为评估夏季三峡水库支流香溪河水文气象因子对水华发生发展过程的影响，于2021年8-9月水华发生季节，逐日监测常年回水区峡口和变动回水区平邑口的叶绿素a浓度，同步获取气温、日照、降雨、风速、气压、湿度和流量数据，并在水华期间进行藻类加密监测。采用广义可加模型（GAM）、随机森林重要性分析和典范对应分析（CCA），评估水文气象因子对藻类生物量和藻类群落结构的影响。结果表明，香溪河流量是影响藻类生物量最重要的因子，当流量超过100 m³/s时，藻类生物量显著降低。峡口藻类生物量与流量、气温、日照辐射、风速相关，且重要性依次降低；平邑口藻类生物量与流量、日照辐射、降雨相关；峡口风速增量与藻类生物量的增量显著正相关，说明风速对常年回水区藻类聚集有一定促进作用。研究结果表明水文气象因子是判断水华发生发展过程重要的参考因素，这将为水华预测预警提供依据。

堰塞坝坝料不均匀性强、级配范围宽，为了准确计算该工况条件下的泥沙起动问题，对泥沙颗粒暴露角进行了分析，引入底床坡度、泥沙颗粒的纵、横向暴露角，以泥沙滚动模型为基础建立了宽级配泥沙起动流速计算公式，并对计算式进行了合理性验证和敏感性分析。结果表明：底床坡度与泥沙颗粒的起动流速整体呈现负相关关系，但影响程度受颗粒暴露程度的影响明显，随着颗粒暴露度不断增加，底床坡度对其起动流速影响逐渐增强，泥沙颗粒纵、横向暴露角与其起动流速整体成负相关关系，但影响规律有所不同，床面粗颗粒处于暴露状态时，决定该颗粒起动的主控因素为颗粒粒径，处于隐蔽状态的细颗粒起动流速较大，床面坡度对其起动流速的影响较小。

生境质量是反映生物多样性的重要指标，在高质量发展背景下研究生境质量演变及驱动因素对于区域可持续发展及生态安全维护具有重要意义。基于赤水河流域2000-2018年五期土地利用数据，通过InVEST模型对生境质量进行评估，使用冷热点分析探究了其空间分异特征，并借助地理探测器探究了生境质量空间分布的影响因素。结果表明：从时间上看，赤水河流域生境质量呈先上升后降低趋势；冷热点分析显示，生境质量与生境退化在空间上表现为“上游弱下游强”的分异特征；地理探测结果显示土地利用是影响赤水河流域生境质量的主导因素，赤水河流域受自然因素与社会经济因素的协同作用。研究结果明确识别了的生境质量保护重点区以及不同因素对生境质量的影响程度，有助于为流域生物多样性保护战略及高质量发展管理决策提供理论依据。

生态环境问题是现代灌区高质量发展的重要内容，为探究泾惠渠灌区生态环境质量变化情况，究利用遥感生态指数（RSEI），评价了泾惠渠灌区2000-2020年的生态质量。结果表明，近20年泾惠渠灌区的RSEI值呈先降低后增大的特征；生态质量等级为优和良好的区域面积减少了30.19%，中等质量的区域面积增加了1.19倍，生态质量较差和差的区域上升了56.79%；灌区近20年生态退化区域占71.82%，无明显变化区域占15.61%，生态改善区域占12.56%；耕地RSEI值整体大于建设用地，耕地RSEI值下降了9.09%，建设用地RSEI值下降了9.26%。泾惠渠灌区自2010年以后，生态质量有所恢复，但总体水平依然不高，需要进一步大力改善。研究结果对泾惠渠灌区生态环境保护和农业可持续发展具有理论指导意义。

农村坑塘高质量治理是美丽乡村建设的重要手段，系统开展坑塘治理水平评价，提出针对性治理策略是坑塘质量提升的基础。以龙游县为例，从水岸协同视角构建坑塘质量评价体系，运用TOPSIS模型、指数修正模型、空间集聚等方法对农村坑塘治理水平和分布特征进行研究并制定相应的提升策略。结果表明：①龙北地区农村坑塘水域管理保护、岸线开发利用、综合指数均处于中低水平，但各村庄间存在较大差异；②龙北地区农村坑塘水岸协同类型分为高度协同、中度协同、轻度协同、拮抗四类，对应村庄数量占比约8∶31∶27∶18；③龙北地区农村坑塘治理质量在空间上呈现显著集聚特征，整体表现为东南部高水平向西北部低水平变化；④针对不同类型质量水平坑塘，提出“分类施策”的治理策略，有助开展农村坑塘整治水平提升。

