水文情势变化是河流生态系统功能的主要因素。针对水利工程建设运行造成岷江流域水文情势变化等问题，选取岷江支流大渡河与岷江干流下游交汇处的代表水文站-高场站62年（1956-2017年）逐日流量数据，运用Mann-Kendall法、累积距平法、均值差异T检验法和滑动T检验法进行流量特征分析，并考虑水利工程建设对突变前后水文指标进行割裂，选择生态水文指标变化范围法（IHA-RVA）和水文改变度法综合评价岷江水文情势变化，定性分析其对岷江下游鱼类的影响。结果表明：1956-2017年岷江流域高场水文站年均流量呈下降趋势；突变年份发生在1993年；通过对水文情势突变前后生态水文指标分析得出：岷江流域整体水文改变度为45%，处于中度改变；其中下降率这一水文指标改变度达到了100%；对比突变前后鱼类组成变化定性分析可知，鱼类资源的种类和数量都有一定的下降，证明岷江流域水库串联运行模式对鱼类多样性产生较大影响。本次研究可为岷江流域生态修复和可持续发展提供参考。

雅砻江流域是我国重要的水电能源基地，在全球气候变化背景下，研究雅砻江流域内降水变化规律及未来的降水变化趋势具有重要意义。利用SDSM统计降尺度模型对GCM全球气候模式数据进行降尺度，模拟雅砻江流域未来的降水变化情况。通过趋势分析、M-K趋势检验及突变检验、Morlet小波分析等方法分析了雅砻江流域历史期及未来3种浓度路径情景下的降水量时空变化趋势及特征。结果表明：各时期雅砻江流域的年降水量均呈现增加趋势，增加幅度为RCP8.5情景>RCP4.5情景>历史期>RCP2.6情景；其空间特征表现为上游降水量的上升幅度高于下游。各时期降水量的季节变化情况存在一定差异。除RCP2.6情景下，流域各时期均存在降水量增加的突变，历史期上游的突变年份为1986年，下游无显著突变，在未来期突变年份大多集中于中景期（2041-2070年）。对于周期变化，流域历史期和RCP2.6情景下的周期变化更加显著，且同时存在多周期：1~4 a短周期和4~8 a中周期。在RCP4.5情景和RCP8.5情景下周期出现的频次更高，均为1~4 a的短周期，说明未来这两种情景下会呈现周期持续时间长且频率较短的周期变化特征。上述结果表明，雅砻江流域在未来RCP2.6情景下降水量无明显变化，但在RCP4.5以及RCP8.5情景下流域的降水量增加趋势都非常显著，因此需要考虑未来气候变化导致的降雨径流变化，做好对现有梯级水库群及流域水资源调度策略进行适应性应用的准备。

干旱从古至今都是人类面临的主要自然灾害，即使在科技发达的今天，它造成的灾难性后果仍然比比皆是。利用不同时间尺度的标准化降水蒸散指数（SPEI）、Mann-Kendall检验、交叉小波分析等方法，分析了河南省1970-2019年干旱演变特征及其与环流的相关性。结果表明：基于SPEI值，近50年来河南省气候逐渐变得干旱；空间变化上，年及春、夏、冬季节都表现为西北干旱显著，东南相对湿润。从环流相关性来看，北大西洋涛动（NAO）、北极涛动（AO）、南方涛动（SOI）对河南省春、夏、秋三季干旱有着较强相关性，SOI和太平洋十年涛动（PDO）在年际上与河南省干旱表现出较强的相关性。

近年来，受气候变化影响，黄土高原城市区极端暴雨事件持续多发，引起诸多城市内涝等水灾害问题，严重影响社会、经济发展。选取甘肃省黄土高原地区典型新建城市区为研究对象，基于历史实测降雨、径流数据及地形等基础数据，构建黄土高原沟壑区城市暴雨洪水模拟模型（Seorm Water Management Model，SWMM），研究不同设计频率的极端降雨事件发生后城市区洪水形成过程。模拟结果表明，暴雨设计重现期超过2年时，部分道路即出现内涝情况，且随设计重现期增加内涝加重；受排水管网埋深、管径、雨水口数量、地形、地质等因素影响，部分区域产流量较大，同时洪水溢流时间延长和积水深度增加；研究认为该地区城市区暴雨强度大、下渗量小、集水能力不足等问题，是造成黄土高原城市区内涝的主要原因。城市雨洪管理需综合考虑管网排水现状与模拟计算的积水点分布状况，开展关键积水节点排水管网设计及施工改造工程，推进海绵城市建设，提高城市防洪减灾能力。

