以450 ℃下热解棉花杆制备的生物炭作为土壤改良剂，设计了生物炭、河砂、黏土3种材料完全混合、砂土混合-炭分层、完全分层3种情况对土壤的改良方案，通过模型实验，研究了改良土层渗透系数，以及对模拟初期雨水径流中浊度、COD_Cr、NH₄ ⁺-N（氨氮）、TP（总磷）的去除效果，研究表明完全混合方案的渗透系数，对浊度以及COD_Cr的去除效果高于其他两种方案，对NH₄ ⁺-N和TP去除率与砂土混合-炭分层方案接近。研究了完全混合方案下3种介质不同体积比对改良土壤性质的影响，研究表明河砂与生物炭的体积比增加会增大改良土的渗透系数。当河砂∶黏土∶生物炭体积比为2∶2∶1时，改良土壤对雨水中浊度、NH₄ ⁺-N及TP的去除效果最好，COD_Cr去除效果仅次于河砂∶黏土∶生物炭体积比为1∶1∶1改良土壤。进一步通过在改良土壤种植草皮实验表明，草皮种植会降低改良土壤的渗透系数，可以较好地保护土壤结构，提高浊度去除率，同时能提高改良土壤对COD_Cr、NH₄ ⁺-N以及TP的去除稳定性，延长改良土壤的使用寿命。因此生物炭改良土壤可以有效控制城市道路雨水径流所造成的面源污染，是解决初期雨水污染问题较为有效的解决方案。

选择了叶轮出口直径D ₂、叶轮出口宽度b ₂和叶轮进口直径D_j 3个因素，结合统计的污水泵优秀水力模型，得到了扬程系数λ_H 、流量系数λ_Q 、流速系数λ_v 随比转数的变化规律，确定了相应的经验公式，设计出了效率高、抗堵塞性能好的双叶片污水泵。通过CFX对污水泵全流场进行数值模拟，得出了叶轮内压力、湍动能、流线分布等情况。通过样机试验得到该泵额定流量点的效率为76.53%，扬程为14 m，效率高于国家标准10%。该设计方法对双叶片污水泵水力设计具有一定参考价值。

利用10年间浑太流域26个监测断面8项水质指标的监测数据，全面分析流域的水质时空演变特征，得出其水质变化情况。通过主成分分析法，针对近期的水质污染情况进行了污染源解析，确定浑太流域的主要污染源为城镇污水排放、工业生产污染和部分气象因素的影响。并利用绝对主成分多元线性回归分析法计算各指标的相应污染贡献率，为后期有效地进行流域水污染治理提供对策和依据。

针对三峡运行后的泥沙淤积问题，基于实测资料，分析了三峡库区的泥沙淤积特性，并基于室内试验模拟了三峡库区水动力下泥沙的絮凝效果。结果表明：三峡水库运行以来，泥沙入库及出库量呈震荡下降的趋势，淤积总量逐年上升；三峡水库年均排沙比为21.0%，受多种因素影响，排沙比总体下降；三峡库区消落带泥沙淤积受坡度及高程影响，坡度越小的地区泥沙淤积量越大，而高程越高的地区淤积量越小；在室内试验中明确了在三峡库区相应水动力条件下，库区泥沙能够在短时间内快速絮凝并沉降，水动力条件的改变对三峡库区泥沙颗粒絮凝沉降影响较大。

水体黑臭是经济社会快速发展和城镇化进程不断快速的产物，且部分城市仍遭遇黑臭水体“治理反复、反复治理”的困境。目前，城市黑臭水体治理大多从生态学、水污染治理等角度来开展，忽视了水利措施的重要作用。系统地梳理城市黑臭水体成因、治理进展及其常见的治理措施，并结合黑臭水体治理中存在的水利技术需求，研究提出城市黑臭水体治理过程中所需的水利措施，包括生态流量保障、河道整治、河湖水系连通、岸坡修复等水利措施与技术，以期为城市黑臭水体治理脱困提供技术参考。

