灌区是陆地社会水循环最为强烈的单元之一; 而灌区退( 回归) 水是评价灌区水资源利用效率的一个重要指标，当前已成为国内外学者关注的热点问题之一。通过综合分析国内外灌区退( 回归) 水已有研究成果，得出主要结 论: ①不同学者根据对人工水循环过程的理解，提出灌区退( 回归) 水定义包括狭义概念和广义概念两种; ②灌区退( 回归) 水受灌溉水量、灌溉方式等人为因素和降水量、土壤理化特性、地下水位等天然因素耦合作用影响，但影响灌区退( 回归) 水的主要因素随灌区不同而发生改变; ③灌区退( 回归) 水量预估方法主要有退水系数法、数理统计法、数值模型法 3 种方法。

根据灌区用水结构特点，综合考虑水资源与社会经济以及生态环境之间的动态联系，建立用水总量控制条件下的灌区水资源承载力多目标优化模型。以江西省赣抚平原灌区为例，得出现状年及规划年灌区水资源系统能够支撑的社会经济发展规模，利用相对承载指数和区域协调发展指数评价了灌区水资源承载力。结果表明：现状供水相当充裕，水资源综合承载指数大于1，水资源承载能力没有得到充分发挥；用水总量控制条件下，规划年水资源综合承载指数小于1，灌区水资源不足以支撑经济社会的发展。农业用水优化配置方案下，水资源承载力有所增强，表明农业用水优化配置是提高水资源承载力的有效手段。在实现农业用水优化配置及污染物排放量控制的条件下，灌区水资源、经济、环境的协调度达到0.99以上，真正实现了经济发展与环境保护的双赢。

东北三省是我国重要的粮食主产区，东北农业生产关乎国家粮食安全。近些年来，东北连遭干旱侵袭，对农业生产产生了较大的威胁，因此，及时的干旱监测和预警极为重要。本文利用MODIS卫星遥感数据，基于植被指数温度(VI-TS)特征空间和线性混合模型，选取地表温度（LST）和归一化植被指数（NDVI）反演植被冠层温度（Canopy Temperature），并利用手持式红外测温仪在吉林省梨树县地面测量的玉米冠层温度对反演的冠层温度进行验证。结果表明，反演的冠层温度与实测值较为一致，并且在作物生长的中后期效果较好。本研究建立的冠层温度反演算法能够较为准确地反演作物的生长状况，可为东北地区提供及时的农业灌溉技术指导。

多功能喷头是以PY20摇臂喷头为基础，从摇臂喷头的中部插入掺气管，实现掺气、掺液的喷灌喷头。采用液气体积流量比和液液质量流量比衡量多功能喷头的抽吸性能，并在不同工作压力下开展了试验测量。在相同喷头流量条件下，对比了摇臂和多功能喷头的水力性能、不同组合间距下正方形布置方式的喷洒均匀系数。结果表明：随着工作压力的增大，液气比和液液比呈曲线下降且渐趋向于某一值，喷头掺气、掺液量增大；不同工作压力下多功能喷头与摇臂喷头相比，掺气时射程变化不大，而掺液时缩短约1 m；掺气和掺液对于改善射流前段和中段的水量分布效果明显，且降低了喷头末端的降雨强度和打击力度；多功能喷头掺气、掺液时，最佳组合喷灌间距为1.2R，优于摇臂喷头的1R,节约了灌溉管网开支成本。

为了明确贵州省参考作物腾发量（ET0）的时空变化规律及其驱动原因，利用贵州省19个气象站点1959～2015年的日气象数据，运用FAO-56PM公式进行ET0的计算，分别采用MK趋势检验法、IDW插值法和偏导数计算法分析了贵州省多年ET0的年际变化趋势、空间分布特征和ET0变化的气象因子灵敏度分析，并结合多年相对变化率进行贡献率分析。结果表明：贵州省不同地区的多年ET0表现出不同程度的变化趋势和分布特征，多年年平均ET0为785mm～989mm，总体上呈现为由西南到东北递减的分布特征；贵州省ET0对相对湿度最为敏感，但日照时数（即太阳辐射）是引起贵州省多年ET0变化的主要驱动因子。对于贵州省ET0呈现上升趋势的地区应根据其主导驱动因子采取相应的科学措施，以缓解该区域水资源的供需水矛盾，研究结果可为贵州省农作物种植结构调整和水资源的合理配置提供指导依据。