以黑河流域为研究对象，基于和谐理论和可持续发展理论，以协调流域生态建设、经济社会发展、优化水土资源配置为目标，建立地表水过度开发区“水-经济-生态”系统和谐性评价指标体系，采用线性隶属度方法将不同和谐程度划分5个等级。根据黑河流域“水-经济-生态”三者协调发展目标并结合未来规划，确定可以反映水资源现状、地表水开发利用程度、农业灌溉、经济社会发展水平与生态环境状况等的14项评价指标，为流域和谐性评价提供依据。采用综合指数评价法计算黑河流域不同水平年不同情景模式下的体系综合和谐度，计算结果表明，不同情景下整体和谐度虽均呈现上升趋势，但2020年和谐度均低于0.4，均达不到一般和谐；2030年情景Ⅰ、Ⅱ和谐度小于0.6，而情景Ⅲ、Ⅳ和谐度大于0.6，情景Ⅲ、Ⅳ和谐程度明显优于情景Ⅰ、Ⅱ，达到和谐等级。情景Ⅲ、Ⅳ通过继续调整政策，将地表水开发利用率控制在阈值75.0%以内，到2030年地表水开发利用率分别为70.7%、68.3%，比2015年分别降低了60.57%、62.97%，使得黑河流域退出地表水过度开发区。为确保黑河流域未来水资源、社会经济、生态环境三者协调、共同发展，针对该流域地表水资源开发利用率较高的现状，推荐在保持规划GDP增速不变的情况下，基于最严格水资源管理制度的核心——“三条红线”，通过调整农作物种植结构、大力发展高效节水灌溉面积、加大工业节水力度等措施，优化水资源配置，大幅度降低农业耗水量，有效降低地表水利用率，可实现水资源和水生态系统良性循环，确保流域生态健康可持续发展。建立的和谐性评价数学模型虽处于探索阶段中，但对水资源与社会经济、生态环境如何协调发展进行了定量描述，为治理流域提供数据支撑，为黑河流域未来发展提供参考依据。

降水是水循环过程中的关键要素，选用合适的降水时序特征分析方法，才能更好地从计算结果中准确找出目标地区降水量的变化趋势、突变年份及循环周期。对降水时序特征分析中常用的计算方法进行分类总结，通过分析不同方法的特点及适用条件，阐述了将数理统计方法引入降水分析的合理性，并以武汉市1951-2017年的逐日降水资料为分析基础，选取了Mann-Kendall检验法、线性回归法、5 a滑动平均、累积距平法、Morlet小波分析、经验模态分解等分析方法进行计算。通过对计算结果深入分析，找出了武汉市降水的变化趋势、降水量发生突变的时段和降水量的变化周期。结果表明：武汉市多年降水量呈显著的上升趋势；受气候变化、人类活动等多种因素影响，降水量在1954年、1980年、1998年、2010年前后多个时间段均发生明显突变；近67 a降水序列中出现了50 a和10 a两个降水量变化的主周期。分析产生降水变化的原因，考虑到西太平洋副热带高压的影响，武汉市降水集中在夏季且降水量的年际变化较为剧烈；同时认为城市化进程也在很大程度上干预了武汉市的降水情况，使区域降水总量及降水强度有所提升；预计未来武汉市降水量将继续保持稳定的上升趋势，夏季强降水事件发生的概率将会提升。计算结果印证了上述算法的可靠性，可为其他地区降水量时序特征分析方法选取提供参考。

吉林省作为我国玉米种植主产区，探究该地区玉米生长发育及产量对极端降水事件的敏感性和响应机制显得尤为重要。基于吉林省24个气象站点1961-2019年的逐日最高、最低气温和降水数据以及各站点的玉米单产数据，采用5年滑动平均、森式斜率、M-K非参数检验等方法对吉林省极端降水事件和玉米产量时空变化特征进行分析，并利用皮尔逊相关性分析法、布尔塔（Boruta）算法定量厘定极端降水事件对玉米产量的影响。结果表明：强降水量（R95p）、雨日降水总量（PRCPTOT）、大雨日数（R20）、普通日降水强度（SDII）的Sen斜率值分别为0.301 mm/a、-0.18 mm/a、0.31 d/a、0.27 mm/（d·a），除PRCPTOT以外均呈上升趋势，表明极端降水事件逐渐增多；玉米实际单产与趋势产量均呈显著上升趋势；玉米气候产量在-1 802.24~1 579.04 kg/hm²区间内呈波动下降趋势，年际间差异较大；玉米相对气候产量在59 a间，有11个气候丰年、10个气候歉年，其余年份为正常年份；玉米气候产量与极端降水指数整体在西北部以及东部地区呈正相关，在南部呈负相关；结合多项式拟合曲线分析可知，当R95p≥190 mm，PRCPTOT≥610 mm，R20mm≥8 d时，玉米气候产量呈逐渐下降的态势；R20、R95p对玉米气候产量的重要性程度较高，表明玉米气候产量对极端降水日数及极端降水量的敏感性较强。研究结果有助于吉林省提出针对性农业适应气候变化措施以提高粮食安全水平。

