为探究气候变化与人类活动影响双重作用下黄河入海水沙新情势，基于1950-2018年利津站实测水沙资料，采用系列水文检验方法，从趋势性、变异性、年内分布和水沙搭配四个方面系统分析了黄河口来水来沙变化规律。研究发现，黄河口水沙情势变化显著，主要包括：黄河口水沙通量总体均呈显著减少趋势；水沙均在1985年前后发生变异，其变异时间与水库的修建和运行密切相关；水沙年内分布发生了变化，1950-1999年水沙大量入海集中在8-10月，年内分布不均匀度呈增大趋势，2000年以后主要集中于6-7月的调控期，年内分布不均匀度稍减；来沙系数2000年以前逐阶段增大，2000年后锐减至自然阶段水平，且最大水流挟沙力对应流量呈减小趋势。总体来看，黄河口来水来沙过程逐渐由自然模式转变为人为调控模式。

随着城镇污水收集处理能力的不断提高，农业面源污染逐渐成为黄河流域尤其是引黄灌区天然河流的主要污染来源，其治理成为流域水污染防治面临的重点和难点。当前，农村水系综合整治和水美乡村建设为引黄灌区退水的生态净化提供了条件。对黄河流域3种优势沉水植物的生境特征、氮磷去除能力和环境适应能力进行了分析比较，为基于引黄灌区农业面源污染输移过程拦截和原位治理的分布式沉水植物湿地系统的构建提供了科学依据。

天然河道断面几何形状快速变化条件下的一维复杂水流运动高精度数值模拟仍面临较大困难。基于Godunov格式，提出了基于守恒型圣维南方程的HLLC近似Riemann求解器的通量计算方法，将该求解器由浅水方程拓展至守恒型圣维南方程；提出了针对天然河道复杂断面几何形状下的变量空间重构方法：依据过流断面面积和静力矩等效原则将河道断面概化成矩形，通过线性插值构造单元界面处断面几何形状，根据水位重构结果计算界面两侧过流断面面积和静力矩的重构值，保证计算格式守恒。实例研究表明，天然河道断面几何形状快速变化条件下，该方法的计算结果与实测值吻合良好，同时对于混合水流运动具有较高模拟精度。研究成果为天然河道水动力及环境水力学高精度数值模拟提供了新的方法。

传统的水环境容量以90%设计枯水流量为计算条件，存在水文计算条件单一、水环境容量不易管控等缺点。考虑河道流量与入河污染物影响下的水环境容量逐月变化，提出了基于水文过程与污染源变化条件下的动态水环境容量与入河污染管控计算方法。以山西潇河流域晋中段为例，计算了研究流域两水功能区的逐月水环境容量及其余量，运用MIKE11模型计算了逐月允许的动态入河污染负荷。研究结果表明：①2019年水功能区A的COD和氨氮水环境容量阈值分别为138.37～216.54 t和6.38～14.19 t，7-10月水环境容量较大；水功能区B的COD和氨氮水环境容量阈值分别为417.67～821.05 t和9.32～29.49 t，5-8月份水环境容量较小。②在满足水功能区目标水质的基础上，2019年水功能区A允许的入河负荷均大于现状入河量，汛期COD和氨氮容量余量较多；水功能区B在1月、2月应削减氨氮0.003、0.086 t；削减COD 0.05、0.143 t，4-7月份允许的污染负荷大于实际入河量，余量较多。计算的动态水环境容量能够客观反映变化水文条件下的水环境容量及其余量实际，给出了满足河道水质目标前提下的入河污染物允许阈值，为流域水环境保护与管理提供重要参考和新思路。

水环境风险评价是水环境污染防治和风险管理的基础。基于白洋淀上游主要入淀河流现状，综合考虑风险源、河流特性、自然地理及社会发展条件、水污染治理能力等因素，构建了考虑上游河段环境风险影响的白洋淀上游河流水环境风险评价体系，采用改进层次分析法和综合指数加权求和法，评价了白洋淀上游河流水环境风险。结果表明：2017年，白洋淀上游入淀河流总体处于中风险等级，孝义河个别河段处于高风险等级；环保投资占GDP比重、单位耕地面积化肥施用量和河流水质现状等评价指标是影响入淀河流水环境风险水平的主要因素。白洋淀上游河流水环境改善的主要措施包括加大环境保护投资占GDP比重、妥善处理经济增长与农业面源污染的关系、降低化肥施用强度、加大河流治理力度，研究可为白洋淀上游入淀河流生态环境的治理与修复提供参考。

