；Pb、Mn、Fe具有基本一致的时空分布特征，Cr、Cd浓度无明显的时空分布特征；pH值仅与独木河、音寨水体Fe浓度呈极显著正相关，温度与各采样点水体Fe浓度均呈显著或极显著正相关；②对盘江独木河水体的3个采样点进行重金属来源分析，马坝水体中Pd、Cr、Mn等3种重金属间具有显著相关性（p<0.05），独木河、音寨水体中仅Pd和Mn间存在极显著正相关关系（p<0.05）；主成分分析结果表明，盘江独木河3个采样点水体重金属的累计方差分别为84.119%、88.926%和90.422%，其中Mn和Pb均属于第一主成分；③对盘江独木河水体进行重金属污染评价与生态风险评价，5种重金属元素的单因子污染指数与多因子综合污染指数的平均值从大到小均为Pb>Mn>Cd>Fe>Cr；Pb、Mn、Cd的重金属污染等级为重度污染，Cr属于无污染。

我国排水系统和排涝系统分属不同部门管理，遵循不同设计规范，缺乏统一的标准衔接方法。为解决排水排涝系统设计标准不衔接造成的潜在内涝风险和投资浪费问题，研究以中山和珠海市为研究对象，基于Copula方法和最可能设计组合构建了排水排涝设计标准的衔接方法，计算了不同Kendall重现期条件下的最可能排水排涝设计降水量组合。结果表明，Copula理论可有效构建不同时段长降水序列的联合分布，Copula理论分布与经验分布之间拟合良好；以中山市主城区为例，排水排涝系统最可能设计降雨量组合结果表明，原排水系统设计规模偏小，原排涝系统设计规模偏大，据此可针对原规划方案进行科学调整。

为研究生物载体安装间距对河湖污染物削减率的影响，选取国内河湖水环境治理中应用较广泛的绳状人工水草、生物帘以及碳纤维水草，进行15 d模拟污水净化试验。试验结果表明：①绳状人工水草和碳纤维水草均呈现出随着安装间距的减小对污染物削减率越来越大的趋势，绳状人工水草为10 cm间距处理组时，碳纤维水草为15 cm间距处理组时，其对污染物的综合削减率最大，此时对总氮、总磷、铵态氮、COD的平均削减率分别为0.44、0.32、0.38、0.44和0.44、0.35、0.35、0.52；生物帘则表现出相反的趋势，安装间距越大，对污染物的削减率越大，在60 cm间距处对污染物的削减率最大，此时对总氮、总磷、铵态氮、COD的平均削减率分别为0.42、0.35、0.42、0.52。②建议绳状人工水草的安装间距为10~15 cm，碳纤维水草的安装间距为15~20 cm，生物帘的安装间距宜大不宜小，建议安装间距为60 cm左右。③生物帘性价比最高，其次是绳状人工水草，碳纤维水草的性价比最低，且在试验范围内安装间距越大，性比价越高。

富营养化是全世界河湖水体面临的一个重大问题，对水体水质的定期检测和建立适当的模型，在有效管理水体富营养化方面具有重要意义。研究的目的是建立城市景观水体水质反演模型并进行水体富营养化评价。以合肥市环城河为例，利用Landsat-8卫星影像波段反射率的，结合实地取样水质指标检测值，进行相关性分析，建立遥感反演模型。研究结果表明：①所建立的线性反演模型最优，能反映合肥环城河水体不同区域的营养分布，总氮、总磷、氨氮反演模型的拟合度分别达到了0.823 0、0.635 5、0.792 8；②对环城河水体而言，与总氮、总磷、氨氮三种水质指标实测值相关性最好的波段是B3、B4波段；③从空间上看，环城河北段水体富营养化情况劣于南段，其原因是环城河北段处于繁华地段，加上水质受南淝河影响较大。

分析了钢筋石笼稳定特性的研究现状，发现现有研究对考虑偏转角度情况下的钢筋石笼的稳定特性的研究较少。针对其不足之处，经受力分析及推导，提出了一种待定拖曳力系数 C_D的考虑偏转角度的钢筋石笼起动流速计算公式，在此基础上开展了 a \times a \times a 、 a \times a \times c 、 a \times b \times c三种形状的钢筋石笼起动流速水槽试验和拖曳力系数试验，对考虑偏转角度和雷诺数双因素影响下的待定拖曳力系数进行了公式拟合。试验结果表明：钢筋石笼的偏转角度越大，起动流速越小；钢筋石笼的拖曳力系数处于0.55~0.84之间，拖曳力系数随偏转角度的增大呈先减小后增大的趋势，偏转角度为15°时，拖曳力系数取最小值；钢筋石笼的拖曳力系数随块体雷诺数的增大先增大后逐渐减小。对推导公式进行了试验验证，精度良好，可为钢筋石笼的起动流速计算及拖曳力系数取值提供理论参考。