近年来由于气候变化和人类活动的双重影响，不同区域的湖泊发生了不同类型和不同程度的变化。采用RS和GIS技术，以第一次全国水利普查成果为基础，基于2019年GF-1时序遥感影像，通过面向对象多尺度分割结合双峰阈值法提取水体，在二次校正时利用目视解译判断出湖泊变迁类型，随后导出水体面积定量评价面积在1 km²以上的发生变化的湖泊，并对变迁类型、变迁等级与数量进行统计分析。结果显示：①全国有814个湖泊发生不利变迁，主要变迁类型包括萎缩、耕地侵占、湿地侵占、养殖地侵占、其他侵占，占湖泊总数的28.3%；②变迁类型空间差异明显，北方湖泊多以干涸萎缩为主，南方湖泊变迁多以水田、养殖业侵占类型为主；③扩张型湖泊主要集中于西藏和青海地区。研究结果为湖泊变化监测和管理提供了最新基础数据。

基于典型被侵占的城市河道——成都市锦江华阳段行洪能力不足且常规方案不能较好改善行洪效果这一现状，提出了采用大尺寸涵洞分洪方式并进行论证。根据河段地形建立MIKE一二维水动力数值模型，模拟分析了涵洞截面尺寸、入流角对于涵洞分洪流量、水位高程、水流流速的影响规律，结果表明布设涵洞后河道水位下降0.6~1.95 m，入流角为33°时可以获得研究范围内最大分洪流量，研究结果有效解决了锦江华阳段河道行洪问题并对类似被侵占的城市河道的治理具有参考意义。

为揭示桑干河流域的水环境承载力动态变化，从经济社会、水资源、水环境3方面选取指标建立桑干河流域水环境承载力评价指标体系，采用改进后的全排列多边形图示指标法进行承载力评价，该方法与模糊综合评价法得到的评价结果变化趋势基本一致；用障碍度模型对影响流域水环境承载力的障碍因子进行诊断。结果表明，在2011-2018年间，桑干河流域水环境承载力水平较低，各年承载力综合指数均不超过0.3，但整体呈上升趋势，由2011年的0.182提升至2018年的0.237；水资源子系统的承载状况波动较大。障碍度检测结果显示，影响该地区水环境承载力的障碍因子主要集中于水资源方面。

长江荆南四口水系是连接长江与洞庭湖的重要通道，其防洪排涝、水资源利用、水环境保护等问题一直是国内外关注的重点。通过调查本地区防洪排涝、水资源利用、水环境保护等工程现状，具体分析存在的水安全问题，提出了本地区水安全主要评价指标，包括控制灾害类、水供需矛盾类、生态环境类和水价值类指标。基于本地区水文特性和现有水工程现状分析研究，结合社会经济发展规划和各专项规划，提出长江荆南四口水系主要评价指标及安乡代表站相应的安全阈值分别为：①防洪评价指标为重现1954年洪水情况下安乡站最高水位不超过39.38 m；②安乡站最大3日暴雨达到212 mm时不出现明显涝灾；③主要灌溉期安乡站水位保证不低于29.50 m；④各时段四口来流满足生态流量要求；⑤各河段水质满足Ⅲ类水质要求；⑥安乡站全年满足最低通航水位28.71 m，并对阈值成果的合理性作了讨论。研究成果可为长江荆南四口水系地区综合治理和保护方案确定提供技术支撑。

针对径流序列的非线性、非稳态化的特点导致直接预测精度低的问题，提出了一种二次分解径流时间序列，再经过最小二乘支持向量机（LSSVM）模型进行月径流预测的新途径。该方法首先利用自适应噪声的完整集成经验模态分解（CEEMDAN）算法来分解原始径流时间序列，得到一系列本征模态分量（IMF）。再利用小波分解（WD）对高频分量进行二次分解，更有效地提取原始数据中的隐含信息。把各分量作为基于粒子群算法（PSO）优化的LSSVM预测模型的输入，最后将每个分量预测结果进行叠加重构，得到最终结果。以洛河流域长水水文站月径流为例，验证结果表明：提出的CEEMDAN-WD-PSO-LSSVM组合模型的预测精度较单一模型有效提高了径流预报精度，CEEMDAN-WD二次分解可更有效地提取复杂径流序列的信息，为非线性、非稳态化的月径流时间序列预测提供了新方法。

