农村水利水电工作是水利工作的重要组成部分，事关国家防洪安全、供水安全、粮食安全、生态安全和乡村全面振兴。“十四五”时期，农村供水保障、灌区现代化建设改造、农业节水增效、重点涝区治理、小水电绿色转型等工作取得了显著成效，但仍存在一些问题。“十五五”时期，全面落实党的二十大和二十届历次全会精神，锚定《中华人民共和国国民经济和社会发展第十五个五年规划纲要》目标，全面推行城乡供水一体化、集中供水规模化、小型供水规范化、县域统管专业化“3+1”标准化建设和管护模式，加快推进大中型灌区现代化建设与改造和重点涝区治理，健全农业节水增效制度政策体系，进一步推动小水电绿色转型高质量发展，加强改革创新，完善体制机制，奋力实现“十五五”农村水利水电发展目标，为推动水利高质量发展、保障我国水安全作出新的贡献。

经过多年发展，我国农村供水已经建成了较为完整的工程体系。“十五五”时期，农村供水主要矛盾体现为不平衡不充分，农村供水基本实现现代化取得决定性进展是最主要的发展任务。受自然条件、人口分布、经济社会发展水平和现有发展基础等影响，农村供水现代化没有定于一尊的标准和模式，关键是坚持因地制宜和因势利导，全面推行农村供水“3+1”标准化建设和管护模式，使农村供水工程布局、供水规模、服务能力与城乡融合、乡村振兴、国家水网战略相衔接，与农村经济社会发展和农村居民合理用水需求相适应。坚持以“3+1”标准化建设和管护模式促进农村供水工程与管理协同提升，按照发展基础分档升级改造、区域条件分区优化布局、工程类型分类提质增效，推动农村供水“三个转变”，通过持续努力，力争在2035年农村供水基本实现现代化的发展目标。

大中型灌区是保障国家粮食安全的主力军，是国家现代化水网的重要节点，是农业现代化的重要基础。立足我国灌区发展现状，系统阐述大中型灌区基本情况、续建配套与节水改造历程，全面总结取得的成效，提出现代化灌区的内涵，从工程整装推进、管理体制机制创新、数智赋能等维度，提出“十五五”我国大中型灌区现代化建设与高质量发展的实施路径与政策建议，为推动农村水利高质量发展，夯实粮食安全水利根基，实现农业农村现代化，提供理论参考与实践依据。

牧区水利作为保护草原生态、支撑优质畜牧业的重要举措，是筑牢绿色生态安全屏障、保障牧区水安全的关键抓手。立足“十五五”水利高质量发展导向，通过梳理牧区水利建设历程与阶段特征，总结牧区饲草料地、牧场供水、生态保护、能力保障等建设成效，识别水资源约束加剧、水草畜发展不均衡、设施配套不足、现代化治理滞后等现实挑战，剖析国家政策导向、大食物观、乡村振兴、科技创新、制度改革赋予的发展机遇，提出了“十五五”牧区水利高质量发展的具体实施路径，构建现代牧区水资源配置、灌溉饲草料供给保障、牧场供水保障、生态保护与智慧修复、现代治理与保障的现代牧区水利体系，形成“以水定草、以草定畜、科学发展”的牧区水利发展格局，为水资源集约安全利用、生态安全屏障建设等提供技术支撑。

小水电是国际公认的清洁可再生能源，也是我国农村水利基础设施体系的重要组成部分，在保障农村用电、优化能源结构、改善生态环境、助力脱贫攻坚、服务民生改善等方面作出了历史性贡献。“十四五”以来，我国深入贯彻习近平生态文明思想，深入推进小水电清理整改，不断强化生态流量和安全监管，积极引导探索绿色改造提升，行业绿色转型取得阶段性显著成效。进入“十五五”时期，我国纵深推进生态文明建设，加速构建新型电力系统，全面推进乡村振兴，小水电发展面临新形势新要求。必须树立和践行正确政绩观，完整准确全面贯彻新发展理念，新时代小水电发展必须牢牢把握“生态优先、绿色发展”主线，统筹高质量发展和高水平安全，以建设“安全、绿色、智能、惠民”的现代化小水电为核心目标，优化开发布局，实施智能化、集约化、标准化改造，完善生态保护修复机制，提升安全生产治理能力，拓展多元价值功能，强化制度保障与政策支撑，实现绿色转型高质量发展，助力我国经济社会发展全面绿色转型。