为了探究4种挺水植物在高浓度氮、磷胁迫下对污染水体的耐受能力，人工模拟水体氮磷动态变化条件，在室外开展氮、磷耐受性盆栽试验，通过研究植物抗氧化酶防御系统中主要酶学指标超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性及丙二醛（MDA）含量，确定4种挺水植物氮、磷耐受范围。结果表明：①随着氮、磷浓度增大，4种挺水植物SOD、CAT活性及MDA含量逐渐升高，当氮、磷浓度超出植物耐受范围，SOD、CAT活性及MDA含量开始下降。②4种挺水植物氨氮耐受范围：菖蒲、香蒲：20～400 mg/L，美人蕉、芦苇：20～500 mg/L。③4种挺水植物磷耐受范围：菖蒲：2～200 mg/L，美人蕉、芦苇和香蒲：2～300 mg/L。

在大坝下游、消力池尾坎或边坡等水工建筑物处多发生基础淘刷破坏，威胁建筑物的安全，因此在工程中常采用抗冲桩对基础进行保护。为探索一种新型抗冲桩，即非承载桩的抗冲特性，采用模型试验方法，通过旋桨流速仪测量了无桩及非承载桩在0.06到0.13 m范围内不同长度时的泥沙实际起动流速，并与理论起动流速相对比，同时计算了桩的综合稳定系数。结果表明，桩长度越长，泥沙实际起动流速越大，且大于理论起动流速，综合稳定系数也越大。此外水深增大时，桩综合稳定系数也在增大。研究成果可为减轻基础淘刷、保护拦河大坝泄洪安全提供参考。

土地利用/覆被变化是人类活动对生态系统影响最直接的表现，土地利用方式的改变会引起生境斑块的破碎、退化甚至消失，从而直接影响一个区域生境质量的好坏。以石羊河上游祁连山区为研究对象，通过对1986-2016年土地利用变化的分析，对生境质量进行评估。结果表明：石羊河上游土地利用类型以草地、林地以及未利用地为主；生境退化类型以无明显退化和轻微退化为主；面积的大部分为中等以上生境类型，主要集中在西部和南部地区。1986-2000年石羊河上游生境退化面积与生境质量变差的面积都在增加，但其增加速度渐缓，2000年之后好的生境类型面积有所增加。由此可见，石羊河上游的生境质量有向好的方向发展的趋势。

悬移质是河流生源物质输运的重要载体，阐明河流中悬移质输沙率的时间变化特征可为了解河流生态节律提供基础信息。基于雅鲁藏布江中游奴各沙、羊村、奴下水文监测站点1956-2000年共45年逐月悬移质输沙率、流量监测数据，通过建立水沙关系曲线对缺测部分进行插补，采用Morlet小波变换、集中度和集中期分析方法探讨该流域不同时间尺度下的输沙变化特性，结果表明：雅江中游各站点悬移质输沙率序列表现出多时间尺度的周期变化，并在第一主周期19年、第二主周期26年、第三主周期10年，第四主周期6年上保持较高的空间一致性，输沙率短周期变化与太阳活动、气候事件的周期变化存在一定的响应；三个站点最大输沙率主要发生在7、8月，集中度分别为0.83、0.77、0.74，受局部气候差异影响，输沙率在年内的分配不均匀性顺河流方向逐渐降低；受降雨和人类活动影响，输沙率序列在1964年突变，呈现先增大后减小的趋势，降雨对输沙率减小影响的贡献率分别为38.62%、41.04%、-38.15%，人类活动对输沙率减小影响的贡献率分别为61.38%、58.96%、138.15%。研究初步阐明了雅江中游在基本未受大型水利工程干扰情形下悬移质输运过程的多时间尺度变化特征及主要控制因素，可为雅鲁藏布江水生态保护提供水沙过程的天然态参考系。