近年来，随着华北地区城镇化、工业化进程的进一步推进，农业用水量及农业用水占总用水量比例均呈下降态势，农业用水保障形势愈发严峻。针对华北地区各省市社会经济发展特点和水资源天然禀赋，选择河北省为典型研究区，基于1997~2012年间统计资料，通过水资源量、耕地面积和有效灌溉面积、灌溉定额、产业比较效益、人口结构以及农业用水水质等指标分析华北地区农业用水减少的原因，最后针对现阶段华北地区农业用水保障所面临的问题提出对策和建议。

为寻找对番茄生长、产量、品质最有利的微润管埋深，设置了3个埋深处理，分别为T1（10cm）、T2（15cm）、T3（20cm），并设置了常规地表自流灌CK处理作为对照，考察各处理对番茄的株高、茎粗、叶面积等生长指标，光合速率、蒸腾速率、叶绿素含量等生理指标，以及产量、综合品质的影响。结果表明：1、进入开花与果实膨大期后，微润灌各处理各生长指标除叶面积为T1＜CK外，其余生长指标均为CK处理最小，且T2处理各生长指标值最大；光合速率为：T2＞T1＞CK＞T3；蒸腾速率为：T2＞T3＞T1＞CK；气孔导度为：T2＞T3＞T1＞CK；胞间二氧化碳浓度为：T1＞T3＞CK＞T2。2、微润灌各处理番茄的单果质量均大于CK，T2产量最大。3、综合品质评价值排序结果为：T2＞T3＞T1＞CK。研究得出结论：T2处理（埋深15cm）是番茄种植时微润管适宜埋深。

由于地面坡度影响，双向布置滴灌管道在坡地出水量差异较大，合理的灌水均匀度难以保证，限制了其在丘陵漫岗地带的应用。通过试验分析单根毛管在不同坡度情形下出水量及均匀度变化规律，结论表明：双向布置比全顺坡布置更有利于提高灌水均匀度；存在使得毛管出水均匀度最高的最优逆坡毛管长度，不同地形坡度下该最优长度随坡度增加而减少。试验结论对确定坡地滴灌管道布置最优方案提供了参考。

为解决小型蒸渗仪自动化程度低、可靠性差、易受天气状况的影响等问题，研制了自动地下轨道称重式蒸渗仪测控系统。该系统采用自主开发的上位机软件，可实现全自动智能控制各设备工作，移动称重装置可对各个测筒进行独立准确测量，以满足不同处理和重复试验对测筒数量的要求。此外，该系统的称重设施设于测筒下方的地下室结构内，排除了大风、大雨等天气对蒸渗仪监测数据的影响。系统测试显示，称重系统对蒸发蒸腾量(evapotranspiration,ET)的观测精度达0.028mm，称重系统计算的ET与含水率计算的ET变化趋势一致，线性相关系数较高，说明自动地下轨道称重式蒸渗仪测控系统测量精度较高，且监测的数据稳定可靠，可用于研究不同灌溉方式下作物需水规律，不同水分胁迫作物响应机理，土壤水量平衡等。

为了确定变化环境下横断山区科学高效的灌溉制度，利用 MATLAB 编程对横断山区 1960－2013 年 31 个气象站点逐月气象资料计算处理，得到横断山区逐月参考作物蒸散量。并通过 GIS、完全相关性分析、EOF 分析及 MOＲLET 小波分析等方法揭示横断山区参考作物蒸散量时空分布及其成因。结果表明: 就空间特征而言，横断山区 1960－2013 年年平均参考作物蒸散量为 945．20 mm; 呈“南部高于北部，东部高于西部，盆谷地高于山地”分布; 海拔低、纬度低、平均温度高、日照相对充足、风速大、相对湿度小及降水少的区域，参考作物蒸散量相应较大，反之较小; 横断山区西北部与东北部反向变化趋势明显，保山－大理一线与南部及中部空间变异性显著。就时间特征而言，横断山区 1960－2013 年平均参考以 4．5 mm/10 a 递增; 1969、1984 及 2004 年为横断山区年平均参考作物蒸散量的转折点; 横断山区年平均参考作物蒸散量主周期为 27 a，横断山区四季平均参考作物蒸散量除冬季外均保持与横断山区年平均参考作物蒸散量周期一致性。