全国涝区总面积约8.94亿亩，截至“十四五”期末，累计除涝面积超过3.8亿亩，治理率约43%。未治理面积上，排涝工程体系不完善、能力匹配性不强、管护机制不健全、区域排涝与流域防洪协同有待提升等问题依然突出。“十五五”期间，面临极端气候频发、经济社会高质量发展、国家粮食安全战略、乡村全面振兴及水利高质量发展等新形势，涝区治理亟需转型升级。立足新形势新要求，研究建议以重点项目为抓手，围绕摸清状况、工程布局、措施选择、管护调度协同推进，以数字孪生等新技术为治涝能力提升的重要支撑。系统开展涝区调查评估，科学确定治理范围和治涝标准，因地制宜优化工程布局与治涝措施，同步推进骨干与田间工程及数智化建设，并健全管护长效机制，全面提升农业防灾减灾综合能力，为保障国家粮食安全和促进区域高质量发展提供坚实水利支撑。

针对传统概念性水文模型在复杂径流过程模拟中的适应性问题，提出一种融合GR4J模型与深度学习结构的混合建模框架GR4J-DL。该框架保留GR4J产流结构，以LSTM、TCN与TKAN三种网络结构分别构建非线性汇流过程，增强模型对时序特征与空间结构信息的刻画能力。研究选取清江上游恩施站为代表，利用2010-2018年日尺度气象与径流数据开展模型训练与验证，比较各混合模型性能。结果表明，GR4J-DL模型中除了LSTM模型结构没有提升外，其余模型整体模拟精度均有不同的提升，其中TKAN结构NSE达0.757 3、RMSE为43.67 m³/s，KGE为0.800，TPE为0.212，总体精度最高，表现出更强的非线性拟合能力。基于SHAP方法对混合模型的特征贡献进行了进一步分析，结果表明，GR4J产流模块的中间状态变量主要体现为物理约束与辅助信息，一定程度上提高了模型精度。研究拓展了深度学习在径流模拟中的应用边界，为提升复杂径流过程模拟性能提供了新途径。

降雨是水文模型的重要输入，其数据质量直接影响径流模拟的精度和可靠性。研究降雨输入误差对径流模拟的影响有助于掌握水文模拟误差来源，提高水文模拟精度。基于新安江模型，结合可解释机器学习的方法，系统分析了多类型降雨误差对新安江模型径流模拟的综合影响。选取12场典型洪水，设计了包括系统性偏差、强度偏差、时空分布误差等在内的多维度降雨误差扰动，提取12项降雨误差特征，通过XGBoost挖掘降雨误差与径流模拟的关系，构建新安江模型径流模拟精度（纳什效率系数NSE及径流相对误差RE）预测模型，并结合SHAP值定量解析降雨误差特征对径流模拟精度的影响机制，定量评估各降雨误差特征的全局重要性、影响方向及交互作用。结果表明：XGBoost模型能较好预测径流模拟精度（NSE及RE），测试集平均决定系数（R 2）高于0.96；降雨相对偏差（RB）是影响径流模拟精度的主导因素，大雨偏差和均方根误差也是重要影响因素；RB与RE呈高度线性关系，而与NSE则呈非线性关系，且存在阈值效应：RB超过15%后NSE显著下降，同时高估降雨比低估降雨对NSE的影响更为显著；降雨均方根误差超过0.2 mm/h时会与RB共同加剧径流模拟不确定性。研究结果可为控制径流模拟中的降雨输入误差、提升洪水预报的精度提供新的分析框架和定量依据。

供水型水库作为工业供水和生活供水的重要基础设施，水位变化频繁，需要建立精确的水位-库容关系来实现精细化调度，进一步明确不同计算方法在供水型水库库容测算中的适用性，实现对供水型水库进行有效管理。以从黄河上游沙坡头北干渠取水的照壁山水库为例，通过无人机低空航摄技术与无人船载回声测深仪获取水上及水下地形数据，并利用ArcGIS软件中ArcMap模块，实现了水上地形数据与水下库底高程数据在空间上的融合，生成了覆盖全库区的高精度数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）。利用DEM法、等高线容积法（Contour Volume Method，CVM）和断面法（Cross Section Method，CSM）计算了不同水位条件下的水库库容并绘制了库容曲线。对上述三种方法在照壁山水库死水位至校核洪水位之间分区段的计算库容，利用南方CASS软件进行复核。研究表明，CVM在全水位区间精度最高且稳定性最优，在关键水位（正常蓄水位1 311.20 m、设计洪水位1 311.60 m、校核洪水位1 312.00 m）处稳定在0.21%~0.23%，推荐作为供水型水库库容计算的首选方法；DEM法在高水位区间表现良好，相对误差为0.05%~1.78%，可作为特定水位条件下的替代方法；CSM在全水位区间的相对误差处于3.54%~12.89%之间，不适用于供水型水库库容计算。最后，基于CVM计算数据，建立了平移幂函数水位-水域面积关系模型和三次多项式水位-库容关系模型，实现了从离散数据到连续函数的转化。研究构建的“数据获取-方法对比-误差评定-模型建立”技术流程为供水型水库库容精细化测算与水库调度提供了可靠的依据。