河网调蓄能力的计算对河流水资源的科学拦蓄、合理调配具有重要意义。以桓台县区域河网为研究对象，从河道不同水量的天然属性出发，以生态水位、除涝水位、防洪设计水位、堤顶高程为特征水位，将河流水量划分为生态水量、安全水量、风险水量、灾害水量四部分，构建了桓台县河流水资源结构分解模型；以最大限度发挥河网天然“调蓄池”功能、探究区域河网在不同情景下的调蓄能力为目标，基于河流水资源结构分解，选取槽蓄容量、可调蓄容量、单位面积槽蓄容量和单位面积可调蓄容量4个河网调蓄能力指标，分别对桓台县区域河网在生态调度、资源调度、防洪调度下的调蓄能力进行分析计算。结果表明基于河流水资源结构分解的河网调蓄能力计算方法能充分体现调蓄能力应具有的区间属性，能更好地为桓台县不同调度方案的选取和实施奠定基础。

为提高径流时间序列预测精度，提出小波包分解（WPD）与奇异谱分解（SSA）-鼠群优化（RSO）算法-回声状态网络（ESN）相混合的径流时间序列预测方法。分别利用WPD和SSA将非平稳径流时间序列分解为若干子序列，有效降低径流时间序列的复杂性；介绍RSO算法原理，在不同维度条件下选取6个典型函数对RSO算法进行仿真测试；利用RSO算法对ESN储备池规模、稀疏度等超参数进行优化，建立WPD-RSO-ESN、SSA-RSO-ESN模型，并分别构建WPD-RSO-SVM、WPD-ESN、WPD-SVM和SSA-RSO-SVM、SSA-ESN、SSA-SVM作对比分析模型；利用云南省江边街水文站1957-2014年逐月径流时间序列数据对8种模型进行检验及对比分析。结果表明：RSO算法在不同维度条件下均具有较好的寻优精度和全局搜索能力。WPD-RSO-ESN、SSA-RSO-ESN模型对实例后10年120个月月径流时间序列预测的平均绝对百分比误差分别为2.73%、3.90%，预测精度优于同一分解条件下的其他模型。RSO算法能有效优化ESN网络超参数，提高ESN网络的预测性能。WPD对径流时间序列数据的分解效果优于SSA方法。

为科学、客观地评价保定市中心城区水资源安全状况，在充分分析保定市中心城区水资源特点的实际情况的基础上，尝试构建基于压力-状态-响应（PSR）模型概念并结合相关性分析和主成分分析的方法的水资源安全评价指标体系，同时建立了基于自适应模糊神经推理系统（ANFIS）的水资源安全评价模型，对保定市中心城区2009-2018年的水资源安全状况进行评价，结果表明：2009-2018年保定市中心城区水资源安全状况无明显变化趋势，除主城区处于较安全状态外，其他区的水资源安全状况主要处于临界安全状态，形势不容乐观；水资源的状态安全是影响保定市中心城区水资源安全的最主要因素。

为了有效提高非平稳非线性径流序列的预测精度，采用具有自适应序列特征的时变滤波经验模态分解（TVF-EMD）与长短期记忆神经网络（LSTM）耦合，构成TVF-EMD-LSTM预测模型。首先利用TVF-EMD方法自适应地将径流序列分解为高频序列和低频序列；进而，利用LSTM神经网络对分解后的序列分别预测；最终，将预测结果加和重构为最终径流预测结果。提出的模型应用于洛河流域长水水文站月径流预测，并与LSTM模型、EMD-LSTM模型和CEEMDAN-LSTM模型进行对比。结果表明：TVF-EMD-LSTM神经网络耦合模型预测精度最高，预测误差最小。由此可见，TVF-EMD能更好地缓解模态混叠问题，可为径流序列的数据预处理提供更好的方式，提出的TVF-EMD耦合模型也为月径流预测提供了一种有效的新方法。

为了对无上游来水城市河道径流进行分割，同时进一步探究城市下垫面对降雨-径流关系的影响，引入多种流量过程线的自动分割方法对中牟水文站2003-2016年逐日径流进行分割，应用筛选出的最优分割方法将城市河道径流分割为年基流和年直接径流，采用年直接径流系数表征城市集水特性，结合5期土地利用数据构建年直接径流系数和各类下垫面面积的多元回归模型，并对2017和2018年的年直接径流系数进行预测，结果表明：数字滤波F1法对无上游来水城市河道径流的分割效果最佳，基流和直接径流对总径流增长的贡献率分别为83.96%和16.04%；该多元回归模型在p=0.01水平上显著且具有良好的模拟效果，NSE、R² 、Re值分别为0.891，0.891和6.72%；此外，模型对2017和2018年直接径流系数预测的相对误差分别为4.80%和9.75%。