基于晋北盐碱地土壤水分原位入渗试验，建立了容量为200组的盐碱地Philip入渗模型参数样本，借助MATLAB软件，构建了以土壤全盐量、有机质量、含水率、容重、粘粒和粉粒含量为输入因子， Philip入渗模型参数吸渗率S和稳渗率A为输出因子的多元非线性预测模型，并用实测资料对该模型进行了精度检验。结果表明：对入渗参数预测的相对误差均小于10%，误差较小，模型预报精度较高，可满足实际应用的需要。研究结果在为盐碱地灌溉灌水技术参数的合理确定提供技术手段的同时，也为进一步优化盐碱地的改良方法提供了理论依据。

研究根据室内土壤氨挥发试验数据，建立了 Elovich、BP 神经网络，以及 GABP 三种预测模型，并分析比较了三种模型的预测效果。结果表明: 三种预测模型均能满足模拟精度要求，其中 GABP 模型所预测的结果与实测值的平均 相对误差、相关系数和决定系数为三种模型中最优，具有较高的预测精度和良好的稳定性，可以较好地表征土壤氨挥发动态变化过程，为土壤氨挥发的预测研究提供了良好的依据。

“互联网+”现代水利行动计划为推动传统水利向现代水利发展起着重要作用，智能手机是“互联网+”的重要载体，其定位精度直接影响着水利信息采集的准确性。为利用“水利一张图”综合数据库，实现信息协同共享，作者基于 Android 系统，开发了农水规划简便信息采集软件。通过计算该软件所采集数据的内符合精度和外符合精度分析手机定位的精确性。经测试，手机的实时定位误差均在 0 ～ 6 m 之间，可以满足农田水利工程的信息采集( 寻点与记录) 精度，论证了利用基于 Android 的农水规划简便信息采集软件进行信息采集的可靠性。

分析传统暴雨公式推导过程中存在的几点问题，针对暴雨公式推导的传统算法中先以样本抽样误差最小为目标函数，再以公式统计误差最小为目标函数的思路进行改进，提出以抽样误差和统计误差之和为目标函数，以抽样误差和统计误差同时小于误差允许值为辅助约束条件的综合误差法。使用某市32年降雨资料进行试算，依据传统算法和综合误差法的误差控制方式，使用皮尔逊Ⅲ型曲线和指数曲线推求四参数暴雨公式，使用皮尔逊Ⅲ型曲线推求五参数、六参数暴雨公式进一步验证，最终拟合精度结果显示综合误差法误差控制明显好于传统算法。

枯季梧州控制断面径流过程对西江中下游生态、供水及珠江河口三角洲抑制咸潮入侵具有指标性意义。本文以该控制断面的生态基流和河口抑咸所需流量为控制指标，选取近年来典型枯季水文过程，应用建立的西江中游河网及梯级水库数学模型，对利用龙滩和岩滩正常蓄水位与汛限水位间的库容开展枯季调度过程进行模拟计算和分析。结果显示采用龙滩单库调度或龙滩与岩滩联合调度方案可以显著提高枯季梧州控制断面的径流量，岩滩单库调度则作用不明显。分析显示，在西江中游梯级水库以防洪、供水或生态等为目的的调度中，若能充分发挥上游龙滩水库的主导作用和下游梯级水库的辅助中转水库的作用，可以有效缩短对下游需求的反应时间并提高效率，同时也证实了采用以龙滩为主的大型水库汛前弃水开展各种目的的调度具有相当的可行性。

以鹤壁市为研究对象，选取人均供水量、产水模数、万元GDP用水量、供水模数、需水模数、耕地灌溉率、生态用水率共计7个主要影响鹤壁市水资源承载力的因素作为评价指标，通过构建模糊综合评判模型对该市进行了水资源承载力评价。结果表明：2009-2015年间，鹤壁市水资源承载能力平均得分为0.4224，属弱承载。承载力总体呈现先增强后趋于平缓，然后有所减弱的趋势，南水北调投入使用后，水资源承载能力有所提升，但仍存在一定程度的水资源短缺现象，因此优化配置水资源、实现水资源的合理开发利用仍然是当务之急。本文研究成果对于实现鹤壁市水资源可持续开发利用具有一定参考价值。