城市化推进与极端降雨增多使城市排水系统面临内涝与溢流污染等突出问题，尤其在雨污混接严重的区域，易在强降雨下出现污水井冒溢风险。为解决这一问题，以国内某存在雨污混接及冒溢风险的片区为案例开展研究。通过排查混接现状、布设液位监测点、安装自研管道智能调控闸门，结合SWMM模型对片区水动力特征进行模拟复现。模型在关键点位纳什效率系数≥0.75，能够准确表征晴雨天液位变化，为调度策略提供可靠基础。在典型设计暴雨与实际降雨条件下，系统评估了不同闸门组合对污水井冒溢的控制效果。结果表明，关闭闸门数量越多，冒溢点WS7峰值液位下降越显著。在2025年5月22-23日累计55.8 mm降雨事件中，关闭6个闸门可将WS7峰值液位控制在2.55 m，有效避免约1 h冒溢，并保持系统运行裕度。进一步模拟显示，现有6个闸门可应对约12 h、95.7 mm的同型降雨。通过水质监测与闸门时序调控分析发现，在液位明显上升后及时关闭闸门，可有效截流高污染初期雨水并同时减少低污染径流排入污水系统，实现冒溢控制与水质保护的双重效果。研究验证了以模型支撑、智能设施与智慧平台为核心的排水调度体系的可行性。自2025年5月起，该体系在研究片区常态化运行后成功避免多次强降雨下的冒溢风险，体现出良好的工程应用与推广价值。

为提高水库群影响流域洪水预报精度，以上犹江流域为研究区，基于水库规模及人类活动强度差异，将研究区划分为天然流域、小水库影响流域和大中型水库影响流域3类典型分区，对比新安江模型（XAJ）和长短期记忆神经网络（LSTM）在不同分区的模拟性能，并探究XAJ-LSTM耦合模型对水库群影响流域水文预报精度的提升效果。结果表明：①在天然流域，新安江模型的整体模拟性能（NSE=0.82，Bias=-3.48%）优于LSTM模型（NSE=0.76，Bias=-4.12%）；②在不同类型水库群影响流域，LSTM模型较XAJ模型表现出更强的适用性，NSE高于0.66；③XAJ-LSTM耦合模型通过有效融合两种模型的优势，有效提升了洪水预报精度，在受水库影响流域的预报精度优于单一模型，纳什效率系数高于0.7，洪量相对误差控制在±5%以内。

农用水权转让能否带动黄河流域高质量发展、带动效应时空上是否可持续、是否导致区域发展不协调是经济层面困扰流域水资源空间布局的核心争论。研究运用黄河流域22个城市1999-2023年样本数据构建空间双重差分模型实证检验农用水权转让的政策效应回答上述争论。研究发现：农用水权转让显著带动黄河流域城市高质量发展，时间上可持续3年使其提高1.68%且具有异质性，在实施后第2~3年达峰后减弱、第4年消失，提供政策效应的长期可持续性风险和有效期警示；空间上通过空间溢出效应带动周边城市高质量发展、促进区域协调发展，但具有倒U型空间衰减特征，在300 km达峰、1 100 km到达溢出边界；农用水权转让能通过转入方优化路径、规模驱动、协调共享发展等机制带动城市高质量发展，但未有效促进高效、创新、绿色发展等质量驱动要素。

针对北方源头区水资源过度开发与多元需求矛盾，旨在融合河湖健康评估与基于自然的解决方案（NbS）理念，通过构建系统动力学（SD）与多目标优化（MOO）深度耦合的动态配置模型，探究提升水生态系统韧性的精细化配置路径，以应对环境变化下的水资源动态调控难题。该模型通过SD模拟水资源系统演变并为MOO提供动态输入，协同优化社会经济用水与生态用水目标，实现精细化、韧性化配置。以辽源市为例，优化方案显著提升了综合效益：2025年和2035年预留生态水量分别增至0.80亿m3和0.85亿m3，大幅提高了生态需水满足程度。研究为气候变化与人类活动双重压力下北方源头区水资源动态调控及生态韧性提升提供了科学依据。