以赣江流域为研究对象，分析了1990-2019年的土地利用变化，并利用InVEST模型的产水模块探讨了近30年土地利用变化对产水的影响。根据研究结果，赣江流域产水量逐年呈现M型变化，其北部和东部产水量多，西部和南部产水量少，通过情景模拟法得出赣江流域耕地和林地的转出以及建设用地的转入会促进产水量的增加，水域用地的转出会促进产水量的增加。降雨是影响产水变化的主要因素，但其存在不可控性，故研究可控的土地利用变化具有实践性，探析土地利用变化对产水量的变化和影响，对区域土地利用规划和水资源管理具有重要意义。

为探讨气候变化对元江流域水文气象的可能影响，并为防洪减灾提供参考依据，本研究基于CMIP6（Coupled Model Intercomparison Project Phase 6）的5个GCMs（Global Climate Model）模型，通过M-BCSD（Monthly Bias-Corrected Spatial Disaggregation）降尺度方法，获得元江流域2041-2100年在SSP126、SSP245、SSP370、SSP585四种路径下的月降雨和月气温，并利用交叉验证于倒传递神经网络（Back-Propagation Neural Network， BPNN）预测气候变化对流域出口断面径流的影响。研究结果表明：M-BCSD方法在元江流域适用性好；建立的BPNN可有效预测元江流域月径流；总体而言，元江流域在2041-2100年的年均降雨量、温度和径流都增加，最大增幅分别为24.6%、20.4%、10.2%，就季节尺度而言，春季径流减少而秋季径流增加，月尺度下，4月径流减少而11月径流增加；不同路径情景下未来水文气象要素变化一致，仅幅度有所差别。

水资源是西北干旱区发展的先决约束条件，新疆水资源利用效率和价格波动，对经济社会发展有重大影响。基于新疆2017年投入产出表数据，运用投入产出方法，通过编制价值型水资源投入产出表以及构建价值模型分析新疆水资源利用效率，弥补了其他方法在微观方面分析的不足。结果表明，新疆水资源利用效率尚有可提升的空间。当水资源价格上涨时，国民经济各部门的产品价格随之上涨，进而会对新疆经济产生负面影响。进一步研究发现，当水资源价格上涨时，在微观层面，农林牧渔、运输和邮电、公共服务等部门的产出价格涨幅明显；在宏观层面，第一产业的产出价格涨幅最大。当前水资源价格还存在调整的空间，应当充分运用价格手段加强水资源配置，服务经济发展。

针对典型解集（TD）模型只适用于平稳随机序列而存在的局限性问题，提出一种新的月径流随机模型—互补式集合经验模态分解-典型解集（CEEMD-TD）模型。以黄河流域的3个典型水文站为例，建立CEEMD-TD模型的月径流随机模型，通过检验截口的主要统计参数来评价随机模型的模拟效果。结果表明：各典型水文站中CEEMD-TD模型模拟序列和实测序列的截口统计参数相对误差的绝对值均较小，说明CEEMD-TD模型在各典型水文站的模拟序列总体上均能保持实测序列的主要统计特性，为月径流随机模拟提供了一种有效的模拟方法。

传统的设计洪水推求方法假定洪峰和洪量为同频率，而没有考虑两个洪水要素之间的相关性；并且在推求特定重现期下设计洪水地区组成时，主观上从最不利的角度出发，无法定量地描述各分区洪水之间的相关程度。因此，引入Copula函数，在兼顾洪峰和洪量联合作用下，推求不同频率下的设计洪峰流量和洪量，进而得到不同频率的设计洪水过程；考虑各洪水分区与花园口断面之间的空间相关性，建立各地区洪水要素的边际分布并优选各地区洪水要素与设计断面洪水之间最适合的Copula函数，进而探寻最有可能的设计洪水地区组成关系。结果表明，本研究考虑洪水要素之间的相关性所得到设计结果略高于相同重现期下传统方法所推求的结果，并且可对该区域洪水地区组成进行定性又定量的描述，进而求得同时考虑洪水要素相关性和空间相关性的设计洪水结果，所得结果更具客观性，更符合本流域洪水分配的实际情况。