南四湖是南水北调东线工程的重要输水储蓄枢纽，监测其水体面积变化可服务于当地环境保护治理和合理开发利用。收集南四湖地区2006-2020年的Landsat遥感影像数据，利用新型水体指数（NWI）方法进行水体面积的提取，与Sentinal-2数据的计算结果进行对比验证，对年际、年内变化规律及影响因素进行分析。分析表明：2006-2015年南四湖水体面积年均减少33.854 km²，2015-2020年年均增长14.488 km²；受南水北调东线一期工程影响，降雨只在2013年以前对年内水体面积的影响较为显著。15年间南四湖水体面积呈现先减少后增加的趋势，水域生态环境得到好转。

平原河网地区汛期受外江水位顶托，区域涝水常难以自排，需新建排涝泵站解决内涝问题。以盐卡泵站为例，根据排区的降水、下垫面条件，分别采用平均排除法、水文水动力模型法确定平原河网地区外排泵站规模，以满足区域的排涝要求。经分析，传统的平均排除法和新型的水文水动力模型法各有优势，结合运用可以科学合理的确定排涝泵站设计流量，为区域经济社会发展提供水安全保障。研究成果可为平原湖区排涝泵站规模的确定提供参考。

施工导流是水利水电工程建设中的重要环节。由于它本身的特点及试验任务的要求，导流模型设计与其他河工或单项泄水建筑物模型相比有其特殊性。一般情况下，水利枢纽施工导流模型应设计成满足重力相似条件和阻力相似条件的正态几何相似模型。但考虑围堰头部局部冲刷时，模型沙的相似比尺和粒径选择则是关键问题。在介绍分析模型相似理论的基础上，得出围堰头部附近最大近底流速的计算公式，并以此作为泥沙的起动流速计算公式，证实它满足泥沙运动相似；利用常用的局部冲刷计算公式，考虑模型的正态特点，得到模型沙相似比尺和几何比尺的关系，给出了模型沙的选择原则。结论为类似工程设计与模型设计提供了重要的指导作用。

土壤湿度是气候、水文、生态和农业等领域的重要研究对象，然而仅依赖站点土壤湿度监测无法满足大尺度区域的需要。选择淮河流域30个农气站实测土壤湿度数据评估了GLEAM卫星土壤湿度的精度。结果表明，GLEAM土壤湿度数据序列在不同站点的精度差异较明显，而在流域尺度上具有较高精度，表层和根系层土壤湿度相关系数均大于0.7；在空间分布上，卫星数据与站点实测数据均能反映流域土壤湿度分布规律，淮河南部和沂沭河沿海地区土壤湿度较大；进而采用卫星土壤湿度评估了流域1980年以来的土壤湿度变化，发现近40年来流域土壤湿度呈下降趋势的变化规律，其中春季尤为明显；由于流域旱涝年际变化影响，夏季和秋季土壤湿度的年际变率较大。

引入脱钩弹性与低通滤波技术检验2002-2019年期间环境规制、技术创新与工业绿色全要素水资源效率之间的脱钩走向，进而采用VAR计量模型对其均衡演化关系分别进行了存在性检验、脉冲及方差解释。结果表明：环境规制、技术创新与工业绿色全要素水资源效率之间的脱钩弹性正向良性趋势转变，不过有别于传统Kuznets曲线的倒“U”型关系，尤其是在经过滤波剔除高频噪音的影响后，环境规制与工业绿色全要素水资源效率之间先后表现出了两次倒“U”型波动和一次震动调整时期变化，技术创新与工业绿色全要素水资源效率之间的倒“U”型波动存在，但相比于环境规制其具有相对滞后性；环境规制、技术创新与工业绿色全要素水资源效率之间虽然具有长期协整关系，但环境规制对技术创新的协整机制尚不显著，环境规制对工业绿色全要素水资源效率的影响效果要优于技术创新，其引发的正向激励效应更为明显，而在规制强度提升的趋势下，其绿色全要素水资源效率对技术创新的依赖度会逐渐提高，但是技术创新的驱动效应亟待提高；工业绿色全要素水资源效率对环境规制、技术创新的冲击响应短期内会出现相反方向的波动效应，但是长期来看两者的调控能够进一步释放工业绿色全要素水资源效率的提升潜力，关键是要缩短对规制政策消化的时间长度，以及促进技术创新跨过“规模投入陷阱”。