为了进一步明晰贵州省全域长序列水热变化规律，服务贵州省生态文明示范区建设和水资源开发利用，本研究利用贵州省31个国家标准站1961-2019年降雨、气温与蒸发实测数据，分析了贵州省近60 a水热条件分布状况。研究对贵州省全域按水热分布特征进行空间聚类，将贵州省按水热条件划分为三类区域，应用Mann-Kendall检验趋势分析法、Pettitt突变检验法分析了降雨、气温、干燥度的趋势变化，并对突变点进行检验，进一步借助小波分析法对贵州省降雨、气温、干燥度变化是否存在周期性规律进行验证，最终综合判断贵州省全省以及三类区域各自的水热分布特征与周期性规律。结果表明：①近60 a，贵州省气温存在显著的趋势突变、降雨没有明显趋势。两者均呈周期性变化规律，且三个区域差异显著；②降雨存在显著的3个周期规律复合，主周期长度分别为22 a、18 a，其中中温高水和高温中水区还存在18 a周期，而气温仅有两个不显著的周期性规律，周期长度为18 a与15 a，降雨和气温的周期性规律分别在1975年和1985年左右开始减弱，在近十年内有所增强；③贵州省干燥度存在略微下降趋势，突变不显著；④低温低水区水热呈略微增加趋势，高温中水区水热显著上升，中温高水区升温少雨，未来高温中水区水资源赋存可能增加，相对低温低水、中温高水区开发利用条件更有利。

随着城市化的发展和居民生活水平的提高，城镇居民生活节水成为节水工作的重点。将城镇居民生活用水细分为饮用水、烹饪用水、洗漱用水、环境清洁用水、洗衣用水、洗澡用水及冲厕用水共7部分，针对河北省城镇居民2016年和2020年用水行为开展问卷调查，基于刚性、弹性、奢侈用水层次理论，构建居民层次化生活需水评判模型，并通过问卷进行参数率定，计算各用水行为的层次化用水量，横向、纵向对比分析城镇居民3个层次用水量的用水结构变化及时空变化规律。研究结果表明：①2016年洗衣和洗澡用水占总用水量的54%，2020年占比60%，均超过50%，而且洗衣和洗澡用水是弹性用水和奢侈用水的主要组成部分。②2016年人均刚性、弹性、奢侈3个层次用水量分别占总人均用水量的51%、33%、16%；2020年人均刚性、弹性、奢侈用水量分别占总用水量的48%、33%、19%。人均刚性用水量比重减少，人均弹性用水量比重保持不变，人均奢侈用水量比重增加。③河北省经济发达地区（石家庄市、保定市）的人均刚性用水量小于经济欠发达地区（张家口市、承德市），人均弹性和奢侈用水量大于经济欠发达地区，可见经济越发达地区，人均刚性用水量越少，弹性和奢侈用水量越多。研究成果对城镇生活用水管理与预测具有重要意义。

以郁江流域百色水库入库径流为研究对象，分别采用基于水文气象因子的逐步多元回归模型、人工神经网络模型（气象因子）和基于时间序列的混沌理论模型、最近邻抽样回归模型、小波分析法、神经网络—自回归模型共6个模型方法对百色水库年尺度、月尺度以及旬尺度入库径流进行中长期径流预报工作，随即采用平均相对误差、合格率、TS评分以及均方根误差4种评价指标对上述6个模型的预测结果进行精度评估，并依据熵权法的理论对上述4种指标进行客观赋权形成综合性指标分析体系，来确定最优模型以进行郁江流域百色水库不同尺度和预见期的入库径流中长期径流预报工作。结果表明：各模型预报结果中的平均相对误差相对较大，但其所对应的合格率以及TS评分指标均处于优良水平；月尺度预报过程中，各模型非汛期预报精度都要高于汛期预报精度。结合各模型自身特点以及综合性指标分析的基础上，可在年尺度中长期径流预报过程中采用神经网络—自回归模型、月尺度中长期径流预报过程中采用混沌理论模型，旬尺度中长期径流预报过程中依据不同的预见期分别采用人工神经网络模型（气象因子）以及小波分析法进行相关的中长期径流预报工作，从而为郁江流域百色水库制定未来中长期调度计划提供技术支持。