当前H-ADCP在我国得到广泛应用，特别是长江中下游平原河网地区，已成为水文流量测验的重要组成部分。但普遍缺乏对测流原始数据的分析检验，导致测流精度及成果可信度不高，以及比测率定工作繁杂等问题，影响H-ADCP的进一步推广应用。针对上述问题，根据H-ADCP测流原理，结合平原河网地区及感潮河段水文特性，提出了一种基于国产测控平台的高可信度H-ADCP流量自动监测和分析处理系统设计方案，具有测流原始数据分析处理、测流支架自动升降、比测率定分析等功能。经实践应用，可有效识别和剔除异常测流数据，提高流量监测成果精度，值得推广应用。同时，展望了旋转扫描和多高层联合扫描两种新技术路线。

研究年径流丰枯分类方法的效果，对流域水文分析和水资源管理具有重要意义。从年径流过程相似性、总量差异性、分布均匀性等3个方面，定义了3个对应的丰枯分类效果评价指标，即相似指数、差异指数和均布指数。根据所采用的丰枯分类指数，将年径流丰枯分类方法划分为综合指数型、关系指数型和综合关系指数型等3类，并从3类方法中各选取3种代表方法。以黑河流域莺落峡站为例，利用选取的9种代表方法对该站年径流进行丰枯分类，分析不同方法的丰枯分类效果。结果表明：丰枯分类结果对所采用分类方法的种类及内部参数很敏感，不同方法的分类结果差异明显，相同方法的分类效果也可能因地而异；定义的3种评价指标可以反映不同方法的分类效果，丰枯类别分布均匀化有利于改善分类效果；总体而言，综合关系指数型方法的分类效果最好，综合指数型方法次之，关系指数型方法最差；当年径流量和年径流过程的一致性较好时，常规方法相比综合评价方法可能具有更好的分类效果。研究结果可为合理划分流域年径流丰枯状态提供科学依据。

传统的年径流划分往往通过年径流量的数量指标划分丰水年、平水年与枯水年。但仅仅通过该方法难以反映年内径流分布的情况。引入SOM神经网络，根据径流序列的月径流量、集中度与集中期，年内不均匀系数等指标，进行年径流序列的划分，得出具有年内特征的年径流划分成果。并以密云水库为例，对密云水库年径流进行了应用研究，将密云水库年径流序列划分了丰-平-枯水3大类，在此基础上又细分为9小类。结果发现：不同的分类结果在径流量，年内分布，不均匀性，集中度，年内变化幅度都具有不同的性质。同一大类在径流量相似的基础上，在径流分布，枯水期径流量呈现出不同的特性。说明考虑多种指标的SOM神经网络进行年径流的划分能够更细致地划分各类型的年径流序列。

本研究通过历史实测气象数据，结合水文统计方法、逐日干旱计算方法以及游程理论，对武汉市干旱洪涝事件进行提取，并重点分析武汉市历史气候演变以及旱涝急转变化情况。结果表明武汉市历史降水呈现整体上升、蒸发呈现下降趋势，枯水期存在蒸发大于降水的情况，湖泊水位在枯水期具有下降可能。且夏季的旱涝急转以及秋冬季节的涝旱急转均存在导致湖泊水位变幅的风险。本研究在为武汉市河湖水体提供降水蒸发变化依据、提出丰枯交替期水位控制预案的同时，也为武汉市乃至长江流域预防旱涝及其急转的整体预案提供相应技术依据。

针对受下游尾水顶托的水库中长期发电调度中机组出力系数动态变化及其取值问题，从水库的库水位、尾水位和发电流量着手，分析了不同水情下影响综合出力系数的关键因素及其影响程度。结合三峡水电站的小时级运行过程，开展了实例研究。结果表明，旬综合出力系数呈动态变化特点，其年内最大值与最小值相差9.77%（在汛期相差8.71%），且亦存在一定的年际差异（在最小值方面，2017年比2018年大4.44%）；进一步分析得知旬综合出力系数在丰水时段取值较小，主要受发电流量影响，尾水位次之，库水位再次，在来水适中或较小的时段取值较大，发电流量为主要影响因素，库水位次之，尾水位再次。

