根据枞阳枢纽仿自然鱼道的工程特点以及过鱼需要，建立了连续弯道布置下鱼道池室三维概化紊流数学模型，提出了仿自然鱼道水流条件优化思路，通过5种方案的逐步改进，对池室内水流条件进行优化研究，得到了满足要求的鱼道池室结构布置参数。研究结果表明，受各因素综合影响，仿自然鱼道池室流态极其复杂，通过增大竖缝偏心距，延长主流绕流路径，减小竖缝宽度，增大局部阻力，缩短池长，增大阻力等措施可降低鱼道池室流速，同时应控制主流弯曲度，避免上下池室竖缝中心线偏离过大，引起流态紊乱。推荐鱼道布置型式下，沿程隔墙竖缝区域最大流速基本能够控制在0.7~0.9 m/s，池室内主流明确，流态良好，基本满足鱼类上溯需求，相关研究方法能够为类似工程提供参考。

实施河（湖）长制后，云南省的岸线边界、保护范围等尚未划定，给湖泊岸线空间管控带来诸多困难。以杞麓湖为例，采用小波函数和Gini系数分析湖泊水位变化的周期性、均衡性特征，以水位保证率法、兴利及洪水调节确定生态水位、临水边界及外缘边界线。①杞麓湖水位具有10、15和25 a的振荡周期，以25 a为第一主周期，呈不显著的上升趋势，存在1969、2009年两处突变点，以2009年最突出。Gini系数和降水盈亏指标揭示的水位变化特点，与小波分析结果一致。②最小生态水位为1 793.72~1 794.90 m，在5、6月最低，12月最高；适宜生态水位1 794.35~1 795.39 m，最佳生态水位1 795.22~1 796.21 m。③综合湖泊水生态修复、流域水资源配置规划及供水安全保障等因素，确定临水边界线为 1 793.92 m；综合湖泊水生态修复的最佳生态水位、兴利防洪等因素，湖岸的外缘边界线为1 796.62 m，表明湖泊保护条例规定的运行水位能够适应岸线划定管控要求。④基于GF-3号卫星遥感影像，经空间叠加分析划定岸线空间为保护区，从责任传导、治理困难、支撑手段、社会参与等方面分析湖岸线管理存在的问题，制定湖岸线管控基本规则和要求。

为了研究青稞纤维对生态混凝土力学性能的提升，采用NaOH、NaOH+ H₂O₂、冰醋酸+NaClO₂等处理方法对青稞纤维进行表面改性处理，通过正交试验寻求最佳改性方式，同时借助XRD、FTIR、SEM等测试手段，从不同角度对不同处理的青稞纤维进行表征；将改性前后的青稞纤维掺入生态混凝土中，分别测试其抗压、劈裂抗拉和抗折强度，分析改性效果和对生态混凝土力学性能的影响规律。结果表明，采用6%NaOH+10% H₂O₂溶液在40~50 ℃环境下对青稞秸秆纤维预处理，表面改性效果优良；纤维的掺入减小了生态混凝土内部的孔隙含量，混凝土的立方体抗压强度有所降低，而抗拉、抗弯能力大大增强；相较于未改性纤维混凝土，改性纤维混凝土的28 d抗压、抗折、劈裂抗拉强度分别提高了4.3%、16.5%、20.3%，纤维素得到有效提纯，大大提高了生态混凝土结构的整体性和韧性。

市政污水处理厂出水是自然水体的重要污染来源，处理后的生活污水排入水体，对受纳水体水质产生重要的影响。为实现对太湖总氮浓度的准确预测，收集并分析了太湖水体水质监测数据和太湖流域212个污水处理厂的实时运行监测数据，采用皮尔逊相关系数（Pearson correlation coefficient）分析了太湖水体总氮浓度与市政污水处理厂相关运行指标的相关性，结合相关性较高的前五项指标与太湖水质监测数据，利用临近算法（KNN），决策树以及AdaBoost三种机器学习模型对太湖水体总氮浓度月平均值进行了预测。其中AdaBoost的精度更高、准确性更好，拟合优度为0.84，平均绝对误差在14.08%以内。模型特征重要性分析表明，太湖硝态氮，氨氮和总磷等指标对总氮浓度预测有重要的影响。

为解决水质处理提升工程中生物砾石滤床技术在应用过程中关于滤床规模参数的确定以及不同规模、不同边界条件的滤床对不同区域条件、不同污染程度河道的污染处理效果模拟预测等问题，以汉中某水系为例，基于QUAL2k水质模型，结合室内小型概化实验监测成果，模拟研究不同工况下砾石滤床对河道水质净化效果。结果表明，夏季200 m长的滤床对NH₄ ⁺-N、PO₄ ^3--P、COD的去除率最高分别为51.5%、54.3%、54.1%，可将控制断面PO₄ ^3--P、COD提升至《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）Ⅲ类水标准，将NH₄ ⁺-N提升至Ⅳ类水标准；冬季400 m的滤床对NH₄ ⁺-N、PO₄ ^3--P、COD的去除率最高分别为68.6%、57.5%、51.1%，实现COD达到Ⅲ类水、PO₄ ^3--P接近Ⅳ类水的水质目标。