GRACE(Gravity Recovery And Climate Experiment)重力测量卫星自2002年3月发射以来，已经提供了地球重力场十多年的观测资料，该卫星通过测量全球不同地区因质量异常所引起的重力起伏来获取陆地水储量变化的总体分布信息，为监测表层或深层水储量变化提供了新方法。本文系统综述了利用GRACE卫星重力数据进行水储量变化研究的国内进展，重点介绍了GRACE重力卫星及其在国内湖泊流域、河流流域和高原冰川等区域水储量变化反演的研究，并从气候因子和人口社会经济因子分析了我国水储量变化的特点，同时还探讨了GRACE在研究我国水资源储量中的技术瓶颈、可能的解决方案和未来展望。

河北平原是我国当前水资源供需矛盾最为严重的地区之一。本文基于2008年到2014年位于河北平原11个监测点日尺度的地下水埋深数据，分析了河北平原不同地区的浅层地下水动态变化。结果表明：地下水位埋深呈现出由山前平原区到中部平原区不断减小的特征；山前平原区地下水位整体上不断下降，但局部区域受水库储水、土地利用和降水量变化等影响，地下水位呈回升趋势，中部平原区的地下水位年际波动不超过3 m；山前平原区的年内最高和最低水位分别出现在2-3和7-8月份，而中部平原区则分别出现在4-6和9月份；由于地下水开采强度、土地利用、地形地貌等因素的差异，不同地区年内水位下降和水位回升状况也存在较大差异。

为了探讨贵州省水资源利用与经济协调发展之间的关系，利用贵州省2006-2015年统计数据计算其水足迹指标以及水足迹评价指标，并构建协调发展脱钩评价模型对水资源利用与经济发展之间的关系进行评价，结果表明：贵州省2006-2015年水足迹总体上呈波动下降趋势，其中农业用水是水足迹的主要组成部分，平均占比为57.83%，农业用水中，粮食作物和蔬菜水足迹占比最大，平均占比为38.42%和41.96%；水资源自给率、水资源压力指数和水资源匮乏指标均较高；GDP增长与水资源利用的关系整体上在波动中由弱脱钩的初级协调向强脱钩的优质协调转化。基于以上结论，通过改变消费结构、改变虚拟水贸易结构以及优化产业结构来进一步促进贵州省水资源利用与经济增长之间更好的协调发展。

临界雨量预警指标是小流域山洪灾害预警预报的重要依据。本文针对陕南地区无资料小流域，采用水位反推法计算三种不同前期土壤含水量(Pa)的临界雨量，确定前期土壤含水量对临界雨量的影响。研究结果表明：采用推理公式法计算洪峰流量比较符合实际；临界雨量值随着土壤含水量的增大而减小；土壤含水量对临界雨量的影响随着时段的增长而增大。水位反推法简单易行，对陕南地区无资料小流域临界雨量预警指标的确定具有较好的适用性。

洪水预报是防洪减灾中的一项重要非工程措施，而在洪水预报中选择适当的水文模型对准确的洪水预报有着至关重要的意义。大伙房水库是辽宁省重要的水利工程，其地理位置决定了其防洪地位的重要性。采用BP神经网络以及遗传算法耦合大伙房模型（DHF），建立了一种半分布式洪水预报模型，对原有集总式大伙房模型进行改进，将其应用于大伙房水库以期提高预报效率并得到更好的预报效果。预报结果显示，预报效果良好，可用于正式预报。

以清远市石坎河无资料小流域为研究区域，在采用综合单位线法和推理公式法得到100年一遇设计洪峰流量的基础上，建立了一个包含洪峰流量、高程、坡度、土壤类型、人口密度、土地利用类型6个指标的山洪灾害风险评价体系，借助GIS-AHP方法实现无资料小流域山洪灾害风险区划。结果表明：（1）石坎河流域内山洪灾害风险等级较高的区域集中在河流中下游和沿河200m范围内；（2）设计洪峰流量可以作为山洪灾害风险评价的重要指标；（3）集成GIS-AHP方法是无资料小流域进行山洪灾害风险区划有效且快速的方法。评价结果与流域实际情况吻合，可为全国绘制山洪灾害风险图提供借鉴。