土壤含水量是影响水文循环和气候变化的重要参数，相比于光学遥感，雷达遥感不受云、雨等气象因素影响，可以实现全天时、全天候的连续观测，是大范围获取土壤含水量信息的有效手段。为研究裸露地表雷达后向散射信号的影响因素和变化规律，探讨利用Sentinel-1A 雷达数据反演裸露地表土壤含水量的方法，在南阳盆地典型农业区进行了观测试验。首先利用微波散射模型—AIEM理论模型模拟不同雷达入射角度、地表均方根高度、相关长度、以及土壤含水量参数下的雷达后向散射系数，分析各参数对雷达后向散射系数的影响。进而采用实测数据和模拟数据训练BP神经网络模型（Back Propagation Neural Network，BPNN），以实现对裸露地表土壤含水量的反演，并对其反演精度进行验证。结果表明：在特定入射角下，地表粗糙度对土壤含水量反演精度的影响不可忽略。不同极化方式下，BPNN模型与AIEM理论模型对微波后向散射系数模拟值的R ²达到0.99以上。采用野外实测数据对BPNN模型反演土壤含水量的精度进行测试，结果显示，模型预测值与实测值之间的R ²为0.72，RMSE为0.033 g/cm³。因此，基于Sentinel-1A SAR数据，利用C波段雷达遥感和BPNN模型可以实现对裸露地表土壤含水量的准确、高效反演。研究成果可在农田灌溉管理、环境变化监测、水文循环等领域提供有效的科学支撑，具有重要的应用价值和现实意义。

金沙江流域水能资源丰富，是长江经济带重要的水源地，分析其干旱时空演变规律特征，对水资源管理规划及下游的农业生产具有重要的指导意义。基于金沙江流域28个气象站1960-2020年逐月降水和气温资料，计算了年尺度和季尺度的标准化降水蒸散指数（Standardized Precipitation Evapotranspiration Index，SPEI），定量分析了季尺度和年尺度不同等级气象干旱发生频率的年代变化规律及空间分布特征，并采用云模型分析了年尺度气象干旱时空分布的随机性与稳定性。结果表明，年尺度上，金沙江流域主要以轻旱和中旱为主， 呈现轻旱高频和重旱低频的特点，且整体趋于干旱化；季尺度上，四个季节干旱频率均在30%左右，主要以春季和夏季干旱为主；空间分布上，丽江一带干旱发生频率较高。云模型分析结果表明，年尺度上，SPEI指数时间分布的离散程度较空间分布的大，不均匀性更加不稳定；时间分布上站点间干旱程度差异随年际变化增大，且不均匀性趋于不稳定；空间分布上，随着熵值的增大，超熵值减小，期望越低的站点相对多年平均干旱程度波动越大，其干旱程度的不均匀性越稳定。

随着经济发展，全球气温持续变暖，改变了气候特征，影响区域水文循环。这一现象会使得黄河中游流域生态保护、水土保持、水资源保护等面临严重挑战。采用一种综合评价体系对黄河流域中游20个全球气候模式（GCM）在历史时期（1961-2005年）的优劣性进行了评估，筛选出了适应性较好的前6种气候模式，采用加权平均的方法，生成了一种集成气候模式（EGCM）。基于地面观测资料对EGCM 在研究区降水和温度的预测性能进行了评价。在代表性浓度路径RCP4.5和RCP8.5 下，采用EGCM对未来时期（2021-2065年）的气候变化进行了预测。结果表明，相较于其他气候模式，ACCESS1.3、CSIRO–Mk3–6–0、IPSL–CM5A–LR、IPSL–CM5A–MR、MIROC5和MRI–CGCM3等6种气候模式可以较好的反映黄河中游流域的气候特征。EGCM可以较好的重现研究区气候要素的整体变化。与历史时期相比，EGCM预测黄河中游未来时期多年平均降水量和年极端降水量将分别增加约5%和12.5%。研究还显示，在RCP4.5和RCP8.5情景下，温度将分别增加1.94和2.41 ℃。

水资源作为人类生存和社会发展不可或缺的重要资源，其高效可持续利用对协同碳排放控制和推动经济社会高质量发展具有十分重要的意义。以2007-2017年沱江流域9个地级市的相关数据为基础，运用超效率SBM模型测度沱江流域水资源绿色效率水平，在此基础上，利用GTWR模型从时空差异性的视角探究用水结构、技术进步、对外开放水平、水资源禀赋以及政府管制力度等因素对沱江流域水资源绿色效率的影响，进而推进不同空间范围内水资源绿色效率的治理机制研究，为我国区域水资源绿色效率治理提供有效依据和科学参考。结果表明：①沱江流域水资源绿色效率分布具有明显的时空差异性，时间维度上水资源绿色效率水平波动较大但整体呈上升趋势，空间维度上表现为从南向北逐渐递减；②不同影响因素对沱江流域水资源绿色效率的影响程度不同。OLS模型和GTWR模型的回归结果均表明对外开放水平的影响程度最大，技术进步次之，用水结构、政府管制力度和水资源禀赋的影响程度则较小；③不同影响因素对沱江流域水资源绿色效率影响程度存在显著的时空差异性，不同年份，不同地区各影响因素的作用方向及强度都大不相同。研究结论有利于促进沱江流域水资源的协调健康发展，破解区域水资源发展失衡的困境。