微生物主导的反硝化过程，是淹水底泥农业面源氮素消纳损失的主要途径。目前关于淹水条件下各环境因子对反硝化过程的影响已有较丰富的研究，而对于水土界面普遍存在的周丛生物影响下反硝化规律尚不明确。通过淹水底泥培养实验，测定氮素反硝化速率、上覆水-周丛生物-底泥系统中影响反硝化参数共17个指标，运用PLSR模型探究各因子对底泥反硝化消纳面源氮潜力的影响，找出主控因子并避免因子间共线性问题。结果表明，上覆水中的pH、NH₄ ⁺-N、NO₃ ^--N、DOC和周丛生物中叶绿素含量（CHI）是底泥反硝化过程的主要影响因素，影响程度为上覆水>周丛生物>底泥。重视对水土界面周丛生物的研究可深入探究氮素反硝化损失的过程机制，并可为面源污染控制提供理论基础。

鸭栏码头受岸线规划限制，选址在界牌河段儒溪边滩和上边滩之间的窜沟内，并伴有港池和进港航道的疏浚作业，是一种特殊的边滩嵌入式码头，且下游紧邻丁坝整治建筑物，工程河段河床演变及航道条件复杂。为研究工程对河段航道条件的影响，通过开展界牌河段物理模型试验，分析了工程实施前后水位、流速、汊道分流比和河床冲淤的变化，结果表明：工程建设对长江主航道通航水流条件影响较小，但码头桩群和进港航道疏浚的联合作用，导致上边滩滩头左缘有所冲刷，丁坝护滩功能受到一定影响，需要实施补偿工程来消减该不利影响。

由于监测点数量有限、污染源数据不足，传统数学模型模拟的水质结果精度不高。研究以近年来水华现象频发的三峡香溪河为研究区，提出利用水质遥感结果作为环境流体动力学模型（EFDC）的初始条件，开展水质模拟的方法。遥感反演时选用多元线性回归模型，叶绿素a（Chl-a）、总氮（TN）和总磷（TP）的模拟值与实测值的相关系数分别达到0.983、0.848和0.736。结果表明，提出的遥感结合数学模型的技术能够改善模型模拟的效果。与仅使用有限的监测数据相比，该技术将Chl-a的模拟平均误差从3.96%降低到3.84%，TN的平均误差从44.57%降低到39.27%，TP的平均误差从22.17%降低到到19.44%。研究表明，水质遥感与EFDC模型的耦合技术对于缺乏观测数据的河流的水质模拟具有较高的实用价值。

针对侧向进水倒虹吸进水池受进流及边界条件影响，进水池水流条件复杂，容易产生吸气旋涡，影响运行安全问题，基于云南滇中输水工程大理Ⅱ段甸头倒虹吸侧向进水池为研究背景，综合考虑重力相似和旋涡相似，采用几何比尺为1?20的物理模型，研究了倒虹吸侧向进水进水池的水流流态及旋涡特性参数。研究表明：通过调整进水池右侧边墙体型、延长导流墩、加消涡板、增设梯形竖梁的综合消涡措施，可以有效消除进水池倒虹吸进口前的回流及旋涡，达到改善倒虹吸进口水流流态及消除进口前吸气旋涡的现象，提出的组合消涡措施，可以稳定侧向来流，破坏立轴旋涡产生的条件，解决了侧向进水口的不良水流流态，对于类似的工程有借鉴和参考作用。

挡潮闸下易形成大范围淤积，其冲淤效果直接影响工程效益的发挥。双层挡潮闸作为一种新型闸门形式已在浙江多个工程中应用，但尚未系统研究其冲淤效果。结合某大型泵站出口挡潮闸工程，建立1∶25冲淤物理模型，并以冲淤效果和冲淤效率为指标，对闸门不同运行方式的水力冲淤特性进行研究。研究表明：挡潮闸下的口门淤积1~2 m范围内，可通过运行一台泵站机组（20 m³/s）开启上层闸门进行水力冲淤解决，不同工况的闸下有效冲淤时间均较短，冲沟稳定时间一般在15 min以内。闸下水位越低越有利于冲淤，开启一孔闸门运行，水流较为集中，在10 min内可将闸下护坦冲开；开启二孔闸门运行，出闸单宽流量降低50%，在初期可有效冲淤，且效率较高，但不能将护坦全部冲开，冲淤效果不能完全满足。当闸下淤积较高，冲沙效率相对较高。双层挡潮闸具有较好地冲淤效率及效果，相关成果可供设计及运行管理参考。

为探究中国北方地区水资源开发利用与社会经济及生态环境可持续发展之间的耦合程度、协调发展水平及其主要制约因素，构建了“水资源-社会经济-生态环境”耦合协调评价模型，从片区（东北、华北、西北）、行政单元（省、直辖市）的尺度上量化分析了2005-2019年水资源、社会经济和生态环境等各子系统及其耦合系统的发展状态。研究结果表明：近15年来，北方地区水资源、社会经济与生态环境各子系统发展水平均不断提高，社会经济子系统发展最快，而水资源子系统则发展缓慢；水资源、社会经济和生态环境子系统的耦合度始终处于优质耦合水平，表明水资源、社会经济和生态环境的发展之间存在显著的影响；“水资源-社会经济-生态环境”整体系统的耦合协调发展水平持续提高，但仍处于协调发展的初级阶段，表明水资源、社会经济和生态环境三个系统的协同发展作用不断加强，但尚存在不平衡、不和谐的因素。相对而言，华北地区通过加强区域水资源管理，优化水资源利用效率和用水结构，弥补了水资源自然禀赋不足问题，区域耦合协调程度在北方三个片区中处于最好水平，而东北和西北地区的耦合协调程度相对略差，需进一步改善水资源利用结构和提高水资源利用效率。