以某水电站地面式明钢管为例，建立了水电站钢管结构整体有限元模型，考虑了均匀温度作用和非均匀温度作用对明钢管受力变形的影响，论证了地面式明钢管取消伸缩节的可行性。结果表明：取消伸缩节后钢管的Mises应力远小于钢材允许应力值，虽然上平段钢管产生了较大的轴向应力，但不会引起钢管屈曲失稳，因此从结构强度和稳定性多方面都表明地面式明钢管取消伸缩节是可行的。进一步探究了取消伸缩节后管道结构在不同温度作用下的作用机理，结果表明管道两侧非均匀温度对管道的轴向应力影响很大，可能会引起钢管轴向受压稳定问题，因此对取消伸缩节的明钢管除了进行强度校核以外还需要关注钢管轴向受压稳定性问题。

高心墙堆石坝因赋存环境复杂，载荷大、应力水平高，坝体安全受到广泛关注。实际工程中坝顶开裂现象时有发生，影响大坝的防渗和稳定，分析和研究影响坝顶开裂的相关因素对大坝设计和运行具有重要意义。基于此，通过对比典型大坝开裂前后坝顶变形倾度的变化规律，将变形倾度作为衡量指标进行了高心墙堆石坝坝顶开裂的影响因素分析。基于多座已建高心墙堆石坝相关信息，构建了考虑坝体尺寸、覆盖层厚度、蓄水高度及速率和运行时间的研究方案。结果表明，坝顶变形倾度随坝体高度增加而显著增大，二者呈非线性增长关系。建于深厚覆盖层上的高心墙堆石坝坝顶开裂风险更大，但覆盖层厚度达到100 m以上时，坝顶变形倾度趋于收敛。坝顶变形倾度对高蓄水位更加敏感，且随着蓄水速率的加快，坝顶变形倾度变大。

依托乌东德水电站水力机械的设计工作，基于法国Dassault 3DE 协同设计平台，通过数据库驱动设备精细化参数建模和接口定义，搭建机电设备模型数据库。通过水机、电气、暖通、土建等专业交互协同设计，多专业干涉检查，制定自动避让规则完成三维模型的搭建；通过系统原理图驱动三维设计，据此进行工程图的创建、零部件的自动标注、材料表的自动生成；并通过3DE平台自带的EKL语言自定义物料报表等BIM设计技术手段，较为完善的梳理出一套水力机械专业全正向BIM设计的流程。

衬砌是保证水工隧洞安全运行的重要组成部分，衬砌与围岩联合工作，达到共同承载、增加围岩稳定性等作用，如何建立模型对其长期运行性态进行监控是值得探讨的。以某引调水工程水工隧洞为例，采用现场实测钢筋应力资料建立了水工隧洞衬砌钢筋应力的混合模型，应力的内水压力分量由结构计算获得，温度和时效分量由统计方法获得。所建立的模型能较好地反映实测钢筋应力的变化过程，以R6和R5为代表的内外圈钢筋应力拟合值与实测值相关系数分别为0.987和0.861，并在此基础上初步拟定了衬砌的内外圈钢筋应力的监控预警值。综上，建立的混合模型可用于监控水工隧洞衬砌结构钢筋应力变化规律，为工程运行提供参考。