全球气候模式被广泛应用于未来气候模拟及评估，其对地区实际气候模拟的准确性决定了研究结论的可靠性。为探索不同集合方法对降水和气温的模拟能力，基于第五次耦合模式比较计划CMIP5中的19个气候模式历史数据，比较了各模式对鄱阳湖流域气候的模拟能力，并选出最优模式；在此基础上，运用集合算术平均及贝叶斯模型平均（BMA）方法，构建了全模式等权集合、择优模式等权集合、全模式BMA集合及择优模式BMA集合4种多模式集合模型，评估了各集合模型对鄱阳湖流域气候变化的模拟能力。结果表明：①单模式及集合模型对气温的模拟能力优于对降水的模拟能力；②在年尺度上，全模式等权集合和择优模式等权集合模型低估了流域的多年平均气温及降水，而全模式BMA和择优模式BMA模型能较好地描述流域多年气候平均态，其中择优模式BMA模型优于全模式BMA；在月尺度上，全模式BMA模型在气温及降水的率定期与验证期均有着较好的模拟效果；③全模式BMA集合和择优模式BMA集合模型模拟的气温呈现南高北低、东高西低的分布特征，降水表现出东高西低、北高南低的分布特征，相较于全模式等权集合和择优模式等权集合模型能更好地再现流域降水与气温空间变化总体特征。建议使用BMA集合方法或对等权集合模拟值进行校正以提高多模式集合模拟精度。

自清洗网式过滤器是一种新型过滤器，为提高其排污系统的排污效率，建立了自清洗网式过滤器排污系统旋喷动力和吸附吸力理论表达式，确定旋喷动力和吸附吸力影响因素；利用CFD方法对自清洗网式过滤器排污过程进行数值模拟，分别得到速度云图和压强云图，结果表明，排污系统吸嘴1~4最大流速差为2.96 m/s，最大压强差为3.65 kPa，排污系统泥沙吸附不均匀，降低了过滤器排污效率；结合理论分析和数值模拟结果设计6组优化方案，对比可知吸沙组件吸嘴1~4开口宽度分别为0.2、0.4、0.6、2 cm，旋喷管开口直径为2 cm的方案，各吸嘴流速分布更加均匀，流速得到明显提高，过滤器进出口压强差增大，有利于提高排污效率。

我国黄河沿线取水泵站水泵机组存在严重的泥沙磨损问题。研究对象为一双吸离心泵，采用固液两相流数值模拟预测了泵内粒子运动规律和磨损特性。结果表明：流量对转轮内粒子的运动特性和磨损特性有着显著的影响。在不同流量工况下，转轮内的磨损位置和磨损率明显不同，叶片壁面总磨损率与流量工况成正相关变化，随流量的增加而增加。在小流量工况下，转轮内存在的漩涡和二次流对颗粒的轨迹有较大的影响。漩涡的存在会改变粒子浓度分布，加剧局部的摩擦磨损。研究结果为泵内磨损预测和设计提供理论指导，具有重要的学术意义和工程价值。

研究了BIM+GIS 技术在水库工程中的应用，重点提出可行性研究阶段BIM +GIS技术应用目标、软硬件配置、项目BIM协同设计管理程序及三维协同设计流程；以GJ水库工程为例，根据项目梯级两库多坝址比选、涉及专业多、前期乏信息情况下基础资料收集难度大、勘察设计周期短工作量大的特点与难点，开展可研阶段的三维协同设计及BIM+GIS 技术应用研究。运用GIS+无人机技术，快速提取流域水系、拟定水库水位、初拟开发方案，快速提取淹没区土地数据，采集地形数据并建立三维地质实体模型。将三维正向协同设计流程标准化、协同设计结构树优化，开展水工、机电金结、安全监测专业正向协同设计，快速统计工程量、一体化有限元计算分析、施工仿真、三维展示、结构出图。将全生命周期理念贯穿始终，从可研、初设、施工详图到运维阶段，满足一次建模、全生命周期运用的要求，提高模型附加值，为BIM+GIS 技术在水库工程中的应用提供指导，提高项目精细化、信息化管理水平。