由于单一干旱指数评价干旱存在局限性，故构建新型综合干旱指数 P C A_{\mathrm{p}\mathrm{r}\mathrm{s}}为沁河流域的干旱监测及防御提供理论支持。基于SWAT模型模拟的沁河流域的水文气象要素，计算沁河流域的3种干旱指数：标准化降水蒸散发指数（（Standardized Precipitation Evapotranspiration Index，SPEI））、标准化径流指数（Standardized Precipitation Index， SPI）、标准化土壤湿度指数（Standardized Soil Moisture Index， SSI），将3种干旱指数通过主成分分析方法（Principal Component Analysis， PCA）结合，构建沁河流域短\中\长期综合干旱指数；结果表明：①构建的综合干旱指数反映的干旱监测结果与实际干旱事件一致 ，且相比单一干旱指数，综合干旱指数综合了降水、蒸散发、土壤湿度及径流等多种因素，对沁河流域旱情的描述更加符合实际；对沁河流域干旱评价更加全面；②不同时间尺度的综合干旱指数对识别不同历时的干旱事件更具针对性；③短\中期综合干旱指数可用于监测研究区旱情的相对实时变化；而长期综合干旱指数更适合描述长期的干旱发展趋势。说明该综合指数可用于沁河流域的干旱监测，为该区域的抗旱研究提供新的参考。

以铁山港地区为例，在函数优度评价方法的基础上，分别选择皮尔逊III型和广义Pareto分布为雨量以及相应潮位的边缘分布模型，并结合图形评价法，选择GH Copula函数构建暴雨和潮位的联合分布，考虑雨潮组合设计重现期，并引入二次重现期的概念，通过对比传统重现期和二次重现期在不同雨潮组合下的差异，得到二次重现期相对于传统重现期定义的雨、潮危险事件范围更广、更安全，并分析不同暴雨潮位组合下的同现风险率、条件风险率，为铁山港防洪治理规划提供科学依据。

水资源是绿洲社会经济发展的命脉，在水资源匮乏地区，水资源利用效率是区域水资源承载力提高的关键。基于2005-2018年疏勒河流域水资源利用数据，运用对数平均迪氏分解法（Logarithnic Mean Divsia Index， LMDI）将影响流域用水量的因素分解为经济效应、人口效应、定额效应和产业结构效应，分析不同因素对用水量变化的影响；引入脱钩弹性指标，进一步分析累计效应最大的经济效应与用水量间的相对关系。结果表明：①在疏勒河流域，经济效应和人口效应对水资源利用变化起到拉动效应；产业结构效应和定额效应为抑制效应。②流域水资源利用综合效应整体为负向效应，以2010年为时间节点可分为两个阶段，第一阶段流域水资源利用综合效应呈上升趋势；第二阶段水资源利用综合效应表现为波动下降趋势。③流域水资源利用量与经济增长脱钩状态经历了强脱钩-强负脱钩-衰退脱钩的过程，不同产业脱钩状态存在差异，其中第一产业脱钩状态最好。

水价是用水需求管理的重要工具，现阶段我国居民用水量存在巨大节水潜力，而居民收入对用水需求同样存在一定影响，因此在不同城市条件下，如何有效利用水价引导居民合理用水是节水工作亟需解决的难题之一。通过构建VAR模型运用脉冲响应函数和方差分解，在全国范围内选取8座典型城市，根据水资源丰富度、人均可支配收入以及现阶段水价水平，两两分组进行水价、收入对居民用水需求的影响及其动态关系的实证分析与探讨。结果表明，高水价能够对用水需求形成有效抑制，但抑制效应将随时间推移而降低，而长期较低的水价不能有效反映水资源紧缺情况，难以使居民准确了解水资源紧缺程度，进而无法对居民用水需求产生有效的抑制作用；缺水城市水价对居民用水需求影响平均贡献度集中于12.14%~26.41%，普遍高于水资源量较为充沛城市的2.72%~10.10%；各典型城市水价对居民用水需求的影响普遍高于收入，而收入的增长对用水需求的拉动效应并不明显，相反，较高收入能够对用水需求产生一定的抑制作用。针对不同城市应因地制宜地进行水价调整，充分发挥水价对水资源稀缺程度的反馈作用，明确水价调整周期或制定水价调整启动条件，向居民及时有效的传递节水信号，进而对居民用水量进行合理调控，严格控制城市居民用水总量的不合理增长。