为了实现黄河流域生态环境和高质量发展战略，研究流域内水资源承载力状况成为必须要探究的问题。针对黄河流域各省区实际情况，构建由水资源子系统、社会经济子系统、生态环境子系统3个准则层，13个指标构成的指标体系，采用由熵权法和层次分析法组合赋予指标权重的模糊集对分析法和障碍度模型，对2008-2017年黄河流域各省的水资源承载力进行评价并识别、分析其障碍因子。结论分析表明：黄河流域各省水资源承载力在十年间总体上改善趋势明显，河南、四川、青海三省最为明显，而宁夏和内蒙古两省并没有明显提升。造成这种结果的主要原因是黄河流域各省水资源条件分布不均以及经济社会水平发展不平衡，而人均水资源量、年均降水量、生态用水率、耕地灌溉率和人均GDP五个指标是阻碍黄河流域水资源承载力提升的主要障碍因子。

山东省已经形成地表水、地下水、再生水、黄河水和长江水等多水源供水的格局，但很多企业争用当地低价的地表水、地下水以及黄河水，不愿使用高价长江水。为有效消纳高价长江水，促进用水效益，需要针对区域供水系统，基于水量、水质、水价的精细化优化配置，建立多水源多环节供水系统综合水价模型。根据邹平市水资源开发利用实际情况，对工业用水的多水源多环节供水系统进行了综合水价计算分析。这对科学、有效管理现有供水系统，实现外调水与本地水以同一价格供水，引导用水户用水行为，保障区域供水安全以及经济社会持续健康发展具有重要意义。

冠层截留是地表蒸散发过程的重要组成部分，分析冠层截留对蒸散发过程的影响对提高蒸散发模拟精度有积极作用。基于叶面积指数的遥感Penman-Monteith模型（PML）将蒸散发过程分为土壤蒸发和植被散发两部分，在冠层截留对蒸散发及能量分配影响研究方面关注较少。对PML模型加入冠层截留模块，基于望都站2020年的观测数据进行参数率定和模拟，结果表明：①改进后的PML模型在望都站取得较高精度，模拟值与观测值的R ²为0.71；②望都站冠层截留占年总蒸散发的3.14%，占年降水量的4.37%，土壤蒸发所占比重最大；③在引入冠层截留后，PML模拟的土壤蒸发吸收能量下降了3.46%；植被散发吸收能量降低了5.10%。本研究可为认识冠层截留对PML模拟的各蒸散发组分的影响机理提供参考。

双辽市的供水水源主要是地下水，其水质的变化会对工业、农业和居民生活造成很大的影响。因此对双辽市地下水水化学特征和形成过程进行研究具有重要意义。本研究基于PHREEQC软件，在潜水和微承压水两条路径上开展了反向地球化学模拟，结合主要离子比值分析了双辽市地下水水化学的形成和演化规律。进一步，将地质和水文地质条件、水文地球化学过程以及地下水化学组分的特征结合起来，建立水文地球化学演化模型，给出了研究区地下水水化学演化的定性和定量特征，揭示了该区水文地球化学演化过程。研究结果表明：蒸发作用、溶滤作用和阳离子交换是双辽市潜水水化学形成中的主要控制因素；溶滤作用和阳离子交换是微承压水流动过程中的主要控制因素。

将洪水演进过程三维动态可视化表达，能够为洪水灾害的预防和抢险救灾提供理论依据和决策支持。二维洪水淹没水深图能够确定需要重点防范的位置，但展示效果不够立体、直观；基于Cesium三维地形引擎，利用其动画实现语言（CZML），能够立体、动态展示洪水淹没过程，但数值模拟结果造成计算单元离散化，较大程度地影响用户观感，且淹没网格的实时加载及渲染造成一定程度的页面卡顿；结合HTML5新标签Canvas技术对淹没网格作为整体均匀过渡着色，采用后台缓存的方式减轻前端渲染压力，能够大大改善洪水演进可视化效果，提高用户体验。