黄河源区作为黄河流域重要的产流区和水源涵养区，其水资源量的变化对实现“加强黄河治理保护和推动黄河流域高质量发展”总体目标具有重要的影响。基于SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型、Mann-Kendall检验和滑动t检验方法，定量分析了黄河源区1962-2017年的降水量、蓝水量、绿水量时空分布特征及变化趋势。结果表明：近56年来，黄河源区多年平均绿水量约是蓝水量的2.5倍以上。全流域内绿水量呈增加趋势，西北玛多站（1.0 mm/a）增加幅度最大；降水量、蓝水量在西北地区呈增加的趋势，东部地区和东南地区呈减少趋势；在空间上，降水量、蓝/绿水量分布总体上均呈现从西北地区向东南地区递增的趋势。降水量变化是影响流域内蓝水量时空分布差异的主要因素。流域内绿水量则同时受降水、气温影响，空间分布差异大，西北地区蒸散发量少于东南地区，东南地区的绿水量最为丰富。

土壤渗透系数各向异性在自然界中广泛存在，但当前大多数研究中没有考虑其对产汇流过程的影响。选取四川省都江堰市的山区小流域碱坪沟为研究区域，利用基于物理概念的模型（InHM）模拟了考虑土壤渗透系数各向异性条件下的降雨径流过程。研究结果表明，土壤渗透系数各向异性对流域产汇流过程有着显著影响。随着各向异性比（Kr）的增加，洪峰流量明显提高，当Kr为10时，峰值流量比基础工况（各向同性）下高出约70%；此外，较大Kr值工况下，峰现时刻也相对提前。这些影响可以归因于较大的Kr增大了坡面和河道中的流速，使更多的土壤水分在坡面出渗，并补充到河道中。由此可见，土壤渗透系数各向异性的特性不能被忽略，水文模拟过程中合理考虑各向异性能够提高降雨径流模拟的精确度，对于山洪预警预报等工程实践具有重要的应用价值。

为确定喀斯特地区水资源和社会经济要素（GDP，人口）之间的匹配关系，提出了一种基于夹角结构权重的基尼系数，并将其与传统基尼系数以及基于区位熵的基尼系数进行比较。以典型喀斯特地区贵州省2000-2018年的统计数据为例，运用以上3种方法进行计算，并对相应的时间序列进行自相关分析，再通过空间分组方法对贵州省内的九个行政区的空间变化进行分析。结果表明，贵州省水资源与GDP匹配程度在时间上较稳定，但空间上差异较大；而水资源与人口的匹配程度在时间上逐渐减弱，但在空间上则差异较小。因此，应根据不同行政区的匹配特点因地制宜地采用对应措施，协调水资源与社会经济发展之间的关系。

洪泛湿地水文过程是维持其生物多样性的重要前提，也是区域水资源调控的重要基础。湖泊洪泛湿地的水文迟滞性是揭示湖泊水文过程及水量平衡的重要内容。论文以鄱阳湖南矶湿地及毗邻湖区为研究区，应用湖泊二维水动力数值模型、地统计学分析和数值积分等技术方法，探讨分析了洪泛湿地的水位-水面积与水位-水文连通性的非线性迟滞特征。研究结果表明，①鄱阳湖典型洪泛湿地存在季节尺度和涨水-退水事件尺度上的水文迟滞性；②水文迟滞程度年际差异显著，丰水年的水文迟滞性程度强于平水年和枯水年，涨水期的水文迟滞性程度强于退水期。地貌结构和洪水蓄排是引起水文迟滞性的主要原因之一，尤其是鄱阳湖南部众多的蝶形湖可能加剧洪泛湿地水文迟滞程度。水位-水面积、水位-水文连通性的非线性响应关系表明，洪泛湿地水资源管理和生态水文研究亟须加强湿地水文观测，揭示湿地水文连通特征。研究结果可为洪泛水文理论和湿地生态保护和管理提供重要依据和科学参考。