SWMM低影响开发模块可模拟暴雨情景下LID设施的水文效应，已在我国城市雨洪管理中得到广泛应用。研究以深圳市宝安区新桥河流域为例，选用Morris法、Sobol法和EFAST法分析了SWMM模型输出变量中的蒸发量、雨水下渗、地表径流量和峰值流量对4种LID设施（植被草沟、绿色屋顶、生物滞留池和透水铺装）模型参数的全局敏感性响应，并对比了3种方法的分析结果。研究表明：生物滞留池导水率对蒸发量、雨水下渗和地表径流量影响最显著，生物滞留池植物覆盖率和导水率对峰值流量影响最显著。Morris法、Sobol法和EFAST法计算的参数敏感性有较高的一致性。通过3种方法的对比分析，可有效地提高LID设施参数的敏感性分析的可靠性和准确性，从而为海绵城市优化设计提供技术支撑。

以晋中地区1958-2020年各雨量站逐月降水资料，结合历史文献洪涝记载，采用线性回归、Z指数和小波分析等方法，分析了洪涝发生的规律、频率以及洪涝链。研究表明：晋中地区在近2382年间洪涝灾年、大洪涝灾年、特大洪涝灾年出现频率分别为13.6%、2.7%、0.9%，且洪涝灾年出现频率在加快，洪涝链现象十分显著。1958-2020年降水呈下降趋势，夏季降幅最大，整体呈U字形排布，1960年代降水最多；连涝频率春夏17.5%、夏秋25.4%、春夏秋4.8%，降水主周期年际26 a、春季24 a、夏季4 a、秋季8 a；暴雨主要发生在7、8月，暴雨频率最高为榆社，年均0.89次，喇叭口地形区暴雨频率明显提高，最后，从晋中地区下垫面特征、地形地貌、暴雨特征、大气环流、太平洋温度异常、地日关系等分析了暴雨洪水的成因，为区域防灾减灾和水资源利用提供参考依据。

以洪水为例的极端事件给社会带来了严重的生态影响和巨大的经济损失，但是这些极端事件的影响机制并未完全掌握，以长江流域为研究区域，选取了长江流域224个水文站的流量数据，以及247个气象站所测的气象数据和蒸发数据。以降水和土壤蓄水量作为洪水驱动力进行分析洪水发生的主导机制。结果表明：极端降雨事件和极端洪水事件主要发生在5月到8月，并且不同流域的极端事件发生时间与纬度有关。对于极端洪水的影响机制，不同区域存在不同的主导因子，并且主导因子与流域面积之间有一定的相关性。

洪涝灾害是我国最常见的自然灾害之一，国内有关于区域洪涝灾害风险性评价的研究已成为灾害学和区域规划领域的热点议题。面向湖北省荆州市2020年7月遭受的洪涝灾害，采用随机森林模型完成荆州市洪涝影响因子贡献率测度与灾害风险评价体系构建，再结合XGBoost模型进行区域洪涝风险评估及区划。结果表明：①对荆州市洪涝灾害风险贡献率最突出的3项指标为主要河流水系缓冲区、蓄洪区和夜间灯光亮度；极端日降雨量、土壤湿度、土壤质地、耕地面积占比、近5年暴雨天数也在洪涝灾害风险评估中贡献较大。②在精简掉贡献率较低的土地利用类型、坡向、植被覆盖度和距主要道路距离和这4个指标后，随机森林模型性能和预测准确率达到最高。③荆州市洪涝灾害高风险区面积占比为15.30%，其范围沿洪湖、长江干流及其下属支流分布十分显著，因而荆州市对于长江水位线的检测和其防洪堤规划十分重要；荆州最易受到洪涝灾害威胁的是洪湖市、监利市东部、公安县和石首市，相关管理人员应及时做好防灾减灾应对措施。

采用离散方法求解圣维南方程组的简化形式来推求下游断面未来洪水过程是目前洪水演算中最为常见的水力学方法。但这种方法存在的数值不稳定、计算速度慢等问题，也是目前宏观方法描述流体运动的一个挑战。Lattice Boltzmann方法以粒子速度分布函数为研究对象，在求解非线性偏微分方程组时，将非线性偏微分方程组转化为Lattice Boltzmann演进方程，从而变为简单的线性方程，使得计算效率得到大大提高。研究选用线性扩散波方程来描述河道洪水波运动，采用对空间坐标不进行多尺度处理，而对时间坐标引入五个时间尺度的多尺度展开方式，建立了线性扩散波方程的Lattice Boltzmann方法D1Q5速度模型，进而推求下断面洪水过程。文中分别采用Muskingum法、解析解法和Lattice Boltzmann方法的D1Q5速度模型对长江上游龙街—乔家河段、湖南资水柘溪水电站下游江南—夫溪河段进行洪水演算，3种方法的洪峰相对误差、峰现时间、确定性系数模拟的结果相似，从而验证了Lattice Boltzmann方法的准确性。同时分析了时间步长、空间步长和弛豫时间的选取对计算精度的影响。结果表明：Lattice Boltzmann方法可以很好的预测洪水过程，且计算效率较宏观方法得到大大提高，空间步长的取值比时间步长的取值对精度的影响大，在进行洪水演算时，应结合上下游断面长度，选取合适的空间步长，弛豫时间 \tau的取值不宜过大，建议在［1.5，3］范围内为宜。