径流曲线数（SCS-CN）模型是一种应用广泛的地表径流评价方法，如何通过对径流曲线数（CN）数值的确定来提高径流预报能力，对水资源有效开发利用和洪水灾害有重要的意义。本研究在湖北省松柏站，将其1983-2012年实测降雨径流数据分为模型参数率定期（1983-2003年）和验证期（2004-2012年），分别通过降雨-径流反推法和参数自动优选法计算出流域的综合CN值，根据前五天的累计降雨量对次洪进行分类，得到不同前期湿润条件相对应的流域综合CN值，然后将得到的CN值用于多场次洪进行验证。结果表明：通过考虑前期土壤湿润条件，两种方法获得的流域综合CN值均可用于本流域的洪水预报，且后一种方法的预报精度更高。

利用MIKE FLOOD软件，通过二维非恒定流数学模型对大陆泽及宁晋泊蓄滞洪区现状条件下发生50年一遇洪水演进过程进行分析，并采用“96.8”洪水淹没资料对大陆泽环水村和宁晋泊艾辛庄洪水演进模型参数进行验证。计算结果与其它相关研究报告基本吻合，模拟成果合理。此模型可以作为洪水风险图编制中洪水分析的依据，为蓄滞洪区的安全建设规划及防洪评价提供一定的借鉴。

通过动床模型试验，研究了黄河下游典型河段不同量级漫滩洪水在不同边界条件下的冲淤特性，对河道最优量级洪水泥沙调控技术进行了研究，探寻了黄河下游漫滩洪水泥沙过程控制及分区滞洪沉沙的可行性方案。结果表明：对于规划边界条件下最大洪峰流量为8000m3/s的洪水过程主槽冲刷量效果最好，且洪水可控性好，滩区淹没面积较小。若黄河下游遭遇大漫滩洪水，小浪底水库可控制下泄洪峰流量为8000m3/s。在夹河滩~高村河段，对应滩区运用方式，可开启东明滩、长垣二滩的滞洪沉沙，淤滩刷槽。

基于 2016 年冻土融化期黑顶子河流域地表水、土壤水和地下水中稳定氢( δD) 氧( δ18O) 同位素观测数据，分析了该区域融雪产流阶段 δD 和 δ 18O 的时空变化特征及主要影响因素。结果表明: 融化期积雪 δD 和 δ 18O 平均值最小，分别为－9．33%和－1．28%，且变异性最大。冻土层隔绝了地下水与融雪水的联系，因而地下水、土壤水主要来自冻结期前降雨，其 δD 和 δ18O 变异性最小且均匀的分布在大气降水线附近。冻融过程控制了融雪水与土壤水的蒸发速率和混合作用，进而影响了河水 δD 和 δ18O 随时间的变化特征。土地利用类型不同导致下垫面之间土壤水和地下水 δD 和 δ18O 差异较大。玉米田土壤水主要来自降雨，经历了先入渗再蒸发的过程，呈现表层大深层小的变化趋势。水稻田深层土壤水 和地下水主要来自作物生长期灌溉水，经历了先蒸发后入渗的过程，δD 和 δ18O 较大; 表层土壤水主要来自冻结期降雨或融雪入渗，δD 和 δ18O 较小。受水稻田地下水补给、河道融冰补给以及蒸发作用的影响，主河道稳定同位素显著大于支流，这种差异的大小与流域水循环活跃程度密切相关。

结合目前吸附法除氟技术所面临的应用难点，以MgO吸附材料为例，基于非天然高氟地下水加氟、天然高氟地下水等水质背景开展相关吸附试验，探究吸附材料对水化学性质的适应性。试验结果表明MgO吸附材料对非高氟地下水和天然高氟地下水均具有适应性，投加量0.3g/L情况下可将天然高氟地下水中氟化物浓度由3.68㎎/L降至饮用水卫生标准要求的1.0㎎/L以下，具有良好的除氟效果。MgO吸附材料在吸附氟的同时也吸附了大量共存阴离子HCO3-和SO42-，所吸附的差量级共存阴离子降低了吸附材料的可重复利用性能。基于纯水配制高氟水试验条件下的再生手段满足不了实际高氟水再生手段的需求，再生手段不仅仅需考虑脱附F-，更应全面考虑如何脱附HCO3-、SO42-和Cl-等阴离子从而释放更多的吸附位点。