石羊河流域是国内存在严重供需矛盾的一个水资源地区。自从20世纪50年代后，在实际工程中，严重的生态环境问题已经被多次监测到，这主要是因为流域地下水被大量地开采和水资源被过度地开发。为落实最严格地下水资源管理制度的需要，2011年开始实施的《石羊河流域水资源调度管理信息系统工程》建设了地下水监测系统，对地下水资源进行监测，并对机井用水量实行实时监控，为实现流域水资源优化配置、统一调度、统一管理提供了重要的信息手段和技术支撑。更重要的是，水资源管理水平和用水效率也得到了一定的提高。

由于自然界能够提供的水资源总量有限，再加上我国水资源分布在时空方面的不均匀，导致石羊河流域水资源存在着供需矛盾，且日益尖锐。针对流域这种供需矛盾，首先对现有的石羊河流域水资源配置情况进行研究，计算流域水资源总量，并分析流域水资源配置现状，然后进行模型优化，对水资源进行合理地配置，为解决流域上下游矛盾提供一定的技术手段和理论依据。

为了最大力度地发挥滇中受水区农业水资源利用效率，实现农业可持续发展，选取滇中受水区主要农作物产量为产出指标，农业用水量、综合灌溉定额、粮食作物种植面积、农业人口为投入指标。以2008年、2018年为截面数据进行静态数据包络计算分析，以2008-2018年数据为序列进行Malmquist动态分析。静态分析结果表明，滇中受水区整体及各受水片区农业水资源利用效率均DEA无效，且近年来呈下降趋势。动态分析结果表明，农业水资源利用效率TFP指数均未超过1，均值为0.911 6，且11年来呈衰减趋势。技术作为主导农业水资源利用效率的重要因素，很大程度上直接决定了全要素生产率的变化节奏，加大节水建设力度，配合合理资源配置才是提升农业水资源利用效率的关键。

为了揭示离心泵轴系平行不对中故障下其转子系统的振动响应情况，首先对转子系统部件进行简化，建立转子系统的有限元模型；通过对比分析振动位移线谱图和轴心轨迹图研究不同平行不对中量对离心泵转子系统振动特性的影响。研究结果表明，理想对中转子系统以径向振动为主，径向振动频率为1倍转频，轴向振动频率为1倍叶频，轴心轨迹为椭圆形；轴系平行不对中会引起转子系统较大的径向振动，振动频率表现出明显的2倍转频特征；振动幅值随着平行不对中量的增大呈线性增大；平行不对中转子系统的轴心轨迹表现为“香蕉形”。

为探究在宁夏北部引黄灌区滴灌对灵武长枣的生长影响及合理的灌溉模式，2017年本试验设置全年灌溉定额为2 925、3 600、4 275和4 950 m3/hm² 4个处理，每个处理重复3次，共12个试验小区；2018年本试验增加一个处理，灌溉定额由4 950 m3/hm²增至5 625 m3/hm²，全年灌溉定额设计5个处理，每个处理重复3次，共15个试验小区。根据2017-2018年试验，结合灵武长枣生育期不同土层含水量，土壤灌溉水蓄存比及产量，综合分析后制定灵武长枣滴灌灌溉制度为：全年灌溉定额4 275 m3/hm²，灌水11次，生育期灌溉定额为3 825 m3/hm²，灌水10次，其中，萌芽展叶期1次，灌水定额450 m³/hm²；现蕾开花期3次，灌水定额为300 m³/hm²，幼果膨大期3次，灌水定额分别为375、375、450 m³/hm²，果实白熟期2次，灌溉水定额为450 m³/hm²，成熟期1次，灌水定额为375 m³/hm²；休眠期（冬灌）1次，灌水定额450 m³/hm²。在以上处理下灵武长枣产量为11 184~16 080 m³/hm²，水分生产率为1.90~2.90 kg/m³。