河南是我国重要的粮食生产基地，但干旱频发，对社会经济发展产生巨大阻碍。土壤湿度作为反映干旱灾害发生的重要指标，开展土壤湿度动态变化及其与气象因子关系研究，可为科学认识干旱发生发展规律及制定调控措施提供依据。基于MODIS增强型植被指数EVI和校正后的陆地表面温度LST数据构建双抛物线型EVI-LST特征空间，根据该特征空间计算温度植被干旱指数TVDI，分析河南省2000-2019年土壤湿度的时空变化特征及其对气温降水的响应，结果表明：①TVDI与同期0~10 cm土壤相对湿度呈显著负相关（P<0.05），可以有效反映河南省土壤湿度情况，适用于该地区土壤湿度监测。②20年间河南省主要土壤湿度类型由湿润变为正常，转折点为2012年，干旱每年均有发生，三门峡、洛阳至平顶山的峡谷地区干旱发生频率最高。③土壤湿度分布有明显的空间分异性，呈现豫东平原、豫南山区和豫西伏牛山脉较湿润，豫中、豫北山区和豫西浅山丘陵区较干旱的分布特征。研究时段内干旱发生区域向东南扩张，土壤湿度整体呈缓慢变干趋势，湿润趋势和干旱趋势面积占比分别为29.71%和60.27%。④气象因子中降水增加引起土壤湿度升高，而气温增加则导致土壤湿度下降，二者中气温对土壤湿度的影响程度更大。

水权市场是促进水资源优化配置的重要手段，水权市场运行效果评价对指导水权市场建设和运行具有重要意义。从公平、效率和可持续三方面构建水权市场运行效果评价指标体系，采用改进的TF-IDF算法确定指标权重，基于问卷调查和统计数据，对石羊河流域一个以地表水为主的灌区和一个井灌区的水权市场运行效果进行评价。两个灌区的水权市场运行效果评价为中等，其中“可持续性”指标得分最高，“公平”指标得分最低。井灌区水权市场的运行效果高于以地表水为主的灌区，灌区水权市场运行效果的差异来自水权交易层次、水权监控方式、灌溉水源可靠性、灌溉组织方式等，以地表水为主的灌区的水权市场运行效果在2008-2012年间呈下降趋势，水权交易政策对水权市场运行效果具有重要影响。建议根据水权市场的时空差异采取适宜的水权政策。改进的TF-IDF算法可通过量化分析官员和学者的观点来确定指标权重，为指标权重计算提供新的思路。

为促进非常规水利用，缓解农业用水压力，探究生物炭对咸水灌溉不利作用的缓解效果。通过避雨棚桶栽玉米试验，设置0%、2%、5%三种生物炭施加量梯度和淡水、4、5、6 g/L 四种灌溉水矿化度，测定不同处理各生育期土壤电导率EC、主要盐分离子（Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺、Cl^-）含量以及土壤粒径分布情况，系统研究了生物炭和咸水灌溉及其耦合作用对土壤盐分含量及团聚体结构的影响。结果表明：①咸水灌溉会导致土壤盐分累积，施加生物炭可有效降低土壤EC值，其中2%生物炭处理效果最佳；②咸水灌溉下土壤主要盐分离子在玉米全生育期的变化规律基本一致，施加生物炭可以降低土壤主要盐分离子含量，但当灌溉水矿化度较高（6 g/L）时，生物炭不能够发挥有效缓解作用；③咸水灌溉会破坏土壤团粒结构，灌溉水矿化度越大，影响程度越大；施用生物炭可以增加土壤水稳性团聚体数量，缓解咸水灌溉对土壤团粒结构的破坏，其中5%生物炭施加量的改良作用最佳。总的来说，4 g/L咸水灌溉下施加2%、5%生物炭能有效改善土壤环境，可为咸水资源的开发利用提供参考。

为了提高农业干旱预警能力和水平，以白鹤灌区为研究区域，利用气象干旱指标SPI（Standardized Precipitation Index）和农业干旱指标SSI（Standardized Storage Index），分析了白鹤灌区1990-2016年两种干旱在烈度和历时之间的响应关系，结果表明：①农业干旱的发生、历时、烈度除了与气象干旱的烈度、历时有关外，还与灌区作物用水过程具有关系。②1个月时间尺度的农业干旱的历时和烈度都对3个月的气象干旱的历时和烈度响应关系最好。③对比5种不同的响应关系，结合1个月时间尺度农业干旱对气象干旱的响应关系，1个月时间尺度的农业干旱对3个月的气象干旱的响应模型都以指数模型最好。干旱烈度和历时响应关系分别为：y=2.211 5 e^{0.101 7} x、y=2.790 5 e^{0.078 2} x。