随着三峡水库的蓄水运行和流域的经济发展，三峡库区香溪河水环境呈现恶化趋势。本文选取总氮、总磷为指标，采用SWAT模型对香溪河流域的水环境现状进行了分析并对不同治理情景下污染负荷的削减情况进行了模拟，在此基础上提出了相应的治理措施建议。结果表明：（1）径流是流域N、P流失的直接载体，径流与泥沙、总氮、总磷的相关系数分别为0.87、0.98、0.89,均高于降雨。（2）香溪河污染负荷输出有较强的季节性，主要集中在丰水期，贡献率均在80%以上。（3）不同土地利用类型下污染负荷的输出差异较大，强度依次为农用地(水田)>草地>林地。（4）情景分析法下5种最佳管理措施显示，退耕还林和过滤带的设置都能有效削减非点源污染负荷。

为拓宽Tennant法的适应性，针对北方地区补水城市河流与未补水河流定位存在较大差异，提出了使用流量还原或还现的方法对不同类型河流流量进行修正，同时利用典型年流量代替多年平均流量并考虑了鱼类产预期最低流速对Tennant法进行改进。将改进后的Tennant法应用到小清河、沂河等河流，应用结果表明：改进后的Tennant法应用于未补水河流能够更好的反映天然水文情势，有助于保障河流流速及水面宽度、水深度等生物指标的良性发展；应用于补水城市河流能够更好地体现了补水区河段的用水特点，易于满足流域经济、社会、自然发展的需求。综合结果表明：改进的 Tennant 法计算结果更为合理，同时兼顾了不同类型河流的需水要求，拓宽了Tennant法的适用范围，为河流生态基流量的计算提供了一个新思路。

结合国际岩体力学学会建议的原位直剪试验方法，对比研究了中美关于岩基抗剪强度参数的试验方法与取值、设计抗剪强度选取等内容。研究表明，中美关于岩基抗剪强度的试验方法基本相同，最常用的是直剪试验，但在试样的制备和试验过程存在若干差异，主要表现在试样尺度和荷载的施加控制方式上。在试验资料不足或可行性研究阶段和初步设计阶段，中美两国选取设计抗剪强度主要根据同类型工程的数据确定。在试验资料充足时，美国岩基抗剪强度的设计值一般是根据实验室直剪试验和现场试验结果综合确定，其设计值可由试验散点图的下界限强度得到。最后，以美国一工程为例，分析说明了美国岩基设计抗剪强度取值保证率高于中国通常按小值平均（78.7%）取定的抗剪强度参数所具有的的安全水平。

为减少水资源的浪费，灌区混凝土工程表面裂缝需要固化性能好的封闭材料。通过三种不同的固化剂对PTN封闭材料进行改性，选出较优的固化剂C；实验结果表明：改性后封闭材料表干和实干时间分别比空白组缩短3h和5h；拉伸强度达到2.62MPa，高于空白组1.91MPa；断裂伸长率1112%，高于空白组761%;拉伸粘结强度达到1.59MPa，拉伸断裂伸长率达到586%；建立材料硬度与拉伸性能的相关关系式，可以无损检测预测PTN封闭材料的拉伸性能；研究结果对灌区混凝土工程表面裂缝封闭达到节水灌溉具有一定实际工程应用意义。

针对车马碧水库竖式进水口处出现的立轴旋涡，本文利用水工模型试验，研究了进口水流流速以及淹没深度对该旋涡的影响，根据研究成果提出修建专门消涡建筑物消除旋涡的方案；结果表明：通过在竖式进水口周围设置12个消涡墩以及在进水口上方设置一消涡盖板组成消涡亭的方式实现在不影响泄流能力以及不过多增加工程量的基础上有效消除竖式进水口处的立轴旋涡的目的。研究成果可为竖式进水口消涡措施的布置提供参考。