基于九年实测资料，为验证GPM第六版本的3个子产品（IMERG-E，IMERG-L，IMERG-F）和TRMM七版本的两个子产品（TMPA-3B42，TMPA-3B42RT）的适用性，在南流江流域上进行了多时空尺度的精度评价。结果表明，①对流域和站点来说，IMERG产品在日尺度上的相关性（CC）和稳定性（RMSE）优于TMPA。随时间尺度的增大，两者差异缩小且TMPA-V7超过了IMERG-E和IMERG-L。在空间上，东南站点相关性较弱，最南部站点稳定性较差。②同一个产品下，15个站点的相对误差（RB）相差较大，但对于某个站点，五个产品的RB的差异并不明显。在流域上，相比于近实时产品，后实时产品的RB更低更精确。IMERG-F轻微高估降雨量，而IMERG-E和IMERG-L低估程度较高。③3个分类指标（POD，FAR，CSI）随阈值变化的趋势在站点和流域尺度上相似。IMERG相比于TMPA提升了对小雨的探测能力。5个产品对暴雨的探测效果均不理想且各站点值的分布更加分散，表明雨强对卫星探测力的影响很大。总体来说，IMERG-F在南流江流域比TMPA产品有更高的一致性。

农村河道生态状况评价是科学制定农村河道生态治理措施的基础。根据农村河道的特点，从河道功能、河道形态、河道环境、河道生态与景观、河道管护和综合评判6个方面构建农村河道生态状况评价指标体系。运用集成序关系分析-熵权法确定各指标的组合权重，建立模糊物元评价模型，对江苏省农村河道生态状况进行综合评价。结果表明：江苏省农村河道生态状况总体良好，部分农村河道生态状况恶劣，江苏省农村河道生态状况存在地区差异。评价结果与实际情况基本一致。

基于江苏、湖北两省694份农户调查数据，运用层次回归和Bootstrap方法实证分析农户参与度对生态政策获得感、社会政策获得感的影响路径。结果表明：①农户参与度对生态获得感、社会获得感均有显著提升，其中部分通过政府信任对生态获得感和社会获得感产生中介效应，分别占总效用的29.89%和18.97%。②正式制度在政府信任对社会获得感的影响中发挥正向调节作用，非正式制度在政府信任对生态获得感和社会获得感的影响中有正向调节作用。因此，研究提出农村环境治理应加强农户对政府的信任建设，需要制度为农户参与赋权赋能，激活农户参与的内生动力，更要借助非正式制度达成村集体治理共识，强化农民与政府关系网络，提升农户政策获得感。

折冲水流作为闸下常见不良流态之一，会对下游河床和河岸造成严重的冲刷破坏。基于结构对称的大扩散比多孔水闸模型试验，在对称来流和出流条件下，采用LSPIV技术采集下游表面流场数据，研究扩散比和弗劳德数对闸下折冲水流表面流场偏折特性的影响。结果表明，下游河道横断面流速呈“S”型分布，折冲水流动力轴线沿程偏折显著，并按折冲水流区域主控因子的不同将其划分为三个流段，整体上，随着弗劳德数的增大，水闸过流宽度的主控流段趋于缩小，而边界扩展宽度的主控流段趋于扩大。通过回归分析得到折冲水流偏折率是弗劳德数和扩散比的函数，且在一定范围内，偏折率随两个自变量的增加而增大，最大偏折角度不超过 {\mathrm{20}}^{°}，该成果对进一步提出闸下不良水流流态改善措施具有指导意义。

为了评价河流当前的健康状况和识别受损原因，从水文水资源层、物理结构层、水质层和生物层4个准则层出发，以永定河流域为研究区，构建了基于模糊逻辑的河流健康评价模型，并在评价结果的基础上分别进行指标层和准则层的敏感性分析，找出当前最有效的修复措施。结果表明：桑干河下游健康状况均优于其他河段，评级为亚健康，桑干河上游、洋河和永定河均为不健康等级；4个准则层中生物层表现最差，均为不健康，说明流域水生态条件限制了水生物种的生存繁衍；评价河段敏感度最大的指标和准则多与水质和生物相关，它们是短时期内提升流域整体河流健康水平最有效的敏感因子。