南水北调中线工程大流量输水期间，部分渡槽出现尾墩下游尾涡交替作用及槽身段水位大幅波动现象，严重影响工程的输水稳定及结构安全。针对提出的“渐收缩、加长尾墩”用以破除尾涡、消减水位波动的尾墩体型优化方案，采用RNG k- \mathrm{\epsilon }模型和VOF方法，研究不同尾墩型式及尾墩长度对消波控制的效果，并确定了适宜的工程措施。研究结果表明，在各类常见墩体型式中，椭圆形尾墩对消波控制效果最佳；当其墩体加长至8 m时，消波控制效果显著，可有效改善槽身水流流态和水力特性；尾墩长度超过一定范围后，对槽身段水位波动的消减效果提升较小，推荐墩体长度采取8 m左右，兼顾控制水位波动效果和工程投资最少要求。

为了优化侧向泵站进水前池流态，消除不良流态对水泵吸水的影响，采用数值计算对某泵站进水池流态进行了分析，在此基础上提出了在进水池进口处布置不同尺寸导流栅的整流方案，分析了整流后的进水池流态。通过结果可知，布置导流栅后达到了相应的整流效果，能让流束通过导流栅格栅较为平顺流入进水池内，改善1~4号进水池内的偏流现象，给水泵创造良好的吸水条件。综合比较各方案计算结果知“3+2”型组合布置形式可使得5个进水池流速不均匀系数趋于稳定，并且与原方案相比流速不均匀系数均有所降低，整流效果明显。

为研究盐渍土壤氮素转化规律，以河套灌区盐渍土为研究对象，基于同位素示踪技术，设置6个盐分水平（S ₁=2.01 dS/m、S ₂=6 dS/m、S ₃=12 dS/m、S ₄=16 dS/m、S ₅=20 dS/m、S ₆=25 dS/m），每个盐分水平的土壤中分别添加7.14 μmol/g经¹⁵N同位素标记的硝酸铵（¹⁵NH₄NO₃、NH₄ ¹⁵NO₃、¹⁵NH₄ ¹⁵NO₃）作为土壤氮源，分别在实验过程中的5个时间点（4、24、72、144、288 h）取样测定了铵态氮和硝态氮的浓度以及对应的¹⁵N的原子百分超。结合实验数据和同位素稀释原理，基于一阶动力学方程，在Matlab中建立了包含氨挥发v、反硝化第一阶段或异化还原为铵第一阶段d ₀、异化还原为铵第二阶段d ₁、反硝化第二阶段d ₂、矿化m、硝化第一阶段n ₁、硝化第二阶段n ₂、铵态氮同化i_a 、硝态氮同化i_n 、异养硝化h等10个土壤氮素转化过程的盐渍土壤氮素转化模型。建立的模型反映了盐渍土壤氮素转化的各过程，较好地模拟了实验观测值的趋势变化；除氨挥发外，模型的一阶动力学常数和盐分之间的拟合曲线的R ²均在0.65以上，其中，K_{n 2}和盐分的拟合曲线［K_{n 2}=（39.59 （lnS）²-244.27 lnS+393.86）×10^-3］相关性最高，R ²=0.98，误差限Δ平均值为0.017。

为优化直管式出水流道的设计型式，以通吕运河大型低扬程泵站为例，建立几何比尺为11的三维泵装置模型，选用六面体结构化网格划分计算域，并进行全流道定常数值计算，探究了不同底部上翘角度对直管式出水流道水流性能的影响。结果表明，底部水平时，直管式出水流道水流性能一般，对内流流动的调整作用不明显；随着底部上翘角度的增大，出水流道水力性能呈先优后劣的变化趋势，存在水力性能最优的阈值角度，为1.5°；当底部上翘角度为阈值角度时，出水流道前段的涡通量降幅明显，后段流速均匀度最高。不同的底部上翘角度对直管式出水流道的水流性能有着较大影响，采用合适的底部上翘角度能够提高出水流道的水力性能，增强对水流的调整作用。研究成果为直管式出水流道的水力设计提供了一定的参考。

黄土高原区水资源严重匮乏，研究土壤水分特征曲线对于提高水分利用率、节约水资源有着重要的现实意义，但直接试验测量土壤水分特征曲线面临操作技术难度大、耗时费力等诸多问题，因此对土壤水分特征曲线进行科学合理预测十分必要。为提高黄土高原区土壤水分特征曲线预测模型精度，以山西省5个县市的试验点黄土为研究对象进行模型比选。基于BP神经网络算法，以土壤基本指标黏粒含量、粉粒含量、干容重、有机质和全盐量共5个影响因素作为预测模型的输入变量，以经验模型的参数作为预测模型的输出变量，分别建立了Gardner经验模型参数和Van Genuchten经验模型参数的预测模型，并根据实测数据库的预测结果进行对比和分析。结果表明：建立的经验模型参数的BP神经网络预测模型，Gardner经验模型建模和验证后的两个参数相对误差的平均值都小于4%，Van Genuchten经验模型建模和验证后的两个参数相对误差的平均值都小于5%；不论是建模的训练数据库还是验证数据库，Gardner经验模型参数的预测模型精度均高于Van Genuchten经验模型参数的预测模型精度。因此，建议针对黄土高原区的黄土水分特征曲线预测模型的建立，选用Gardner经验模型更加合适，且此经验模型的表达式简单易懂，更利于农田水利相关的基层工作人员的学习与利用。