为探索在无人机遥感影像下可以对盐碱地信息精确分类的方法。选取甘肃省景泰川电力提灌灌区一期灌区为研究区，通过运用Trimble UX5固定机翼无人机采集研究区遥感数据，结合ENVI软件应用监督分类的五种分类器（平行六面体、最小距离、神经网络、最大似然、支持向量机）执行分类，对分类结果进行精度对比，并将典型区域盐碱地面积进行统计提取。两区域分类结果表明：支持向量机对于无人机遥感盐碱地信息提取法优于其他方法，区域1和区域2分类总精度分别为94.66%、96.55%，Kappa系数分别为0.936 1、0.957 3，盐碱地面积占比分别为43.5%、36.1%。支持向量机分类可为干旱荒漠灌区无人机遥感影像下盐碱地信息精确提取提供方法支撑。

为探究滴灌条件下不同氮肥施用水平对枣树生长及产量的影响，并确定适宜当地的氮肥施用量，以民勤当地7 a生枣树为研究对象，设置4个氮肥施用水平（407 kg/hm²，CK；610 kg/hm²，T1；814 kg/hm²，T2；1 020 kg/hm²，T3）作为处理进行大田试验。结果表明：各生育时期叶片SPAD值均随着施氮量的增加而上升；氮肥量的增加可以在一定程度上促进枣吊的生长，T3处理较CK枣吊长度增加了16.75 cm，增幅为11.57%；增施氮肥可有效提高当地枣树坐果率，坐果率最高的处理为T3，比CK和T1的坐果率分别增加了3.69%和3.06%；T3处理下红枣产量最高，较CK处理增产2 444.44 kg/hm²，增幅为24.76%。通过使用隶属函数法进行综合评价，认为T3处理（1 020 kg/hm²氮肥施用量）为最优处理，是适宜当地的氮肥施用水平。

为了摸清杞麓湖流域农田面源现状及其原因，提出农业节水减排对策，收集2001-2014年杞麓湖流域内统计年鉴资料及湖泊水质长系列资料，采用普通相关分析法和灰色相关度分析法分析湖泊水质变化的影响因素，并于2019年底在杞麓湖流域5个乡镇开展了农田灌溉用水及农田面源污染等现状调查。相关分析表明粮食作物产量对杞麓湖水质指标的影响最小，人口、蔬菜产量、塑料薄膜使用量、农业生产总值、钾肥折纯量为非常重要因素，农田面积、氮肥折纯量、磷肥折纯量、农药使用量为其次重要因素。调查结果表明杞麓湖流域作物以茎叶类蔬菜为主，且每年种植多达3-5茬，年单位面积灌溉用水量、肥料使用量、农药使用量和薄膜使用量这4项指标分别是全国平均水平的4.00倍、8.86倍、3.96倍和5.63倍。针对杞麓湖流域提出农业节水减排对策包括，调整农业种植结构，减少蔬菜复种指数；有针对性的采用节水型灌溉技术，减少灌溉用水量；构建由田间水肥调控—生态沟拦截—塘堰及调蓄带净化回用的农业面源污染治理三道防线体系。