硝酸盐负荷对水体的影响已成为国内外广泛关注的问题。明确水体硝酸盐负荷的主要来源，是精准制定流域氮污染控源减排策略的基础。该研究以深水湖泊千峡湖为研究对象，通过对湖水水化学特征、硝酸盐氮氧同位素组成及各来源（降水、生活污水、肥料、沉积物及周边土壤）氮氧同位素组成的监测研究，定性分析了千峡湖水体硝酸盐变化趋势及其主要来源。并在此基础上，采用稳定同位素模型MixSIAR定量分析各硝酸盐来源的贡献率。结果表明：①千峡湖水体上游硝酸盐主要来自人为活动下有机氮等汇入水体发生的硝化作用过程；②湖体硝酸盐来源中流域土壤、生活污水、肥料、沉积物、降水的硝酸盐贡献占比分别为87%±9.7%、9.0%±5.9%、2.5%±1.5%、1.2%±0.8%、0.3%±0.4%。千峡湖湖体氮的迁移转化过程以硝化作用为主，迁移转化过程中受人类活动影响较大，因此，产生的硝酸盐含有较高的氮稳定同位素值。该研究可为深水湖泊氮循环及迁移转化过程提供科学依据。

利用 ANSYS FLUENT 数值模拟软件，以Navier-Stokes方程为控制方程，基于有限体积法，采用Standard k - ε 紊流模型，建立数值分析模型，通过在流场入口设置为质量入口的方式，在保持植被密度不变的情况下，对三种茎粗的刚性淹没植被明渠的水流特性进行了数值模拟研究。结果表明：试验结果与数值模拟计算结果进行对比，计算所得的流速值与试验值吻合良好，表明数值模拟方法可行。通过剖析流场流速分布变化，得到植被茎粗增加导致纵向流速减小的研究结论。通过分析流场流速的垂向分布，总结出靠近于植被的坡面流速变化幅度较小，水流紊动性较大，随着与植被偏离距离的持续增大，垂向流速变幅明显增大，植被对点流场的掺混紊动效应减弱。

河湖水系是维系自然生态系统的重要组成部分，同时也是社会经济发展的重要支撑。河湖水系生态连通工程技术是生态修复工程补短板的重要手段。通过阐述河湖水系连通性的内涵，构建了基于三流四维生态模型的河湖水系生态连通工程技术体系，包括纵向连通工程技术、横向连通工程技术与垂向连通工程技术，并针对各连通维度具体阐述了各项工程技术。河湖水系生态连通规划工程技术体系的构建，可为国家及水利行业开展河湖水系连通相关工作提供有力的技术支撑。

为了研究进水C/N与运行水位对垂直潜流人工湿地脱氮效果的影响，在4种C/N进水（2/1、4/1、8/1、12/1）和3种运行水位（60、40和20 cm）条件下，开展了12组模拟垂直潜流人工湿地试验，分析了垂直潜流人工湿地沿程（50、30 cm和出水口处）的脱氮效果；结果表明，C/N对垂直潜流人工湿地系统中的铵态氮（NH₄ ⁺-N）、硝态氮（NO₃ ^--N）和总氮（TN）去除有显著影响（P<0.05），在C/N=4/1时，3种运行水位下NH₄ ⁺-N、NO₃ ^--N和TN在沿程的去除率均最高；当C/N=4/1，运行水位为40 cm时，模拟垂直潜流人工湿地沿程的三氮去除率最高，分别为（98.16±1.10）%、（82.84±10.55）%和（85.92±8.34）%，此时的C/N与运行水位为三氮去除效果的最优组合；运行水位对垂直潜流人工湿地系统中NH₄ ⁺-N和NO₃ ^--N的去除有显著影响（P<0.05），运行水位为60 cm时，氮素的去除主要发生在上部50~60 cm；运行水位为40 cm时，氮素的去除主要发生在上部30~40 cm，30 cm至出水口处三氮浓度变化较小。并且30 cm和出水口处三氮浓度变化较60 cm时稳定，可见适当提高C/N和降低运行水位有利于垂直潜流人工湿地系统中氮素的去除。该研究结果可为垂直潜流人工湿地最佳脱氮效果的条件选取提供参考。