为明确灌溉制度和品种对冬小麦产量性状和水分利用效率的影响，于2020—2021年选取4个品种为试验材料（衡4399、衡4444、衡麦28和石麦22），在田间设置5个水分处理（不灌水对照处理-CK，1水-W1，2水-W2，3水-W3，4水-W4），每次灌水定额为75 mm，研究了冬小麦的穗部性状、生物量、产量及构成要素和水分利用效率。研究结果表明：冬小麦穗长随灌溉次数增加而增加，结实小穗数在W3处理最大，不孕小穗数在W2处理最小；茎的生物量所占总生物量的比例随灌溉次数的增加而降低，叶和穗则随之增加，衡4444、衡麦28和石麦22的生物量显著高于衡4399；冬小麦的单位面积穗数随灌溉次数的增加而增加，受灌溉制度影响显著，穗粒数在W3处理达到虽大，衡4444、衡麦28和石麦22的千粒重在W3处理最大，衡4399在W4处理达到最大；W1、W2、W3和W4处理较CK处理籽粒产量增加68.15%、98.68%、120.76%和136.85%，衡麦28较衡4399、衡4444和石麦22籽粒产量增加12.53%、6.33%和6.55%；衡4399在W3处理达到最大水分利用效率为2.39 kg/m³，衡麦28、衡4444和石麦22均在W2 处理达到最大2.49、2.48和2.43 kg/m³。综上，衡麦28搭配W2灌水处理可获得较高的籽粒产量和水分利用效率。

以2种典型滨海盐渍土（粉砂壤土、砂壤土）为研究对象，施用不同粒径（1~2 mm、<1 mm）和不同量生物炭（0、2.5%、5%），再进行番茄盆栽试验，测定土壤物化特性及番茄产质量，以了解生物炭改良滨海盐渍土的作用及效果。结果表明：①除砂壤土中2.5%添加量处理外，生物炭显著降低土壤容重，优化三相比，降低电导率、钠吸附比，提升土壤养分含量（有机碳、有效氮、速效磷和速效钾含量），且生物炭5%添加量处理土壤物化性质普遍优于2.5%添加量处理。1~2 mm粒径生物炭降低容重、电导率效果更佳，<1 mm粒径生物炭提升部分养分含量效果更佳。②番茄产量在粉砂壤土中5%施加量1~2 mm粒径生物炭处理最佳，较对照提升20.6%。番茄产量在砂壤土中5%施加量<1 mm粒径生物炭处理最佳，较对照提升19.8%。番茄可溶性固形物、可溶性糖、维生素C和可滴定酸质量浓度随生物炭的施加提升，与生物炭粒径相关性不明显。

大型立式潜水泵的结构特点与常规立式泵存在显著差异，在南水北调工程及国内多个大型泵站的建设中，研制了一系列优秀的轴、混流泵水力模型，暂无针对立式潜水泵开发的水力模型。以国内某大型立式潜水混流泵站为例，利用现有水力模型进行泵段特性相似换算，并利用CFD技术匹配满足结构要求的导叶进行装置模型试验验证。结果表明，利用常规水力模型对立式潜水泵进行选型流量偏小约5.8%，装置效率低约2.66%；CFD计算与装置模型试验结果进行了比较，预测的流量扬程效率变化趋势是准确的，计算未考虑叶轮叶顶间隙和表面粗糙度的影响，流量较装置模型试验大约2个叶片角度，最高效率高约3.5%；同时为潜水泵的大型化发展，提出了标准化立式潜水泵泵段模型试验设想。本文的研究思路为今后大型立式潜水泵选型设计和水力模型开发提供了参考。

为进一步优化泵站多机组联合运行方式、降低泵站能耗，建立了以泵站日耗电量最小为优化目标的调度模型。以遗传算法为模型求解算法，针对遗传算法存在的局部收敛问题，从改进算法适应度函数的角度，设计了基于遗传个体顺序的非线性适应度函数。通过在泵站的实际应用，对比发现：改进适应度遗传算法（FFGA）在算法稳定性上明显优于传统遗传算法（SGA）；且FFGA法得出的泵站优化调度方案的日耗电量比SGA法和经验制定的调度方案的日耗电量分别低1.77%和8.07%，具有一定工程实践意义。

韶关地区水电资源丰富，多以分布式小型水电的形式为山区供电，供电区域网架较薄弱。当主供线路故障时，常采取解列小水电机组方式，造成水电资源浪费，同时降低山区居民供电质量。为提高小水电站运行效率，保障山区居民供电可靠性，提出一种考虑并离网模式切换的小水电微网调频策略。采用傅里叶算法分析信号流，精准获得机组频率，通过频率判据实现并离网状态识别，及时调整水电机组工作模式。利用离散PID控制算法提高离网运行时机组输出频率的稳定性。以乳源10 kV东下山支线开展试运行研究，验证了所提策略对小水电微网调频控制的有效性，对多水电山区电网具有较好的应用与推广价值。

基于2020年度河南省移民后期扶持监测评估工作中对6个移民村324名样本农户的问卷调查，通过OLS及分位数回归，分析产业发展、社会适应性融合对农村搬迁移民就业的影响机理，其结果表明，发展生态旅游产业、电子商务产业、供应链产业、推进宜居美丽家园建设等对农村搬迁移民就业质量提升具有显著正向作用，而移民返农生产、后期扶持政策保障及就业技能培训等对搬迁移民就业质量提升效果不显著。建议鼓励搬迁移民安置地发展非农就业产业、加快移民美丽家园建设，改善移民生活水平，实现移民安置区与库区高质量社会适应融合。