近年来，土壤水分遥感卫星数据被广泛应用在气候、水文、农业等领域的研究中，微波土壤水分数据产品的适用性分析显得越来越重要。本研究分别以美国国家航空航天局的FLUXNET2015数据集和欧洲航天局发起并进行集中数据托管的ISMN网络为基准，运用统计学的方法 （偏差、均方根误差和时间序列相关系数），在2012年7月至2014年12月，以IGBP（国际地圈生物圈计划）为标准的地表覆盖类型进行分类，在全球范围内的FLUXNET站点对SMOS-L3-SM和AMSR2-LPRM-SM两种遥感土壤水分产品与实测数据进行了对比验证，并在2016年1月至2017年12月，以30 m全球地表覆盖产品（GlobeLand30）为标准的地表覆盖类型进行分类，在全球范围内的ISMN站点对SMAP-L3-SM和AMSR2-LPRM-SM两种遥感土壤水分产品与实测数据进行了对比验证。结果表明：三种遥感土壤水分产品在草地等低矮植被类型低矮稀疏植被覆盖区域的土壤水分产品反演精度均要高于高大茂密植被覆盖的区域，且SMOS和AMSR2产品在地表覆盖为针叶林下反演精度较低，SMAP和AMSR2产品在地表覆盖为湿地下反演精度较低，SMAP产品的反演精度要高于AMSR2产品。

潜水是作物生长可利用的水源之一。采用五道沟实验站1991年10月-2020年5月潜水蒸发和水文气象长系列实测资料，分析了冬小麦生育期不同埋深潜水（0~5 m）蒸发与水面蒸发、地表温度、空气绝对湿度和气温4个因素的变化趋势，计算了冬小麦各生育期地下水位不同埋深下潜水蒸发量分别与4个气象因子的比值（潜水蒸发系数），从而构建了潜水蒸发系数与埋深的函数关系。结果表明：基于4个气象因子的潜水蒸发系数与埋深的拟合关系，均表现为：出苗-分蘖期指数函数拟合效果最好，其他生育期二项式函数拟合效果最好，R ²均达到0.89以上，拟合精度较高，可用于淮北地区黄潮土冬小麦生育期间潜水蒸发量的估算。

针对我国塔里木河上游南疆地区灌溉引水含沙量大、严重影响灌区渠系正常供水等问题。通过在一维流超饱和输沙法基础上对连续式沉沙池计算方法进行理论修正和优化，提出了一种干旱区多沙河流引水连续灌溉-沉沙-排沙池一体化改进设计方法。试验研究表明，该方法的计算结果与试验结果相对误差均小于5%；随着连续沉沙池段的增加，其相对误差减少；随着灌溉引水流量和含沙量的增加，其相对误差呈先减小后增加趋势，从而解决目前多沙河流取引水连续沉沙池的沉沙率计算方法误差大问题，消除了多沙河流取引水易造成渠道泥沙淤积影响，有利于保证连续灌溉用水需求，实现了干旱区灌溉引水、减沙、防淤、可持续发展。

内蒙古西辽河流域是我国重要的粮食生产区，近年来随着玉米等作物种植面积的快速扩张，灌溉用水量大幅度增加，西辽河流域水资源开发利用严重超载，已经引发了地下水位大幅下降、河道断流、草场沙化和湖泊湿地萎缩等生态问题，已严重威胁下游通辽市的用水安全。以西辽河流域通辽市为研究对象，在统计通辽市用水现状及近40年地下水超采区变化的基础上，分析导致通辽市地下水严重超载，超采区不断扩大的影响因素；揭示水资源承载能力严重超载的主要原因。在此基础上，结合西辽河“量水而行”指导思想，提出通辽市未来水资源利用规划及相应的监管建议，为方案的制订及实施提供借鉴。

传感器技术的发展给渠道流量测量领域带来了新的契机，目前多数测流设备主要通过测量点流速来推求渠道断面的流量。但在渠道中由于壅水作用的影响，同一个断面处的流速分布随下游水深变化而变化。为探索不同下游水深边界条件下输水明渠的断面流速分布特性，采用FLOW-3D进行三维建模仿真，选取平原灌区内一典型梯形渠道中100 m渠段，针对不同下游壅水条件进行恒定流三维数值模拟。通过研究不同下游水深条件下的断面流速分布，分析了采用固定水面流速系数可能导致的流量误差，并根据水面流速系数的变化规律，提出了在渠段下游壅水高度小于20 cm时采用率定的水面流速系数推算流量误差可满足量水精度要求（误差小于±10%）。还针对仿真数据进行拟合得到水面流速系数关于水深的曲线，并利用该曲线对水面流速系数进行修正，结果表明测流误差可减小到1.4%以内。最后分析了使用雷达技术测水面流速时，在保证测流误差不大于10%条件下应选取的最小测点数。