为探究新疆地区和江苏围垦地区盐碱地在滴灌条件下的水盐运移规律，通过避雨土箱滴灌试验，以滴灌流量、土壤质地为控制因素，设置0.4、0.7、1.0、1.3 L/h 4种流量处理，选取新疆砂质壤土和东台粉砂质壤土两种典型土壤，研究了滴灌流量对不同质地盐碱土水盐运移规律的影响。结果表明：①随着滴头流量的增加各处理土壤平均含水率先升高后减小，砂质壤土含水率在流量1.0 L/h时达到最大，粉砂质壤土则在流量0.7 L/h时最大；②土壤距离滴头越近，盐分淋失率越高，0~25 cm土层为盐分淋洗区，25~35 cm土层为盐分积聚区。0~15 cm土层，砂质壤土淋洗效果随流量的增加而减弱，粉砂质壤土则表现出相反规律；15~25 cm土层，两种土壤的盐分变化趋势相同，均随着流量的增大先降低再升高。总盐及Na⁺迁移表现为砂质壤土在流量1.0L/h时平均含量最低，粉砂质壤土在0.7 L/h时淋失率最高。粉砂质壤土中Cl^-淋洗率在流量为0.7 L/h时最高，而砂质壤土中流量与Cl^-迁移之间无明显规律；③综合土壤水分及盐分淋洗情况，遴选出最优滴灌流量为：新疆砂质壤土1.0 L/h，东台粉砂质壤土0.7 L/h。研究结果可为新疆地区和江苏围垦地区的滴灌系统制定更为合理的灌溉制度提供依据。

为了了解灌区不同用水户终端水价形成机制，为农业水价改革提供参考，于2016-2017年选取江西省赣抚平原灌区进行了成本、现行水价及用水户承受能力调研，生态用水作为灌区用水户之一纳入了调研。根据调研结果，将灌区用水户分为农业用水户、非农用水户、生态用水户三类，并分别测算了灌区三类用水户终端水价，分析了计入生态用水后大型灌区各类终端水价变化的原因，最后根据用水户承受能力提出了江西省可执行参考水价范围，为江西省灌区农业水价改革提供了参考。

为了提高作物水分生产效率，缓解农业用水危机，采用调亏灌溉模式，在西红柿开花坐果期干旱一定时间后进行复水，通过测定亏-复水前后的光合参数和叶绿素荧光，来分析干旱-复水模式下西红柿的生理性能、产量和水分利用效率的变化。设置对照、3种干旱周期、3种灌水梯度，共10个处理；对照组处理土壤含水率始终保持在田间持水量90%～100%，3种干旱周期分别为连续干旱7、14和21 d，然后复水；3种灌水梯度处理使土壤含水率分别保持在田持的80%、60%和40%；结果表明：在短期干旱7、14 d胁迫下，西红柿叶片的Fv/Fm、Fv/F0均随胁迫程度的增加而降低，复水后均有所恢复，除土壤含水率为田间持水量的80%~60%处理能基本恢复至对照水平，其余处理均不能恢复至干旱前的状态，而连续干旱21 d后的各处理受抑制更明显，复水后不能完全恢复。在短期干旱7、14 d胁迫过程中C_i 逐渐降低，G_s 下降，且复水后C_i 迅速恢复，说明P_n 降低主要是气孔限制引起的，在干旱21 d处理阶段，各调亏处理的C_i 不同于P_n 和G_s 的下降，反而相比干 旱14 d处理C_i 升高，说明连续干旱21 d，会产生非气孔限制因素导致西红柿P_n 降低。土壤含水率为田间持水量的80%、60%处理在干旱7 d后的WUE高于对照组4.44%和1.90%，表明在干旱7 d条件下，将土壤含水率控制在田持的60%~80%有利于提高西红柿水分利用效率。因此，适度干旱处理降低西红柿的光合性能，干旱后复水对西红柿的水分利用效率提高具有积极作用。

水轮机轴线检测是水轮机运行、安装、检修维护与轴线调整的基础，深入研究了一种基于ARM和蚁群优化算法的水轮机轴线智能检测系统的原理和实现技术。首先，详细介绍了基于ARM微处理器的水轮机轴线智能检测系统的硬件组成及其工作原理，然后深入研究了基于蚁群优化算法的水轮机轴线偏差检测的原理和适用于ARM微处理器的软件实现技术，最后，给出了装置的应用实例。理论分析和应用实例显示，该系统具有高智能性、高精度、高实时性的优点。