针对湿润地区超大城市普遍面临的“水质型缺水”问题，在已有水量-水质耦合的研究基础之上，量化水质约束对可利用水量的制约机制，旨在揭示水质约束对WRCC（Water Resources Carrying Capacity）的非线性制约机理并寻求最优发展路径。研究以苏州市为案例，耦合模糊综合评价法（Fuzzy Comprehensive Evaluation，FCE）与系统动力学（System Dynamics，SD）构建WRCC综合模拟评价模型，从水质、水资源、社会经济、生态环境4个维度建立指标体系，采用合作博弈融合AHP与熵权法的综合赋权法量化子系统权重。基于Vensim-PLE平台构建SD模型，模拟苏州市2024-2035年在现状延续型、节水型、产业结构调整型、水质治污型和综合发展型5种情景下WRCC的动态变化。研究结果表明：①水质约束是湿润地区超大城市水资源承载力的刚性瓶颈，进一步深化了水量-水质耦合承载理论在湿润地区的适用性。②情景模拟显示，至2035年，现状延续型情景下WRCC评分降至0.526（中等承载等级），而水质治污型和综合发展型情景可将WRCC评分分别提升至0.802和0.819，进入强承载等级，表明水质改善可直接缓解苏州水质型缺水问题。③综合发展型通过“水质改善-产业优化-节水协同”的多维协同路径正向反馈效应实现了最佳效果。研究为苏州市水资源管理提供了可行方案，为苏州市及类似地区破解水质型缺水困境提供了理论支持与操作路径。

为探究不同土壤调理剂对稻田土壤pH值和有效态镉修复的影响，研究选取3块试验田，在传统淹灌条件下开展水稻田试验。设置空白对照组（对照田A）、铁基生物炭调理剂处理组（试验田B）和改性沸石调理剂处理组（试验田C），试验田B和试验田C分别施加50和100 kg/hm²剂量的铁基生物炭调理剂和改性沸石调理剂，对比分析地下0~10、10~20、20~30 cm处土壤pH值和有效态镉含量的变化特征。研究结果表明铁基生物炭和改性沸石都能缓解土壤酸化并降低土壤中有效态镉含量，试验田B和试验田C地下0~10、10~20、20~30 cm处土壤pH值较对照田A分别上升了14.8%、15.7%、3.1%和6.3%、8.1%、1.4%，相应的有效态镉含量较对照田A分别降低了58.3%、53.8%、17.8%和43.1%、35.5%、10.0%。铁基生物炭对缓解稻田土壤酸化、降低有效态镉含量效果更显著。研究成果对解决土壤酸化和稻田重金属镉污染具有重要的理论和实践参考意义。

为实现水环境保护需求下农业生产系统经济净效益最大化，科学表征农业面源污染管理系统中随机性与模糊性共存的复杂不确定性问题，提出了一种基于新型模糊边界左手边机会约束规划方法的农业面源污染控制决策优化模型。以农业系统经济净效益最大化为目标，以农作物种植面积、畜禽养殖规模及肥料施用量为决策变量，以流域水质达标、农业灌溉用水需求不超过区域可利用水资源量为约束条件，针对因自然条件多变、农业面源污染管理参数估算误差等引起的多重不确定性，以及在农业面源污染管理过程中受农业生产活动影响无法100%实现管理目标而引发的“违约可能性”，通过研发左手边机会约束规划，并耦合三角模糊数与 \alpha截集，提出了新型的基于模糊边界左手边机会约束规划方法，获得不同环境管理水平-环境风险违约水平多情景组合下的决策方案。结果表明，农业系统环境管理要求随着置信水平的升高而提高，导致农作物总种植面积、畜禽养殖规模及肥料施用量的允许浮动区间宽度变窄，决策区间缩小15%~20%，系统经济净效益下降3%~5%；随着违约水平升高，系统环境管理水平降低，农作物总种植面积、畜禽养殖规模增大，系统经济净效益提高5%~8%。研究表明，该方法能够科学地将农业面源污染控制决策需求概化为数学模型，有效解决农业系统内因数据不确定性和环境管理目标违约可能性对环境决策的影响，提出不同环境管理水平下的最优农业面源污染控制决策方案。

生物滞留设施是海绵城市主要的源头减排设施类型之一。目前，关于生物滞留设施水文效应已开展了较多的研究，但是其内部各种水源的运移规律和持水能力的认识和模拟尚不够深入。通过实验和稳定同位素技术，研究了两种不同配比的生物滞留柱（60%砂土+40%粉砂质壤土和40%砂土+60%粉砂质壤土）出流过程的水源组成，得出了生物滞留柱实验出流过程中“旧水”和“新水”的比例变化规律，发现两次实验注水事件（模拟降雨事件）之间的无雨期的长短对生物滞留设施土壤水（旧水）占比存在较明显的影响；构建了基于物理信息神经网络（ Physics Informed Neural Networks，PINN ）的出流模拟模型，从持水量、持水时间和无雨期等方面量化分析了生物滞留柱的持水能力，发现砂土比例较高的填料因其大孔隙优势而表现出的更强蓄水潜力，尤其是在经历较长无雨期后，其内部水分的排空更为彻底，从而为后续降雨事件提供了更大的蓄水空间，说明生物滞留设施差异性设计方案需要综合考虑粒径组成、改良剂的应用、持水能力以及当地的无雨期等因素。研究成果对深入认识生物滞留设施的水量水质调控机制、实现生物滞留设施的智能实时调控和精细化设计与运维管理具有参考价值。