滑坡的成因机制和力学特征是指导滑坡防治策略的重要依据，在当前库岸滑坡仿真模拟中存在滑带土强度弱化假设不能反映土体的结构性损伤特征及未考虑变形参数同步弱化的问题，因而揭示的滑坡成因机制和力学特征失真。提出以应力水平代替塑性剪应变表征结构性损伤程度构建新的强度折减法，基于此分析了不同类型滑坡的渐进破坏过程、应力位移特征及稳定性衰减规律，揭示不同类型滑坡的成因机制，所得主要结论有：①推移式滑坡中部首先发生滑移导致上部土体失去支撑随之滑移并与之一起挤压下部土体，使下部土体剪切力增大明显进而产生较大剪切变形，最终形成整体剪切破坏面；因而推移式滑坡的主滑段在中部，牵引段在滑坡上部，抗滑段在滑坡下部；②牵引式滑坡中下部抗剪力不足以平衡剪切力率先滑移，使临近土体失去支撑抗滑力降低随之滑移，并依次迅速引发滑坡的“多米诺骨牌”式破坏，因而牵引式滑坡的主滑段在中下部，其上土体均为牵引段，其破坏面为剪切-拉剪-张拉复合型破坏面；③当发生一定剪切变形后，牵引式滑坡位移增长迅速并呈不可控态势，并由稳定迅速降低至失稳状态；而推移式滑坡则在发生较大剪切变形后长时间处于欠稳定状态，破坏前有较长的缓冲时间；④从灾害防治角度，推移式滑坡应注重“强腰”，牵引式滑坡应注重“固脚”。

渗流量监测是大坝安全监测的重要项目，目前对于小于1 L/s的渗流量的监测主要采用人工测量的方法，该方法费时费力，而且无法实现远程在线实时监测，为此，设计了一种基于容积式测量原理的小流量自动化在线监测渗流量仪。通过将测量部件与引流部件分离设计，避免了因渗流流体中含有的粉末状态杂质敷积在测量容器内，而影响测量仪器长期稳定性及可靠性差的问题，采用结构的联动设计、消波浪设计和电路设计，简化了仪器结构，避免了波浪对测量精度的影响，通过长期试运行及人工对比测量，证明了该仪器具有测量精度高、长期稳定性好等特点，适合大坝渗流的小流量、多杂质、潮湿等环境的自动化在线监测，节省了人力物力，具有很好的推广应用价值。

地震作用下土石坝的动力响应及其破坏模式一直是岩土工程界研究热点。采用FLAC有限差分软件分析山美土石坝在地震作用下产生的震后残余变形、加速度响应以及剪应变等情况，得到山美土石坝的普遍性动力响应规律。通过改变上游蓄水位高度，描述地震过程中坝内塑性剪应变区演变模式以及不同水位下震后坝内残余应变形态，发现山美土石坝率先发生剪应变集中部位一般是坝顶和坝坡的不同坝料交界处，一定震时后坝内剪应变形态基本不变，但剪应变量不断累积，此外逐渐抬高蓄水位会导致震后上游坝料中形成一条塑性不贯通剪切带。本次研究有助于理解地震作用下山美土石坝塑性剪应变区成因与形成过程，可对山美土石坝抗震工作提供重要参考。

为了解决难以控制盘车角速度从而导致的测量摆度数据无法与角度对应的问题，通过使用电涡流传感器与新型光栅传感器结合的装置，采用变速盘车自适应的连续摆度测量法，研发基于Matlab开发的摆度分析处理系统，准确计算了泵轴固定测点上的摆度数据，并给出了相应的轴线调整方案，相关成果可应用于大型立式泵站盘车及摆度测量中。

针对故障出现时系统的非线性行为及劣化趋势预测问题，基于混沌理论及非线性动力学，提出以最大Lyapunov指数作为评价运行状态的指标，通过Elman-决策树对其进行预测及分类的故障预警方法。并以轴承数据为例对该方法进行了验证，对正常轴承、外环人工电火花加工出裂纹轴承、外环钻孔的轴承壳体振动信号时序数据进行处理，计算降噪后的最大李雅普诺夫指数，并得出了不同故障轴承的最大Lyapunov指数具有明显差异的结论。以其为基础，建立模型逐层学习实现指标预测与故障识别，仿真结果表明，该方法可实现较高的预测准确率。该方法克服了Lyapunov指数对噪声敏感的特性，并且可以通过避免识别多种故障时需训练多个神经网络，因而降低计算量，为故障预警领域一种新途径。

管理制度落实不到位、信息化程度低等问题导致我国小型水库效益衰减、安全隐患突出。在梳理小型水库安全运行管理现状及问题的基础上，总结了我国小型水库安全运行管理的养护特点和监管重点，阐明了小型水库运行管理模式应遵循的四项原则，对小型水库安全运行的管理模式提出了几点建议，依据石家庄鹿泉区小型水库的管理模式得出物业化及信息化管理模式可以增强小型水库管理效率，为实现小型水库安全长效运行提供参考。