为了节省混凝土矩形渠的工程投资，针对小型农田水利工程中的矩形灌溉渠道，基于结构计算的理论，通过对比不同规格素混凝土和钢筋混凝土的衬砌工程量，给出了小型混凝土矩形渠衬砌材料的比选方法。结合江苏省小型农田灌溉矩形渠的实际情况，运用该比选方法，比较了不同断面混凝土矩形渠采用C25、C30素混凝土及C25钢筋混凝土三种衬砌材料时的费用，在此基础上，给出了小型混凝土矩形渠在不同侧墙高度下衬砌材料的选择建议，为小型农田矩形渠道衬砌材料的选取提供参考。

特殊的地理条件使得西部地区形成了许多狭窄河谷，对于这些狭窄河谷，修建碾压混凝土高拱坝具有节约水泥用量、简化施工工艺、加快施工速度和工程造价低等优点。而狭窄河谷碾压混凝土高拱坝在施工及运行期可能会因为过大温度应力从而产生危及坝体安全的贯穿性裂缝，解决此问题的方法之一是在坝体上设置结构缝。立洲碾压混凝土拱坝最大坝高为132m，为世界级高碾压混凝土拱坝。根据立洲碾压混凝土拱坝地质力学模型试验结果，得出坝体需设缝的必要性。随后采用三维有限元数值计算方法，通过建立立洲碾压混凝土拱坝三维有限元分析模型，探讨、评价各分缝方案中在正常运行期坝体的应力、变形特征。在此基础上，通过超载至模型失稳破坏，研究不同分缝形式下坝体的开裂破坏特性，找出一种相对较优的坝体分缝方案，以期能为工程的设计提供一些参考。

大坝服役运行过程中，对其进行实时的风险度量具有重要意义。基于极值理论，针对大坝渗流量历史监测序列，拟定合理的阈值，采用极大似然方法对广义帕累托函数（GPD）的参数进行估计，建立渗流量变化值估计超阈值( POT) 模型，然后运用风险厌恶函数对每个渗流量变化量进行风险评价，完成对极值谱风险模型的建立。针对某混凝土坝 13 号坝段某测点在时间段 1974年~2009年和时间段1974 年~2015 年的渗流量监测数据，本文利用POT模型和极值谱风险模型分别完成对大坝渗流量风险的度量，验证了极值谱风险测度模型比无风险厌恶函数的POT模型更加安全合理。

采用三维有限元数值分析方法，对多种荷载组合作用下墩体结构的受力特性进行数值模拟，得到典型工况下中墩的结构变形、预应力锚固区应力、锚块应力、预留平孔周边应力变形规律，以及拉应力分布区随工况荷载条件的变化规律，并针对预应力闸墩中的薄弱部位研究合理的初始配筋方案。研究结果表明预应力闸墩预应力效果良好，锚索布置合理，在各种荷载组合效应下整个墩体的应力和变形分布满足设计要求。本文研究成果不仅对优化预应力混凝土闸墩的结构设计和锚索布置方案具有重要作用，也可为同类工程的设计和安全性评价提供重要参考。

水流的流速水头是重要的水力参数，可一定程度上反映水流的能量。为研究台阶溢洪道过流断面流速水头的沿程变化规律，将其与同体型的光滑溢洪道流速水头进行对比，引入相对流速水头的概念。通过对26.6°、33.7°、38.7°、48.0°四组坡度，0.5m、1.0m、2.0m三种台阶高度的台阶式溢洪道，在单宽流量17.25m2/s~62.18m2/s之间进行模型试验研究。结果表明台阶的流速水头沿程呈现曲线规律，关系复杂不便应用；而非均匀流段上相对流速水头与流程长度呈现良好的线性递增关系，相关系数R2为0.9948~0.9988。直线斜率随单宽流量的减小增大，而与台阶高度、坡度呈递增关系，其中坡度的影响最显著。试验证实了引入相对流速水头的必要性，为台阶溢洪道水力特性的研究提供了依据。

基于爆破荷载的等效施加方法，采用动力有限元法对水电站引水隧洞施工爆破振动效应进行数值模拟，选择有代表性的特征点，分析爆破作用下振动位移、速度、加速度特性以及不同爆心距部位的振动及衰减规律，利用GeoStudio计算施工爆破前后丹巴滑坡的稳定安全系数，探明爆破振动对丹巴滑坡体的稳定性影响。结果表明：离爆源的距离越近，质点的振动响应越大，且振动衰减也较快，当爆心距足够大时，水平向的振动幅值和铅直向值差不多，此时爆破产生的振动影响很小。振速峰值在爆心距15m以内衰减速率最快，在爆心距100m范围外，振速峰值小于0.2cm/s。刚体极限平衡法和有限元法两种方法计算得到的滑坡稳定安全系数均满足规范要求，即隧洞爆破不会对丹巴滑坡体的稳定和安全造成危害。