为探究太阳能泵的运行特性并揭示太阳能泵瞬态流动机理，采用试验测试的方式，对日照辐射瞬态改变为 ±100 W/m²和±200 W/m²时的光伏阵列输出特性以及泵出口压力脉动情况进行了研究和分析。研究结果表明：相较于200 W/m²日照强度升高幅度，日照强度瞬态升高幅度为100 W/m²时，光伏阵列达到稳态所需时间缩短2 s，泵出口压力达到稳态所需时间增加0.5 s；光伏阵列输出的波动性随着日照强度的升高而逐渐降低；泵出口压力脉动的响应时间逐步减小，光伏阵列的输出功率随着日照辐射的瞬态升高出现显著变化，瞬态响应在3 s内趋于稳定。随着基础日照辐射的升高，泵出口压力响应时间逐渐变短，系统达到稳态所需的时间明显增加。随着基础日照辐射的逐渐降低，泵出口压力均出现先降低后升高最后逐渐趋于稳定的变化趋势，与光伏阵列输出功率的变化保持一致；随着基础日照辐射的增加，泵出口压力在较大瞬态日照辐射增加下需要花费更长的时间达到稳态。

针对传统BP神经网络预测农业灌水量时存在易陷入局部最小值、难以选择合适学习率的问题，提出了一种基于遗传算法和Adam算法并行优化BP神经网络的农业灌水量预测模型。该模型利用遗传算法对BP神经网络进行初始权值和阈值的预筛选，然后采用Adam算法来实现学习率自适应于参数梯度不断更新。收集黄河流域陇中片灌溉分区内7个典型灌区的气象数据以及玉米实测灌水数据对模型进行训练，同时与传统GD法、GA法、Adam法下的网络模型进行对比。结果表明：GA-Adam模型仅在训练次数为67次，训练时长为0.403 s时便达到预设精度；且GA-Adam模型预测值与期望值的RMSE和MAE最小，分别为54.73和47.76，决定系数R ²为0.81，总体预测效果最好。

泵站前池扩散角过大易产生不良流态，影响进水池内的水流流态，进而恶化水泵进水条件，降低水泵运行效率，严重时甚至危及泵站安全运行。以某55°大扩散角正向前池为研究对象，采用数值模拟和模型试验相结合的研究方法，通过在前池内设置楔形导流墩以整治流态。研究结果表明：将楔形导流墩设置在前池进口处可以更好地起到分流作用，合理设置组合式对称楔形导流墩能有效提高整个前池的流态改善效果。研究成果对类似泵站的前池整流有一定的参考价值。

为了提出一套比较精确的适合江西省的水稻参考作物腾发量（ET ₀）预报方法，采用PM公式和26个气象站点的历史气象数据来计算ET ₀，以此为基准值对Hargreaves-Samani （HS）模型、Blaney-Criddle（BC）模型及McCloud（MC）模型进行率定。并利用天气预报数据，评价3种ET ₀预报模型在江西省各个站点的适用性。结果表明：经过参数校正后，HS模型、BC模型及MC模型的ET ₀预报值在26个站点的平均的准确率分别为86.63％、85.81％、87.12％，平均绝对误差的均值分别为0.75、0.80、0.76 mm/d，平均的均方根误差分别为0.98、1.00、0.99 mm/d，平均的相关系数分别为0.76、0.76、0.78，有16个站点推荐使用HS模型进行ET ₀预报。对于江西省各个站点，预报精度最好的是HS模型，MC模型其次，BC模型最差。整体来看，采用率定后的HS模型进行预报，可为江西省灌溉预报及决策提供较为准确的ET ₀预报数据。

针对季节性冻融区膜下滴灌农田因水盐空间分布极度不均匀且受冻融影响显著而无法有效确定秋浇定额这一问题，基于田间试验数据，采用HYDRUS-2D和SHAW模型联合模拟，进行引黄灌溉条件下膜下滴灌农田不同秋浇定额下土壤水盐运移动态模拟，研究其单年际和多年际秋浇定额。结果显示：①单年际秋浇时，轻度盐渍化土壤，推荐秋浇定额为1 100 m³/hm²；中度盐渍化土壤，推荐秋浇定额为2 100 m³/hm²；重度盐渍化土壤，仅以改良土质为目的时推荐秋浇定额为2 500 m³/hm²。②多年际秋浇时，非盐土至少每3年进行一次秋浇，3年1灌时推荐秋浇定额为2 000 m³/hm²，2年1灌时推荐秋浇定额为1 350 m³/hm²，轻度、中度和重度盐渍土必须每年秋浇。