识别长距离输水系统重要节点并进行监测保护，对于输水系统的安全可靠运行和防护资源的分配具有重要意义。运用复杂网络理论，构建了长距离输水系统拓扑网络；从节点的局部属性、全局属性和位置属性3个方面，选取节点的局部中心性、接近中心性、介数中心性和网络中心性4个指标进行了节点重要性评估，并根据节点的重要性程度依次移除节点，得到了输水网络综合效率演变过程。工程案例结果表明：处于输水网络中部的输水节点重要性程度整体较高；34%的节点失效后，输水网络综合效率由0.12降低到0.02，少量重要节点失效即可导致整个输水网络的迅速崩溃。

准确预测供水量是城市供水系统高效稳定运行的关键因素之一。特别是短期降水量的准确预测将有助于缩小产销差并显著降低能耗。提出一种基于小波分解的人工蜂群优化多变量门控循环单元模型（WD-ABC-MGRU），可以有效捕捉多变量多尺度时序特征，从而显著提升模型处理复杂模式的能力，达到精准预测供水量的目的。WD-ABC-MGRU选取影响供水的强相关因素，将小波分解与系数重构得到的供水量各分量组合并进行相空间重构从而构成模型输入，分别建立模型进行预测，将各模型预测值加和后得到最终的供水量预测结果。实验结果表明，与GRU、MGRU、WD-MGRU、WD-ABC-BP模型相比，WD-ABC-MGRU模型提供了更准确的供水量预测， R^{\mathrm{2}}达到0.87，MAPE为1.75%。可见，该模型能够为城市供水量的准确预测提供了一个切实可行的解决方案，从而有助于城市供水系统的高效稳定运行。

考虑海岛地区大陆引水的必要性以及水工程群组合运行以完成供水过程的复杂性，提出一种新的适用于海岛地区的水资源优化配置方法。基于“分区-分级”的优化配置理念，分析海岛地区复杂系统下水力联系并进行系统概化，完成“分区”，结合水厂特性进行“分级”；在多水源多用户下以水厂供水保证率最大、供水成本和水厂余蓄量最小为目标函数构建优化配置模型，并采用基于组合赋权的主客观结合方法对优化得到的Pareto解集进行多属性决策以科学筛选方案，最终应用到舟山本岛。结果表明，提出的基于“分区-分级”理念的海岛地区复杂水工程群多目标优化配置模型可以提高本岛水的利用率，并将供水成本平均降低450 万元/a，该优化模型可在不同来水条件实现动态调整本岛水和大陆水的供水比例，多属性决策可辅助决策者在不同场景下优选方案，为海岛地区的水资源优化配置提供科学依据，提高社会、经济等综合效益。

降低渠底和两侧地下水位对保证大型明渠边坡稳定和渠道安全具有重要意义。以山东省胶东引黄调水工程莱州段为研究对象，建立了二维水文地质模型及渠道边坡渗流模型，定量分析渠道两侧不同高度和不同水平距离的排水管降压效果；根据不同排水管位置下总水头和孔隙水压的变化规律，确定渠道排水降压的最佳位置。研究表明：渠底排水降压效果最佳位置是到渠道两侧水平距离0.1~0.125 m；排水管到渠道两侧边坡和渠底的距离越小，渠道两侧排水降压效果越好。另外对不同水流挟沙能力渠段的排水管位置进行研究，为不同渠段合理布置排水管，保证渠道排水降压效果最大化和渠道防扬压破坏提供依据。

光纤光栅传感器具有抗电磁干扰、无需供电、耐腐蚀、灵敏度高等特点，已广泛应用于土木水利工程领域。引水隧洞作为水利行业一种常见的建筑结构，受隧洞本身结构、工程及环境等特点影响，其部分特殊洞段结构存在安全隐患，需对其进行长期有效的稳定性监测。以甘肃省引洮供水一期工程7号隧洞为例，介绍光纤传感技术在引水隧洞结构安全监测中的应用情况，传感器分别采用不同的封装结构对隧洞的应力、位移、温度和沉降状况进行了有效监测，并通过实测数据验证了光纤传感技术在隧洞中应用的可靠性。