20世纪80年代以来我国大中型抽水蓄能电站选用的国外计算机监控系统面临着设备老化、系统功能不足、备品备件及售后服务质量差等现状。简述了国内抽水蓄能电站计算机监控系统技术进展状况，分析研究了国外抽蓄电站计算机监控系统国产化改造方案。文中首先分析了常规水电站计算机监控系统升级改造的三种常见方法，并进一步分析了我国抽水蓄能电站计算机监控系统升级改造的典型案例，总结提炼出可行的两种改造方式：增设中间转换设备、不增设中间转换设备。文中分析了张河湾抽水蓄能电站、广蓄B厂抽水蓄能电站、广蓄A厂抽水蓄能电站监控系统采用增设中间转换设备升级改造应用案例的特点，分析了河南宝泉、湖北白莲河、广东惠州等抽水蓄能电站的监控系统采用工控机作为LCU主机以非标准通信协议的升级改造中遇到的难题，结合河南宝泉抽水蓄能电站监控系统国产化升级改造项目研究，重点研究分析了采用不增加中间转换设备实现非公开协议电站监控系统升级改造方案的实现。

为了明确高性能混凝土中复合胶凝体系的水化特性，推广高性能混凝土在水利工程建设中的应用，以水泥-矿渣-粉煤灰复合胶凝材料为研究对象，设置梯度结构低水胶比为0.2、0.25和0.3，采用胶砂强度测试、化学结合水量法以及扫描电子显微镜观测，分别研究了低水胶比对高性能混凝土胶凝体系力学性能、水化程度和微观形貌的影响规律。结果表明：水胶比的增加使体系力学性能呈线性下降，但粉煤灰矿渣复掺量为40%~50%时，能显著缓解水胶比增加带来的力学损失；粉煤灰矿渣复掺加大了复合体系后期的水化程度增长率，且在水胶比较高的体系中火山灰反应表现的水化正效应更显著；当水胶比为0.2和0.25时，化学结合水量与强度增长速率相近，而水胶比为0.3时，水化早期结合水量增长速率大于强度，而后期强度增长速率高于结合水量；降低水胶比会改变硬化浆体微观形貌，水胶比为0.2时，C-S-H形貌呈球状挤压在一起；水胶比为0.25时C-S-H呈层状结构层层堆叠；水胶比为0.3时C-S-H呈网格纤维状。

为研究抽水蓄能电站厂房板梁柱体系的抗振性能，结合某实际工程建立了三维有限元模型，对板梁、厚板和厚板+边梁三种楼板结构的自振特性和流道脉动压力作用下的动力响应开展了研究。研究发现，在厂房四周边界条件相同的情况下，三种楼板结构型式和楼板厚度、立柱截面尺寸的小幅调整对他们的自振特性影响有限；但从减小楼板强迫振动响应峰值的角度分析，当蜗壳流道内激振频率分别在35~45、50~60、65~75 Hz时，相对较优的结构型式分别为厚板+边梁、板梁、纯厚板，且增加板厚可以减小振动响应。另外，当厂房内激振频率与立柱自振频率相近时，增加立柱截面尺寸对降低立柱振动响应具有较明显的效果。考虑到抽水蓄能电站厂房内振源复杂，建议以转轮叶片数频率及其两倍频率为主要目标，通过动力有限元方法开展抽水蓄能电站厂房结构的抗振优化设计。

在回顾前人研究的基础上，为科学合理地量化利益分享数额这项核心要素，构建水电开发利益共享模型，并进行案例分析。结果表明，依据利益相关者理论，可采用净现值法建立利益分享模型，此模型中移民等主要利益相关者以水电项目净现金流量的累计折现值与其投入占比的乘积作为分享额，其影响因素分为确定性与不确定性两类，后者能运用蒙特卡罗模拟方法加以预测，进而计算出利益分享额，溪洛渡水电站的案例证明了该模型的可行性和合理性。基于模型结果，可通过建立移民共享发展基金且兼顾其他相关方利益，推动实现电站收益稳健、库区繁荣稳定、移民增收共富的互利共赢新格局。

为了探究不同喉部高度对簸箕形进水流道水力性能的影响，建立进水前池、进水闸室和簸箕形进水流道的进水结构模型和湍流数学模型，基于雷诺平均N-S方程，选择标准k-ε模型，采用SIMPLE算法，对喉部高度为0.7~0.9倍叶轮直径下的簸箕形进水流道水力性能进行了数值模拟，分析不同喉部高度下，簸箕形进水流道的流速分布、流道水力损失和流道出口流速分布均匀度和速度加权平均角度。研究结果表明：喉部高度过高的流道水流进入簸箕形吸水室后流速较低，分布不均匀，流道出口流速分布均匀度随流量变化较大，流道水力损失较大；喉部高度过低的流道水流进入簸箕形吸水室后流速较高，分布较均匀，流道出口流速分布均匀度与流量大小无关，流道水力损失大；经对不同喉部高度的流道水力性能分析，喉部高度最优方案为0.8倍的叶轮直径，该方案的流道水力损失最小、出口流速分布均匀度和速度加权平均角度分别为96.2%和88°，接近目标函数理想值。