为获取暴雨后虾稻田中稻田单元的田间水管理模式，发挥虾稻田对涝水的滞蓄作用，在湖北四湖流域丫角排灌站开展了水稻淹水试验。试验在淹水池中进行，采用盆栽模拟水稻淹水情景，共设置了浅水短淹T1、浅水间歇淹T2、浅水长淹T3、深水短淹T4、深水间歇淹T5、深水长淹T6和常规灌溉CK 7个处理。结果表明，水稻拔节期受淹会促进水稻各节间长和株高生长，相同淹水历时下，高淹水深度下促进作用比低淹水深度更明显；淹水深度为40 cm时，短淹、间歇淹和长淹的水稻株高较常规灌溉分别增加2.9%、3.6%和5.4%。除浅水短淹处理（T1）产量略有增加外，其他淹水处理均会导致水稻产量下降，相同淹水历时下，高淹水深度比低淹水深度产量减少更严重；淹水深度为40 cm时，短淹、间歇淹和长淹处理的水稻产量分别较常规灌溉减少4.3%、6.2%和13.1%；同种淹水深度下，间歇淹水和短淹对水稻产量的影响相差不大。产量构成方面，淹水处理主要减少每穗粒数和结实率，淹水深度为40 cm时，每穗粒数和结实率显著减少。为兼顾种稻和养虾，虾稻田水稻拔节期受涝时田间应保持15~25 cm水深或使稻田间歇淹水，避免长时间连续淹水。

针对传统通信技术传输距离短、抗干扰能力差以及传统灌溉不合理、水资源利用率低等问题，构建了基于LPWAN物联网与专家系统的果园精准灌溉系统。该系统通过节点采集果园空气、土壤温湿度等环境信息，通过LoRa和NB-IoT网络将数据包上传到云服务器，专家系统根据采集到的环境数据和决策数学模型，实现需水量预测与灌溉决策，并将决策结果反馈到灌溉控制模块。为提高预测精度，引入GA-BP需水量预测算法，以芒果园为实验对象，结果表明传输距离在1 200 m内系统平均丢包率为0.45%，数据传输稳定可靠；GA-BP模型的均方根误差和平均绝对误差分别为0.074 5和0.109 1 mm/d，相较于BP模型GA-BP模型具有更高的预测精度。试验期间果园土壤相对湿度维持在80%~90%，满足芒果树生长所需条件。该系统能够实现果园环境的实时监测与精准灌溉，可为进一步提高灌溉对水果产量与质量效果提供借鉴。

针对中国西北干旱区季节性降雨不均匀，土壤蒸发损失大等问题，试图通过生物炭添加改善土壤水分入渗和蒸发过程。采用室内土柱试验，研究6种生物炭质量添加比例［0（CK）、1%（B1）、2%（B2）、3%（B3）、5%（B5）、7%（B7）］对土壤湿润锋运移距离、累积入渗量和累积蒸发量的影响，并验证生物炭添加条件下不同入渗和蒸发模型的适用性。结果表明：生物炭添加量越多，减缓湿润锋运移进程效果越明显且土壤湿润锋运移深度与入渗历时呈幂函数关系。当对照组入渗结束时，B1、B2、B3、B5、B7处理与CK处理相比累积入渗量分别减少6.0%、11.9%、19.9%、28.0%、36.2%，表明添加生物炭可显著降低土壤累积入渗量。随着生物炭添加比例的增加，对土壤蒸发的抑制作用越明显。因此，综合考虑土壤入渗和蒸发过程，生物炭添加量在3%~5%时效果最佳。模型模拟结果表明，Kostiakov模型和Rose模型可以更好地描述生物炭添加条件下土壤水分入渗和蒸发过程。该研究可以丰富生物炭应用情景，以期为西北干旱区农田生物炭实际应用提供理论参考。