水电机组振动趋势预测有助于确保机组的安全稳定运行，但由于振动信号的复杂性和非平稳性，准确有效的预测成为难题。利用变分模态分解和神经网络在应对非平稳性和非线性问题方面的优势并结合误差校正方法，建立了振动趋势预测组合模型。首先对原始信号进行VMD分解，然后对每个IMF分量建立GA-BP网络进行预测，将所得结果叠加得到振动信号预测结果。再将各IMF分量的合成信号与原始信号之间的误差同样利用VMD-GA-BP模型进行预测，预测结果与振动信号预测结果相加得到最终预测结果。利用国内某水电站数据对所提模型进行论证实验，结果表明本文所提模型有较高预测精度。

随着业务需求和存储技术的不断变化，如何对数据进行科学储存、处理、应用成为了当下各行各业面临的重大问题。针对水电厂数据存储面临的查询速率慢、安全性低、存储数据成本增加迅速等现状和问题，引入达梦数据库系统，采取分布式实时数据库、关系数据库相结合的策略存储与管理数据；从实时和历史数据存储、数据存储加密等方面开展水电厂智能数据存储策略研究，为水电厂智能数据存储提供创新、科学、有效的策略。

大坝变形分析是研究大坝变形规律和保证大坝安全的重要组成部分。基于大坝变形时间序列的分形特征，同时考虑到分形插值在大坝变形时间序列拟合和预测时的分数维特点，以及外延序列越远、预测精度越差的缺点，引入支持向量机算法对分形插值模型进行优化。针对大坝变形时间序列特点，通过优化垂直比例因子和核函数，建立了分形插值和支持向量机混合模型。以某混凝土重力坝引张线8号测点水平位移为例，建立了分形插值和支持向量机混合模型，对变形时间序列进行拟合和预测分析，计算结果表明混合模型具有更高的精度，可以应用于大坝变形分析中。

为实现共享并发人员培训，提升水轮机转子故障的培训效率，设计基于虚拟仿真的水轮机转子故障模拟系统。基础层通过网络接口以及交换机等设备，向应用层传输水轮机转子的基础以及故障等全部相关数据，应用层以该数据为依据，利用VRP建模控制程序和3ds Max建立水轮机转子三维建模，并基于视觉注意机制优化模型色彩；通过该层的在线仿真模块展示水轮机转子详细情况，利用支持向量机诊断转子故障后，将结果传送至管理层；管理层可通过多种设备呈现水轮机转子模型的故障模拟情况，并通过VRML交互机制完成虚拟场景交互。测试结果表示：该系统具备良好的水轮机转子三维建模效果，并且模型的色彩视觉效果良好；获取水轮机转子故障诊断结果，能够为故障模拟提供可靠支撑，向学员呈现准确的故障模拟结果，满足多人员共享、并发交互的培训应用需求。

针对下游坡墙组合结构小型土石坝安全稳定问题，现行规范理论将挡土墙视为坝体结构的一部分评价结构稳定性，具有一定的局限性，且由于获取相对刚性的干砌石挡墙抗剪强度指标难度较大，工程上常选用经验值。为准确评价组合结构的稳定，厘清坡墙组合结构失稳的主要影响因素，视坝体和干砌石挡墙为独立结构，采用Geo-Studio有限元软件首先选用Morgenstern-Price法分析了正常运行工况下游坝坡稳定性，然后依据孔隙水压力分布和坝体与挡土墙接触面处x向应力与高程分布曲线，得到接触面上作用荷载进而计算得到了抗滑和抗倾覆稳定安全系数，综合坝坡和挡土墙稳定分析成果，明确了导致坡墙整体结构失稳的主要原因。分析成果表明挡土墙与坝体高度比、下游坝坡坡比是影响组合结构稳定的主要因素，提出了运用边坡和挡土墙稳定系数曲线交汇法评定最优设计参数。

西洋河水库除险加固工程新建溢洪道通过出水渠转弯将下泄水流在京新高速前导入下游河床，转弯角度达54°。初设方案水工模型试验中弯道水流明显偏向左侧，渠内水流出现波状分界，两侧边墙出现回流，流态较差，导致出口水流扩散后左侧冲向高速桥墩，下游河床冲刷严重，无法满足消能防冲要求。采用FLOW-3D软件对出水渠体型优化方案进行了数值模拟，并进行了推荐方案的物理模型试验。研究成果表明：优化后的矩形断面平坡出水渠，水流束窄效果较好，渠内回流消失，流态明显改善。出水渠体型优化后渠内流速增大明显，因此针对下游防冲措施进行了不同方案对比，并推荐了可行方案。