为评估梯级水库开发对河流生态系统结构与功能的影响，研究于2024年8月（丰水期）对嘉陵江中下游4个梯级共22个采样点的浮游动物群落进行了系统调查。研究发现：浮游动物群落呈现明显的小型化特征。调查共鉴定75种，其中轮虫（33种，占44.0%）和原生动物（21种，占28.0%）在物种组成上占据主导地位。群落平均密度为672.23 ind./L，平均生物量为0.18 mg/L。受支流汇入与大坝阻隔引起的水动力滞缓的共同影响，高密度区域主要分布于支流汇入口和坝前缓流区。基于功能性状分析，浮游动物功能群以滤食性类群为主导，其中轮虫滤食者（RF）和原生动物滤食者（PF）是主要的优势功能群。冗余分析（RDA）结果表明，高锰酸盐指数（COD_Mn）和水温是驱动功能群空间分异的关键环境变量（P < 0.01）。研究表明，梯级开发引起的水力停留时间延长与有机负荷富集的协同作用，促使水生态系统能量流动路径由传统牧食食物链向以细菌-原生动物/轮虫为主的微生物环（Microbial loop）演变，该研究结果可为梯级开发背景下的河流生态保护提供科学依据。

针对河流—水库过渡带水体光学成分复杂、悬浮颗粒物（SPM）浓度跨度大且时空变化剧烈的问题，构建了一种基于固有光学量（IOPs）的SPM浓度遥感半解析反演方法。该方法通过改进QAA参考波段选择，并结合光谱角加权策略，实现了不同光学类型水体SPM反演的统一建模。结果表明，在中低浑浊水体条件下，MQR655算法相较QAA-RGB算法的RMSLE由0.72降至0.05，MAPE由98.20%降至6.70%，反演精度显著提高；在高浑浊及极浑浊条件下，基于近红外参考波段的z859方法表现出更好的稳定性。三峡库区应用结果显示，排浑期坝前、坝后SPM浓度显著升高，且空间梯度明显增强。研究表明，该方法能够有效刻画河库复合水体SPM的时空分布特征，可为高动态泥沙环境下的遥感监测与业务应用提供技术支撑。

为提升船塘河流域面源污染防控能力，通过实地监测数据对SWAT模型的径流和总氮总磷参数进行率定与验证，系统评估流域的氮磷污染状况与BMPs减排效果。结果表明：①SWAT模型对船塘河流域的模拟具有良好适用性，各指标率定验证期的决定系数R² 和纳什系数NSE均大于0.61。②2022-2024年，流域年均总氮、总磷负荷分别为2 481 t/a和177 t/a，氮磷负荷集中在丰水期3-9月，占全年输出量的87%和85%；空间上氮磷负荷呈东高西低特征，分布在耕地和城镇用地占比较高的子流域。③流域氮磷污染受降雨和土地利用共同影响，通过化肥削减、残茬覆盖和植被缓冲带均能有效削减氮磷输出，单项BMPs中植被缓冲带10 m对总氮总磷削减率最高，分别为25.92%和31.78%；组合BMPs中植被缓冲带10 m+残茬覆盖效果最佳，总氮总磷削减率为36.40%、38.07%。研究结果可为船塘河流域控源减排提供科学参考，并为面源污染精准防控与绿色发展提供决策支撑。

针对双侧竖缝式鱼道水力特性优化问题，采用RNG k-ε 湍流模型对双侧竖缝式鱼道进行三维数值模拟，研究棱柱、圆柱和半圆柱三种障碍物对池室水力特性的影响。研究以无附加结构的双侧竖缝式鱼道作为对照组（A0），设置3种障碍物工况，即鱼道池室布置棱柱（A1）、圆柱（A2）和半圆柱（A3）工况，系统分析鱼道中间池室0.5 h水深断面的流速分布、湍动能、单位水体消能率及总水力应变等水力特性。研究表明：鱼道池室布置障碍物能显著改变主流路径，形成多股分流与新增回流区，可为鱼类提供更多的上溯路径选择；障碍物布置能够显著降低池室内水流流速和竖缝处流速，其中池室布置棱柱障碍物，使竖缝最大流速由原型1.33 m/s降至1.12 m/s（降幅为15.8%），平均流速衰减率达19.4%，池室布置圆柱障碍物和布置半圆柱障碍物平均流速衰减率分别为6.4%和14.3%；湍动能分析显示，池室布置棱柱障碍物与布置圆柱障碍物均可控制最大湍动能低于0.05 m2/s2，而池室布置半圆柱障碍物平均湍动能增加18%；所有障碍物工况池室单位水体消能率均远低150~200 W/m3；池室布置棱柱障碍物和布置圆柱障碍物总水力应变有所降低，布置半圆柱障碍物最大总水力应变与无附加结构的鱼道工况相近。