现有土石坝测压管水位统计模型关于滞后时间的选取比较粗糙，不能合理反映库水位和降雨的累积滞后效应。首先引入滞后效应函数来反映库水位及降雨连续变化对渗流的影响；然后通过粒子群算法优化辨识了库水位和降雨的滞后天数和影响天数；最后建立了考虑滞后效应的土石坝测压管水位统计模型，并结合王甫洲水利工程复合土工膜围堤土石坝近20年的渗流监测资料，展示了新模型的效果。结果表明：相比于传统模型，当测压管水位波动较大时，引入滞后效应函数的统计模型拟合效果更好；GY5断面库水位影响滞后天数随着测压管离迎水面距离增大而增大；将测压管 GY5-2监测数据分成6个时间段计算发现其库水位影响滞后天数基本稳定在16 d，说明GY5断面的复合土工膜工作性态保持良好。

农村供水管网数据组网具有距离远、监测点数量多、野外设备运行条件恶劣等特点，采样传统组网方式难以兼顾经济性、可靠性、实施难度等多方面要求。采用自组织无线通信方式是一种经济、高效的选择，尤其是在农村山区、牧区、高寒区等。然而，现有的通用自组织网络及配套设备有很多限制，难以支持太阳能和电池组合供电、依托周边电源等导致现场安装实施困难，且对设备要求较高难以支持低端芯片从而导致成本较高，传统的无线传感器网络还需要购买基站接力设备。针对农村供水管网数据组网需求，基于中心链路规划法，提出了一种专有自组网无线通信协议，分别从数据包定义、消息转发机制、节点关系获取方法、中心路由统一管理策略等方面开展分析。基于此协议的硬件设备比传统做法降低功耗支持低端芯片和小型太阳能板供电，使得现场快速安装不依赖周边电源成为可能，同时，此协议不需要中间基站就可以实现稳定、高效的数据组网和传输。

为了更好地拟合离心泵空化试验数据，搭建了卧式离心泵闭式空化试验台，采集了空化试验数据。首先对空化实验数据进行常规的3次、4次、5次、6次多项式拟合，其中5次多项式拟合方法对于空化试验数据的拟合效果较好，但随着拟合次数的增加，空化曲线的震荡现象越发严重。其次采用PSO和WVPSO算法分别对空化试验数据进行分段多项式拟合，通过对比两种算法的拟合结果，发现WVPSO算法对于数据的拟合效果更好，其能够消除多项式拟合后空化曲线的震荡现象，使得空化曲线更加光滑。

滇中引水二期工程中有压流段占比约为69.7%，为十分典型的复杂管-渠结合系统。如何对其进行自动化调控对于确保滇中引水整体工程发挥作用具有极其重要的意义。以伍庄村分水口衔接段作为研究对象，采用普莱斯曼窄缝法和有限差分法开发管-渠结合系统的一维非恒定流数值仿真平台，通过分析研究段在不利工况下的水力响应过程，优化当地流量控制器的基本控制参数配置。结果表明，管道压力阀门的控制方案对系统非恒定流水力响应影响较大，且表现出高度的非线性和耦合性。阀门控制间隔越短、阀门启闭速度越快，系统对不利工况的响应就越及时，综合控制性能越好，而阀门死区对控制效果的影响较为有限。经方案比选，建议选取死区为5 cm、最大启闭速度为0.5 m/min的压力阀门，相应阀门控制频率设置为10 min/次。研究成果及方法可为滇中引水二期工程其他干线衔接段或类似管-渠结合系统的水力控制提供参考。

为探索固液两相离心泵在旋转失速工况下的非定常流动特性，采用Mixture多相流模型对固液两相流离心泵模型在旋转失速工况0.25 Q_d~0.4 Q_d进行三维数值模拟，得出离心泵的扬程-效率曲线、内部液体流速分布及固相体积分数分布，压力脉动特性。结果显示：固体颗粒含量 C_V = \mathrm{1} \%时，随着离心泵流量下降进入旋转失速工况，扬程略有上升，效率有显著下降。旋转失速对离心泵内部流场有很大影响，离心泵各流道内液体流速下降，流道内固相颗粒集中分布在叶片背面；相较于设计流量工况，流量减小至0.25 Q_d时压力脉动波动更加剧烈，因旋转失速而产生的失速涡对离心泵压力脉动影响较大。随着失速涡的发展，叶轮出口处压力脉动波形紊乱，压力脉动幅值增大。

南水北调挖方渠段渠底设置的塑料三通管是连接逆止阀与渠基透水暗管的关键部件。在南水北调渠道修复工程中，为了形成干地修复条件，提出在该位置实施气囊封堵来有效阻断渠基暗管连通，形成相对封闭区，以便于渠道衬砌板维修。文章以南水北调中线某干渠三通管为原型，开展了等比尺室内封堵试验，并结合有限元软件ABAQUS进行数值模拟，研究了塑料三通管在封堵气囊的局部压力作用下的应力分布与变化规律，并进行强度评定。通过分析可知，在封堵气囊内压作用下，塑料三通管的应力集中主要发生在其肩部及腹部内壁区域；当工程中渠内水位为6 m时，即气囊内压上限为0.06 MPa，该三通管不会发生屈服与局部失效，因此，认为三通管是安全稳定的。该研究成果可为南水北调渠道修复工程中采用气囊进行封堵时三通管的安全评估提供依据。