2019年，西南电网与华中电网实现异步联网运行。结合西南电网异步联网后水电机组调速器开度模式一次调频运行情况，介绍了异步联网前后西南电网水电机组调速器功率开度模式下功率调节和一次调频实现方式，分析了目前调速器开度模式一次调频存在的问题，提出了调速器区分机组功率变化一次调频成分和监控有功调节成分方法，探讨了调速器开度模式一次调频优化策略方案，研究结论可供水电机组调速器开度模式功能完善参考。

云南省小水电资源丰富，其中梯级小水电站在整个小水电发电量中比重较大，这些梯级小水电站都是日调节水电站，在流域梯级水库优化调度方面与常见的由较大调节能力龙头电站控制的梯级水电站存在明显差异，难以采用传统梯级水电站的算法模型实现水库的优化调度。针对这一问题，在日调节梯级水电站优化调度研究背景的基础上，讨论了多要素梯级调度图的一般绘制步骤，并分析了步骤的关键环节。然后，围绕小水电站优化调度关键因素筛选这一关键环节，进一步对相关因素进行描述。在优化调度分析过程的基础上，以位于云南省金平县的金水河三级小水电站为例，深入讨论了日调节水电站调度关键因素的筛选方法，并通过水头水量效益对比验证了方法的有效性。

为提高控制器的鲁棒性和动态调节品质，设计了适用于水轮机调节系统优化控制的最优滑模控制器。首先介绍了水轮机调节系统各子系统的基本数学模型，基于系统数学模型并利用泰勒展式将代数方程局部线性化，忽略二阶以上高阶微量得到水轮机调节系统被控对象状态空间方程。根据得到的状态空间方程和新型滑模面设计了滑模控制器，并基于提出的混合目标函数对控制器参数进行优化。最后以我国某特大型水电站为实验对象，研究了功率控制模式下的水电机组最优滑模控制策略。在机组的弱稳定工况下，通过参数摄动、扰动响应和噪声干扰实验，验证了所设计滑模控制器的鲁棒性，为实现滑模控制在水电机组中的实际应用奠定了理论基础。

水电站地下埋管回填脱空的范围及深度，是埋管是否需要进行补充灌浆的重要参考依据。采用三维非线性有限单元法，选取了某工程具有代表性的管道，对钢管结构受力情况进行脱空范围和深度两方面的敏感性计算，将计算结果与材料的抗力限值进行对比分析，研究得出管道允许的脱空范围和深度，科学评价回填脱空范围及深度对钢管结构受力的影响。

由于混凝土坝位移的监测过程中存在噪声误差，使得智能算法预测位移时容易出现过拟合、局部最小值及收敛速度慢等缺点。为了解决上述存在的问题，首先采用集合经验模态分解法（EEMD）对位移实测值进行分解，得到不同频次的分量IMF和剩余量R，然后通过递归神经网络（RNN）对各分量和剩余项进行训练，得到环境量和时效与IMF及R的映射关系，最后通过模型得到的映射关系可求各分量和剩余项的响应预测值，并进行等权求和可得位移的预测值。在RNN训练过程中引入和声搜索算法（HS）对其进行优化，系统性去噪，以一定的概率限差函数进行扰动以得到最优解，从而优化了RNN的权重及阈值，提高了模型的健壮性。以某混凝土坝为计算案例，结果表明，HS-EEMD-RNN模型的整体拟合和预测的精度较高、过拟合程度小，与EEMD-RNN模型对比可知，HS算法可以明显提高其模型精度，并且对位移过程线的突跳值预测的精度高。