为了探究暗管排水“有效半径”理论对合成外包材料的适用性，开展了不同类型与厚度外包材料条件下的暗管排水野外实验，考虑了砂砾石、热黏长丝无纺布、纺黏长丝无纺布等3种材料，对两种合成材料又考虑了厚度的影响，共设置五组试验，观测了其排水过程，并与排水理论公式、融合“有效半径”理论的地下水运动数值模拟所得到的排水过程进行了对比分析，结果表明：“有效半径”理论将外包材料对暗管排水的影响通过材料渗透系数K _e和铺设厚度d _e改变暗管有效半径来实现，这导致厚度越大排水量越大，与野外试验结果和排水理论公式计算结果相反。传统的外包材料排水“有效半径”理论不适用于合成外包材料，有必要对该理论进行修正。

针对水轮发电机组精确建模的难题，提出了一种基于改进模糊C回归聚类的T-S模糊模型辨识方法。考虑到样本输出值与聚类超平面输出之间的误差值指标的重要性，对于模糊C回归聚类算法进行了改进。该算法将误差值的倒数赋给对应的样本隶属度，构建新的权重矩阵用于更新聚类超平面，从而加速聚类朝向最优聚类超平面的收敛；提出一个新的超平面型隶属度函数，直接利用超平面辨识前提参数；应用带遗忘因子的递推最小二乘算法在线辨识模型的结论参数。以三个常用的数学实例及某水电站水轮发电机组为对象，进行T-S模糊模型的建立，并与其他辨识方法进行比较。结果表明，所提出的模糊辨识方法具有较高的辨识精度，辨识所得模型具有较强的泛化能力。

在抽水蓄能电站中，由于蜗壳直径相对较小，温度变形引起的传力变化相对于大尺寸的厂房蜗壳更为显著。本文以某抽水蓄能电站为例，通过蜗壳大体积混凝土结构施工和运行过程的温度场与温度应力仿真计算，分析温度变形对蜗壳与外围混凝土间隙及传力的影响。研究表明：冬夏之间的平均传力相差大；相对于通常不考虑温度影响时的设计传压比例，运行期夏季传递给混凝土的压力明显增加，造成混凝土的实际受力大于设计值，增加混凝土开裂风险；结构设计中，应结合实际工程的具体情况，充分考虑温度荷载的影响，通过模拟施工和运行过程的三维有限元仿真分析，获得合理的蜗壳及其外围混凝土的承载比例。

以中小型平面钢闸门为对象，通过分析多种设计参数对闸门门体机械性能和经济性能的影响，建立了影响程度量化指标公式，公式将应力、变形、重量纳入量化体系，最后借助有限元分析方法得出了实例中面板厚度、主梁高度、主梁间距的影响程度系数值，研究表明主梁高度对闸门的综合性能影响程度最大，应当在结构设计及优化中予以重点选择考虑。

目前多数本构模型难以同时描述软岩和硬岩的加速蠕变行为。为了反映岩石蠕变黏弹塑性力学行为，以广义Burgers模型作为基础模型，并验证其适用范围。引入损伤力学理论，建立考虑时效损伤的黏塑性体，与广义Burgers模型串联，从而得到一个新的黏弹塑性蠕变本构模型，并拓展为三维情形。以某水电工程边坡页岩为研究对象，开展三轴压缩蠕变试验，利用所建模型辨识页岩蠕变数据，求解模型参数，并进行敏感性分析。引用相关文献中不同硬度、类型岩石的三轴蠕变数据，引入三维Cvisc模型进行模拟对比，分析理论曲线和试验曲线，充分显示出所建模型的合理性和适用性。目前多数模型难以反映不同岩石加速蠕变特性，所建模型通过验证可描述不同类型、硬度岩石蠕变行为，对不同加速蠕变曲线仍有良好辨识能力，研究成果为岩石加速蠕变力学行为模拟和岩体工程长期稳定性研究提供一定参考。

为了解决围堰施工进度和料场征地移民进度之间的矛盾，在邕宁水利枢纽工程施工阶段提出了一期枯水围堰设计方案的替代结构型式，并利用施工仿真、技术经济分析方法对围堰型式进行了优选；采用三维数值模拟和物理模型试验方法研究了束窄河床水力特性，结果表明，当纵堰轴线布置在坝体7号至8号闸墩之间时，能够解决施工期通航和围堰防冲问题。研究结果为本工程一期枯水围堰施工提供了重要依据，对于保证工程施工进度起到了决定性作用。