溶解氧是调控河流生态系统生物化学过程的核心要素，而氮、磷是影响水体营养状态与浮游植物生产力的关键因子。实现对两者的准确预测，有助于为流域水环境管理提供科学依据与决策支持。研究基于京杭运河流域，构建了融合物理机制与数据驱动的MKIE11-STG-Transformer时空耦合模型，整合了MIKE11水动力模块的物理机理与STG-Transformer深度学习架构的时空图结构，综合利用气象、水文与水质观测数据，实现了对溶解氧、氮、磷等关键水质参数的高精度预测。结果表明，STG-Transformer能够有效学习MIKE11输出的水文响应特征，在各站点预测中均表现优于基线模型。同时，流域水质呈现出明显的时空关联性，通过将构建的时空图输入图卷积网络（GCN）与Transformer模型，可有效捕捉水质因子的时空依赖关系。在损失函数设计中引入MIKE11所依据的水动力方程作为物理约束，并结合随机梯度下降（SGD）算法进行优化，显著降低了深度学习黑箱模型的不确定性，提升了预测结果的可靠性。研究为复杂流域环境下的水质预测提供了一种物理机制与数据驱动相融合的新途径。

揭示向家坝水电站日调节过程对下游河道非恒定流传播的影响，对水库调度及下游航道维护存在一定指导意义。结合2018-2024年向家坝水文站逐小时流量、水位过程，分析向家坝水电站下泄非恒定流特征，结果发现：2018-2024年向家坝水电站年均下泄流量4 102.34 m3/s，流量日变幅的平均值为1 123.82 m3/s，水位日变幅的平均值分别为1.19 m，两者存在显著线性相关关系。针对向家坝水电站的3种日调节工况（调增2 000、1 600、1 000 m3/s），开展坝下游河道沿程水位观测，结果发现：非恒定流沿程水位变幅总体为趋势衰减，调增2 000、1 600、1 000 m3/s 工况下，向家坝水文站至宜宾断面水位变幅分别从2.59、1.56、2.19 m衰减至1.30、1.26、1.50 m。非恒定流对水位波动的影响集中于普安以上河段，岷江入汇对其有明显削弱作用。推导非恒定流沿程水位变幅关系理论公式，并通过观测数据对其进行验证，线性公式拟合优度为0.67~0.93，证明了公式的合理性、准确性，该成果能够为水电站优化调度、下游航道安全保障提供科学依据。

提出一种双馈式可变速抽水蓄能机组防越界协同优化方法，用于提升双馈式可变速抽水蓄能机组在边界工况点的运行稳定性。首先，在交流励磁系统引入自适应的可调延时环节；其次，基于控制要求引入多目标粒子群优化算法，将调速器PID参数以及延时时间作为决策变量，结合机组在稳定运行区域内不同工况点的运行特性，建立多目标优化体系；最后，经优化获得Pareto最优解，并选取综合性能最佳的优化结果与固定PID参数进行仿真对比。结果表明，优化所得最优解能协调双馈式可变速抽蓄机组在不同控制模式下的速动性与水压、转速或功率越界之间的矛盾，可为变速抽蓄机组在增减负荷和一次调频过程中的安全稳定运行提供有效的技术指导。

抽蓄电站侧式进/出水口体型及其水力特性极大影响枢纽运行效率与系统稳定。针对LB抽水蓄能电站工程下库侧式进/出水口，将特征体型参数（调整段长度 L_a、边墩后移距离 d_{\mathrm{s}\mathrm{i}\mathrm{d}\mathrm{e}}、中墩后移距离 d_{\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{d}}以及中孔边孔宽度比 m）无量纲化，并采用物理模型试验与数值模拟研究其对侧式进/出水口水力特性的影响规律，结果表明：增大 L_a能减小出流工况最大流速不均匀系数；增大 d_{\mathrm{s}\mathrm{i}\mathrm{d}\mathrm{e}}、 d_{\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{d}}均能减小入流工况各流道流量不均匀度；减小 m能增大边孔流量减小中孔流量。在此基础上推荐了特征体型参数适宜取值范围，并采用响应面法对LB抽水蓄能电站工程下库侧式进/出水口进行了体型优化。经物理模型试验检验，体型优化效果良好。研究成果可为类似工程设计提供参考。