电厂、电网的安全稳定与水电机组的运行状态息息相关。机组状态趋势预测弥补了故障诊断作为事后决策的不足，通过预测提前发现故障征兆，可以避免事故发生。本文结合EEMD和神经网络理论，提出了一种水电机组状态趋势预测模型。以国内某两电站的机组振动状态趋势预测为例，首先对机组振动信号进行EEMD分解，其次利用GA-BP预测模型预测各IMF分量运行趋势，最终预测信号是各分量的预测结果累加得到。实验结果表明，该模型能实现机组振动状态趋势的有效预测，相较于其他方法精度更高。

以国内某水电站为对象，在不确定框架下构建了水力发电机组甩负荷过渡过程的数学模型。并以此模型为基础，引入扩展傅里叶幅度检验法量化输入参数对系统响应的影响，获得了机组在甩负荷过渡过程中输入参数相对于转速、水击压力以及调压室涌浪的敏感性特性。可以得到飞轮力矩对转速最大上升值的影响最为显著。同时，也可以发现各参数的不确定度会明显影响对水击压力的敏感性，而不会影响对调压室涌浪的敏感性。

堰-底孔组合式鱼道的隔板将鱼道槽身分割成连续的阶梯级水池，增加了池中水流的能量耗散，并创造了鱼类上溯的流态，但堰顶和底孔不同的形状、尺寸和布置方式均会带来水流特征的变化，其布置方式是需要仔细考虑的重要特征。以某工程堰-底孔组合式鱼道为研究对象，建立三维数学模型，对不同隔板布置型式下的鱼道池室水流特征进行了研究，通过改变堰顶缺口相对位置p/B对鱼道内流速分布和水流结构进行了优化。结果表明：在鱼道内水深为2 m时，不同的堰顶布置方式对池室的水流结构影响较大；与原方案左右交错布置的堰顶缺口相比，p/B=0.6时，鱼道池室内主流明确，回流区范围相对较小，堰和底孔处最大流速小于1.0 m/s，最大紊动能0.06 m²/s²，基本满足四大家鱼等经济鱼类上溯要求，实际应用时可根据工程实际寻求p/B的最优解。

胶结砂砾石坝是近些年研究较为广泛的新坝型，该坝型有着漫顶不溃、弃料相对偏少、环保效果理想等多个显著的优势。当前，针对筑坝材料特性及坝体结构分析的研究成果相对偏少。本文结合西江大坝的风化料进行配合比试验及大坝应力-应变分析。研究结果表明：当混合骨料中强风化料占比小于60%时，胶结砂砾石抗压强度可满足配制要求；在各工况下，西江大坝整体应力水平较低且分布均匀，同时满足《胶结颗粒料筑坝技术导则》SL678-2014中抗压安全系数不小于4的规定。该研究成果拓宽了胶结砂砾石坝筑坝材料的选择范围，为西江大坝工程提供了理论依据。

净水厂混凝剂投加受多重进水因素影响，且变化规律呈现高度的非线性模式，难以控制，采用PSO（粒子群算法）对RBF（径向基神经网络）进行优化，建立误差反向传播的非线性高维映射水厂投药量动态模型。相较于单一RBF模型，优化后的RBF模型平均相对误差降低了3.05%、最大相对误差降低了0.198 6，迭代收敛速度快，对不同的水厂也具有良好的适应性。

分析探讨长距离有压输水系统中立式空气罐的各参数变化对其水锤防护能力的影响。以某供水工程为例，采用扩展傅里叶幅度检验（EFAST）法，把事故停泵工况中的最大正压力、最低负压和水泵最大倒转转速作为空气罐水锤防护的结果，分析各参数基于基准值±50%变幅时，对空气罐水锤防护效果的全局敏感性。结果表明：空气罐影响最大水锤压力的主要参数为连接管直径、空气罐体积和气液比；影响最低负压的主要参数为连接管直径、出口局部阻力系数、气液比以及连接管长度；影响水泵最大倒转转速的主要参数依次为连接管直径、气液比和空气罐体积。其中，空气罐与主管道之间的连接管直径是影响最大压力、最低负压和水泵最大倒转转速最敏感的参数。