大坝安全自动化采集的监测数据不可避免地存在粗差、缺测等问题，针对异常数据量值、数量以及分布规律的不确定性，人工删除异常值存在工作量大、主观性强等不足，提出一种基于数据重构与孤立森林法的异常数据检测方法，该方法是一种无监督的学习方法，不需要根据特征标签进行样本学习，适用范围较广。首先对大坝自动化监测数据进行分解与重构，分离出趋势项，而后用孤立森林算法对剩余项进行判别，计算测点的异常分数，并剔除明显的异常数据，最后再根据拉依达准则进一步清理异常数据。通过实例验证，该方法能较好检测出大坝安全自动化异常监测数据，满足工程实际应用。

为研究弯管三维流场的流态、压强分布及局部水流空化等水力特性，采用Realizable k–ε紊流模型对弯管流场进行三维数值模拟，研究分析雷诺数、渐变段形状、曲率半径比及转角对弯管流场的影响。结果表明：随着雷诺数增大，弯管内侧压强逐渐减小，甚至出现负压，此时水流易产生空化现象；在雷诺数相同的情况下，弯管入口上游设置渐变段更易使水流脱离弯管内侧，从而造成弯管内侧出现负压，渐变段到弯管入口的距离对弯管流场影响不大；弯管曲率半径比越小，弯管内侧压强越小；减小转弯角度能使水流在弯管分布更均匀，从而显著减小弯管负压区的分布范围，甚至能避免空化现象的产生。

结合某抽水蓄能电站实际工程开展了多种工况下厂房楼板振动测试，研究了楼板结构的振动特性。结果表明：稳态运行工况下楼板的振动较小且频率组成稳定；而100%甩负荷和抽水事故停机等非稳态工况尽管仅持续几秒时间，但是产生的振动很大，其频率组成复杂且不稳定，优势频率随时间的变化与机组转速变化过程相关；在稳态运行工况下，靠近机组下机架基础的楼板振动更为明显，而在甩负荷工况靠近机组流道的水轮机层楼板振动更为明显。

多孔倒虹吸工程具有流量适应范围宽、调度灵活等优势，但闸孔调度过程中各孔间流量分配不均时将影响过流能力及流态，甚至出现因进口水位波动大而诱发结构振动。以某平原地区输水管道三孔倒虹吸工程设计研究为例，分析了多孔调度运行条件下进出口流态及水位波动特征，提出了调整进口流态及降低水位波动的优化措施，并探讨了糙率变化、下游渠末节制闸紧急关闭等因素对倒虹吸工程运行的影响。研究成果可为类似工程提供参考。

过去饮用水水源地保护区划分以类比经验法为主，无法准确考虑水源地水质的时空变化及达标状况。根据最新出台饮用水规范，开展柴河水库饮用水水源地保护区划分的研究工作，运用EFDC构建水源地二维水质模型，根据柴河水库水动力和水质状况模拟水龄与污染物迁移在水库中变化规律，对水源地富营养化风险与取水口主要水质指标达标状况进行分析，评价柴河水库饮用水水源保护区划分的合理性。研究表明，柴河水库在丰平枯3种典型年条件下，枯水期水龄最长，水力停留周期长，存在污染风险；在丰平枯3种水动力条件及入库污染物为Ш类水质标准条件下，模拟氨氮和总磷在水库中迁移衰减过程，结果表明取水口水质均达标；类比经验法划分的柴河水库一级保护区能保证取水口水质安全。

针对城市用水周期性及波动性特点，依据深圳市47个水厂及10个行政区2015-2019年逐月的供用水序列，考虑产业结构、人口特征及水厂供水的时间变化因子，提出KMeans聚类算法和季节性滑动平均自回归（seasonal moving average autoregressive，SMAAR）模型耦合方法，将水厂和行政区的时间序列进行聚类，分类别进行建模，预测2020年1-8月水厂及行政区的逐月供水数据，进而汇总出深圳市2020年1-8月的总供水数据，并与普通的自回归滑动平均（autoregressive moving average，ARMA）模型对比。结果表明：建模对象范围越小预测结果的RE较小。SMAAR的性能比ARMA有显著提升，且在长期预报中依旧表现出较强的泛化能力，254 d逐日预测结果的平均相对误差只有0.08。本研究方法可为城市需水预测和供水调度管理提供支撑。