鉴于水电机组振动信号具有高度复杂和非线性特征，其故障特征提取与类型辨识面临严峻挑战。为此，提出一种基于融合尺度自适应复合模糊熵（scale-adaptive composite fuzzy entropy，SACFE）的改进完全自适应噪声集合经验模态分解（improved complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise，ICEEMDAN）和强化鲸鱼优化XGBoost（strengthened whale optimization XGBoost，SWOA-XGBoost）的机组故障诊断方法。首先，采用ICEEMDAN处理原始振动信号；其次，基于SACFE的尺度自适应复合优势提取故障特征；最终，构建SWOA-XGBoost模型完成对故障特征向量的分类。实验结果表明，所提方法在四类故障原始信号中的识别精度达100%，加噪条件下仍保持97.58%的准确率，展现出明显优势，为水电机组故障诊断领域提供了有价值的理论拓展和技术改进。

针对抽蓄机组调节系统的非线性和水机电耦合动态特性，提出了一种该系统的智能辨识方法。基于压力管道特征线模型（MOC）与水泵水轮机、发电电动机和调速器的离散状态空间方程，建立了调节系统的整体非线性系统模型；引入了改进的树种算法（ITSA）作为启发式优化器，将树种算法与基于反向学习、混沌局部搜索和弹性壁面机制相结合，以获得更好的全局探索能力，并用于辨识调节系统模型的参数。在典型甩负荷工况下，开展了基于不同智能辨识方法的数值仿真研究，结果表明，与传统的机组调节系统智能识别方法相比，基于ITSA的辨识方案可以提高抽蓄机组调节系统模型对机组转速和关键部位水压的整体模型匹配精度。

为探究水电工程地下洞室群施工进度风险的链式传递，基于风险链理论，从“风险关联网络-工序网络-风险后果”多层级交互视角分析进度风险传递机制，提出融合蒙特卡洛（Monte Carlo， MC）模拟与系统动力学（System Dynamics， SD）的进度风险评估模型（MC-SD）。利用MC量化地质、技术、环境、管理等多源风险因素的随机分布特征，借助SD刻画风险链的动态反馈与非线性累积效应，实现对施工进度风险的随机性量化、链式传递路径解析与关键节点定位。通过工程实例分析，模型识别出6条风险链，并精确量化了各风险链对总工期的影响，定位关键风险传递路径。本研究从方法层面拓展了施工进度风险分析的维度，为地下洞室群工程施工进度控制和风险管控提供方法支持。

针对深埋地下厂房软硬相间高边墙在开挖卸荷过程中的位移突变控制难题，以巩义抽水蓄能电站为依托，采用理论解析与数值模拟相结合的方法，研究了瞬态卸荷作用下软硬相间岩体的非协调变形机理与破坏演化规律。构建软硬相间岩体瞬态卸荷动力学模型，阐明了动力响应对侧向约束与卸荷尺度的敏感机制，提出了基于“能量-应力”双控的工程策略。受刚度差异控制，硬岩高速率的应变能释放对软岩变形具有明显的促进作用，在变形发展最终状态下软岩变形量大于硬岩相互牵制，这种不协调变形易诱发层间剪切错动，使软硬交界面成为破坏的优势发展区。随着侧压力系数k值增大和卸荷高度h增加，瞬态动力松动位移呈现爆发式增长，说明“强侧压和大尺度卸荷”耦合是导致失稳的典型工况。建议采用“小台阶分层”开挖以“化整为零”控制瞬态能量释放，并采用“中部拉槽先行”方案释放高地应力，降低边墙侧压效应与层间错动风险。本研究可为类似复杂地质条件的地下工程开挖设计提供参考。

工程类比是确定水利水电工程岩体渗透系数的重要手段，但传统的相似性判断高度依赖主观经验，缺乏量化标准，可能对工程防渗设计带来不确定性及安全风险隐患。提出了一种数据驱动的岩体渗透特性相似性分析方法，采用基于置信椭圆的相似性度量指标，实现了对不同坝址间岩体渗透特性关联性的定量评估。依据我国西南地区9座大型水电站的现场压水试验数据，着重分析了渗透系数与埋深的联合分布特征，表明地质背景相似的A与B两个坝址区的渗透特性整体表现出高相似度（相似度指标达1.38）。通过对不同分类子集的相似度分析表明，整体的相似性可能掩盖特定条件下数据子集之间的显著差异或关联，例如A与B坝址在弱卸荷分带中的相似度仅为0.20，而与A坝址整体相似度仅为0.41的I坝址在弱风化分带中的相似度却高达1.58。不仅为场地岩体参数的相似性量化评估提供了一种通用方法，而且显著提高了岩体参数类比确定的可靠性。

为改善单管四机水电站系统控制性能，基于二端口网络理论构建引水系统数学模型，建立单管四机水电站调节系统整体模型，引入鮣鱼算法（ROA）对四台水轮机组调速器PID控制参数同步优化。针对单管四机水电站调节系统频率调节和开度调节模式进行仿真验证，利用ROA算法优化对比参数同步与不同步调速系统响应特性，验证所提方法在单管四机水电站调节系统控制参数优化的可行性。仿真结果表明，同步优化后系统振荡次数至少减小50%，提高了系统运行的稳定性。