高压埋地钢管在管线转折起伏处面临较为突出的变形和抗滑稳定问题。结合某高水头输水工程实际，建立了埋地钢管的有限元数值模型，研究了管道敷设方式、镇墩的布置对钢管受力变形的影响规律。结果表明：埋地钢管由于管周土体约束较弱，在高内水压力作用下，转弯较大处会产生较大外凸变形，带动管道产生滑移，温升作用将加强这种变形趋势，对钢管更为不利；埋地钢管管线中即使不设伸缩节，钢管与土体可发生一定的相对滑移，能释放一部分温度应力，减小温度作用的影响；埋地钢管管线中，在转折起伏剧烈的地方设置少数镇墩即可有效控制钢管的变形和轴向滑移，在每个转弯处设置镇墩没有必要，反而增加工程量，带来不均匀沉降等问题。

正确辨识水轮机转子系统动力学参数是研究水轮机转子系统可靠性、稳定性的关键，对提高水轮机组的运行安全有非常重要的意义。本研究对水轮机转子系统动力学参数的基础特性进行了划分与确定，将动力学相关参数与算法在水轮机、轴承、盘轴模型中体现，确定了圆盘结构为在轨辨识方法的核心结构。分析了常用的频域辨识法、动力学参数辨识法及智能算法下的参数辨识法，在传统辨识方法基础上提出了在轨辨识方法应用策略及减小辨识结果误差方法。利用对比实验验证了在轨辨识方法识别动力学参数的精准度和稳定性，结果表明：相比传统的瞬时功率计算辨识方法和电磁轴辨识方法，在轨辨识方法的适应能力提高了0.5个点，精准度提高了0.3 MW左右。

通过分析水轮机转轮流态，确定不同流态下水轮机工作状态。通过计算叶栅前后速度差，确定转轮过流截面平均速度，在相同的单位转速及效率条件下，分析过流能力与单位流量之间的关系，以此优化水轮机叶栅稠密度。分析叶片扭角、单位转速与单位流量之间的关系，确定轮缘及轮毂截面相对半径，以此优化叶片扭角参数。计算转轮圆柱截面轴向速度，优化叶片厚度参数。由仿真实验结果可知，该方法在轮毂空蚀和桨叶空蚀情况下，水轮机最终运行速度比优化前分别快2.2和6.1 m/s，具有较好的优化效果。

针对当前企业业务系统数据互通共享困难、报表制作人工投入过大的问题，提出了基于智能信息流的智能报表分析系统。基于BI商业智能信息流的报表数据整合过程，将数据转化为有序信息以供分享。结合XML技术，实现各类元数据标准化管理。定义模板RDL文件，构建报表迁移总体模型，并将报表信息加载到XML文件中，完成报表格式迁移。通过余弦相似度评估不同度量间的相似性，完成统计决策模式识别。通过水电厂报表模型分析表明，系统在保障数据处理分析准确性的前提下，能智能化完成报表开发和决策分析。

水库移民是我国乡村人口的重要组成部分，《“十四五”公共服务规划》中指出要使民生福祉达到新水平，如何全面提升水库移民的幸福感，是实现“十四五”规划目标的重要内容。基于幸福经济学，以非农就业水库移民作为研究对象，通过构建移民幸福感测度指标体系，利用AHP-熵权法组合赋权法，对比分析就业区位差异对于移民幸福感的影响。结果表明：收入和家庭关系是影响移民幸福感的主要因素，工作状况、居住条件、生活便利程度、基础设施和政策公平性等指标也处于较重要地位，而消费情况、社会福利、社会地位和邻里关系对移民幸福感的影响不显著；本地非农就业移民幸福感高于外出务工移民，且两者幸福感较高人群的个人特征差异较大。在此基础上提出以下几点建议：应持续开展技能培训，提高移民就业竞争力；大力发展特色产业，鼓励年轻移民回乡就业创业；切实保障公共服务均等化，提高移民生活质量。

岩土工程风险决策能够定量地考虑不确定性，被广泛应用于工程实践。建立了基于预后验分析的边坡稳定监测方案风险决策模型，提出了预后验分析中监测方案信息价值的高效计算方法，提高了基于信息价值理论的边坡稳定监测方案风险决策方法的实用性。采用一个岩质边坡稳定监测案例证明了所提方法的可行性和有效性。结果表明所提方法能够有效地识别最大信息价值对应的最优监测方案，从信息价值的角度为边坡稳定监测方案优化提供了新思路。