基于非平衡态的动态多步流动方法能够快速测定非饱和土的土水特征曲线，试验中不同的吸力步长和加载时间对试验结果有一定的影响。本文利用联合测试系统分别对粉土和粉质粘土开展动态多步流动试验，测定了不同的吸力步长和加载时间对测试结果的影响规律，提出了合理的基质吸力步长和加载时间。对于粉质粘土试样可以用动态多步流动方法测试500kPa以内的土水特征曲线，利用VG模型拟合外推得出该试样高吸力范围的土水特征曲线。

以茶阳车站滑坡为实例，采用 ABAQUS 数值分析法建立了滑坡与抗滑桩相互作用的三维计算模型，基于非饱和土理论，采用流固耦合方式模拟了不同降雨条件下的滑坡－抗滑桩作用体系分布规律。研究表明降雨入渗后非饱和土有从负压力区到正压力区的转变，相应土拱效应随之减弱，且土拱效应的影响范围会随着滑体深度增加而逐渐减小。相关研究结论可为桩土作用理论分析、抗滑桩设计及施工提供有益的参考。

桥梁压缩河道产生壅水，在大流量下桥梁群壅水效应的叠加会形成防洪隐患。采用二维浅水方程中水力要素沿水深平均的方法，建立平面二维水流数学模型进行求解，研究压缩度、流量和糙率对单桥壅水的影响，并对浑河上将军桥、铁路桥和永安桥三座桥梁壅水情况进行数值仿真研究。通过与规范公式计算结果和实测资料相比较，验证了模型的准确性。同时也说明用压缩度代表桥梁对河道影响的数值仿真方法具有通用性，该方法可在桥位选择和桥渡总体布置中推广应用。

贵州某小水电厂为了提高机组效率，最终实现小水电站最优有功控制分配，采用多声道超声波测流量技术，建立了机组效率在线监测系统。本文重点介绍了系统功能和程序设计与实现方法等。该系统在贵州某小水电厂安装并调试好后,对各项功能进行了测试,做了效率试验。此系统可运用多种方法实现效率曲线拟合，并可以进行对比，总体具有一定的创新性。

为克服贝叶斯网络应用在水电机组故障诊断中存在的结构和概率不易确定的困难，本文研究将故障树转化为贝叶斯网络模型。论文首先比较两种模型的类似，通过与或门故障树例子验证了贝叶斯网络方法和故障树分析法计算结果相同。再将现有故障树结构的发电机故障模型转化为贝叶斯网络模型，利用柱状图对比通过专家系统确定的先验概率和通过贝叶斯网络的反向推理获得各个底层事件在顶层事件发生故障下的后验概率，得到最有可能导致系统故障的底层事件，据此进行诊断，为复杂系统的可靠性设计和故障诊断提供依据。

水电机组运行时主要受机械、电气与水力三种因素的耦合作用，因此，水电机组噪声中包含了上述三因素的信息，在机组出现故障时，可以利用噪声信号来进行分析与诊断。本文用三个实例介绍了噪声测试在三种典型故障分析中的应用，结果表明噪声分析是诊断机组故障行之有效的方法与手段。

采用转子交流励磁结构的变速机组在抽水工况下亦可进行功率调节，有效的解决了常规定速机组抽水工况功率不可调节，调度运行模式单一的缺点。合理的监控流程是保障机组启动成功率的关键环节，目前国内还没有针对可变速机组的监控流程的探讨。本文通过分析对比变速机组与定速机组的机械结构与励磁控制方向，结合常规机组的调试经验，提出了可变速机组水泵方向启动的三种可行方式的监控流程，即SFC启动，背靠背启动和自启动。前两种启动方式的监控流程是在定速机组启动流程的基础上做出适当修改。自启动方式的监控流程则是根据变速发电电动机励磁系统的原理，结合电气及水机等分系统的工作方式，提出的一种可行的监控流程的设想。