党的二十大明确全面建设社会主义现代化国家的首要任务是“高质量发展”。农村供水作为农业农村现代化的基础性工程，直接关系8亿多农村居民的生活质量与乡村振兴。水利部2023年印发《关于加快推动农村供水高质量发展的指导意见》，明确“2035年基本实现农村供水现代化”的目标。农村供水“3+1”标准化建设和管护模式作为农村供水高质量发展的核心抓手，通过“城乡供水一体化、集中供水规模化、小型供水工程规范化”的工程建设路径与“县域统管专业化”的运行管护机制，构建起适配我国农村地域特征、人口分布与经济社会发展水平的农村供水现代化框架。基于“3+1”模式，探索农村供水现代化的发展架构和实施路径。

针对粤东水资源优化配置工程中下架山泵站向汤坑、秋风两座水库并联供水过程中存在的分岔点水力约束与支路回流风险，构建了一种兼顾运行安全与经济调度的泵—阀协同优化模型，为双水库并联供水系统的运行调度提供方法支撑。以分岔点总水头为调控变量，将支路回流风险转换成水头安全约束，并确定系统安全运行边界；在此基础上，分析不同分岔点水头条件下的泵站运行工作点，划分单向和双向供水的运行可行域；并以单位提水能耗最小为目标，优化确定不同工况下的机组组合、变频泵转速及入库调流阀开度。结果表明：单向供水工况下，向汤坑水库供水时，低水位宜采用1台机组变频运行，高水位宜采用1台机组工频运行；向秋风水库供水时，全水位范围内均以2台变频机组运行为最优方案。双向供水工况下，可行域内宜采用3～4台机组变频运行，超出可行域时宜采用单库轮流供水方式。所提出的方法可在保障供水目标的同时有效规避支路回流风险，并可为类似高、低双水库并联供水系统的安全优化调度提供参考。

多源遥感数据融合能够突破单一传感器的空间、光谱或时间限制，实现更高精度、更高时效的作物识别，为精准农业、农业可持续管理与粮食安全提供科学依据。为了快速有效获取春季赵口灌区的作物种植结构，依托GEE云平台，利用多源遥感影像构建多源多时相分类特征集，根据随机森林特征重要性和分类精度完成特征优选，采用随机森林等机器学习分类器进行作物分类，并对结果进行验证。研究结果表明：优选关键时相的单期影像并结合多源数据可获得最佳分类精度。光谱、极化、纹理与地形等多源特征提升了作物分类性能。随着特征数量增加，随机森林（RF）分类精度呈先升后趋于平稳并伴有波动的趋势。赵口灌区主要作物在2019-2025年保持了基本格局，但内部结构呈现轻微调整。小麦主要分布于灌区中部和南部，大蒜集中在北部及东北部区域，其他作物则多分布于河堤、道路两侧及村庄周边的非农田区域。研究结果可为作物遥感监测与灌区管理提供参考。

研究的目的是探究人工分层配土在治理土地荒漠化过程中对土壤水热运移的影响，并进行水热平衡分析。以西北典型荒漠化治理区种植的紫花苜蓿为研究对象，提出一种基于土壤物理学原理的人工分层配土（Artificially Layered Soil， ALS）荒漠化治理技术，通过在原状土（Field Undisturbed Soil， FUS）表层依次铺设沙土和土石混合介质重构土壤结构，旨在增强土壤保水保温能力、减少无效蒸发。基于土壤水分、温度实时监测数据及气象因子数据，建立ALS与FUS两种处理方式的数值模型，采用SHAW模型进行土壤水热运移模拟，并通过Nash-Sutcliffe效率系数（NSE）、相对误差（ARE）等指标验证模型适用性，进而开展水热平衡分析。结果表明：①SHAW模型在干旱区土壤水热运移模拟中适用性良好，温度模拟契合度高，土壤含水量模拟虽存在小幅数值偏差，但整体变化趋势一致；②生长季ALS土壤储水量显著低于FUS，渗漏量更高而水分补给量更少，ALS耗水量较FUS减少35.3%，耗水速率降低35.4%，表明ALS可有效减少土壤无效蒸发，提升水资源利用效率；③试验期间ALS获得净辐射较FUS少969.7 W/M2，潜热通量仅为FUS的53.53%，而土壤热通量较FUS高23.2 W/M2，说明ALS处理后土壤温度更高，保温效果更优。同时，ALS处理下苜蓿株高、茎粗及干质量等生长指标均优于FUS，验证了该技术在荒漠化治理中的应用价值。研究为人工分层配土技术的完善、推广及干旱区荒漠化治理提供了科学依据与数据支撑。