保温材料的平衡含水量是影响其导热系数、抗压强度、渗透性能等参数的关键因素。为分析保温材料的吸湿特性，以寒区工程中常用的3种保温材料为基础，开展等温吸湿性能试验，分析评价7种吸湿模型的适用性，提出保温材料等温吸湿曲线最优拟合公式。实验结果表明，不同保温材料的等温吸湿性能差异明显。相对湿度越大，吸湿速率越大，达到平衡含水率的时间越长。在相同湿度下，福利凯保温板的吸湿量是聚氨酯硬质泡沫的2倍，是挤塑聚苯乙烯板的5倍以上。相对其他预测模型，Peleg模型能够很好的描述保温材料的等温吸湿过程。试验成果可为研究保温材料性能劣化机理及其热湿耦合分析提供基础数据支撑。

近年来黄河调水调沙使小开河灌区引水条件变化，灌区供水和生态安全受到威胁。针对灌区面临的引水量减少、淤积严重、清淤弃土无处放置、沉沙池功能不足等问题，提出了渠首工程改造及建设输沙管道等工程措施。为落实黄河流域生态保护和高质量发展，利用泥沙资源、分散处理泥沙、改良土地、加强监管等一系列运行管理措施是有效的。在应对水资源供需矛盾日益突出、遏制生态环境退化的实践探索中，小开河灌区积累的一些做法可为黄河下游引黄灌区提供参考。

针对永湖泵站二期工程机组振动偏大、厂房局部结构振感强烈、水泵口环磨损严重等问题，展开了现场检测。通过对现场检测结果的分析研究，得出了水泵进水渐缩管收缩过快导致机组振动偏大；局部结构自振频率与水泵叶频一致诱发共振导致振感强烈；水泵口环材质使用不当造成运行磨损严重等结论。根据结论改进后，该泵站的建筑物振感强烈情况消失，机组振动偏大和口环磨损问题得到改善。

结合工程实例，分析了带局部凸起点的管道系统停泵水锤的特点；基于空气阀和水击泄放阀的工作原理，对比分析了普通空气阀、“快进缓排”防水锤型空气阀和“普通空气阀+水击泄放阀”的水锤防护效果。计算结果表明：与普通空气阀相比，“快进缓排”防水锤型空气阀通过限制升压阶段的排气流速，可以有效减小因排气造成的压力上升，具有更好的水锤防护效果；在弥合水锤首先发生的地点设置水击泄放阀可及时向外释放高压流体，可作为防水锤型空气阀失效后的水锤防护后备措施。

为明晰太阳能提水设备在青海牧区供水中的应用效果，本研究利用太阳能供水模式，建立牧区太阳能供水试验点，在野外试验观测数据的基础上，分析了太阳能深井提水设备、太阳能浅井直流水泵提水设备、太阳能蓄电池提水设备的实际应用情况。结果显示，无蓄电池提水设备在7、8月的日提水量最高，12月日提水量最低，有蓄电池设备输出特性稳定，实现了连续三天不储能，保证供水需求的标准。设备供水保证率分别为91.5%、92.3%、95.7%，可满足青海牧区用水户全年的供水需求。该研究可为青海牧区推广清洁能源供水提供理论依据，对保障牧区牧民安全用水具有重要意义。

拉哇水电站右岸泄水建筑物进口边坡地质条件复杂，开挖边坡最大高度约220 m。开挖完成后坡脚的压应力水平高，应力集中效应明显，对泄水建筑物工程的施工和运行安全构成威胁。通过建立不同部位边坡数值计算模型，分析了边坡在开挖过程中的变形、塑性区及应力变化情况，特别是边坡坡脚应力集中对边坡稳定性的影响。结果表明，溢洪洞进口边坡EL2654 m平台坡脚部位最大压应力达到18 MPa，较开挖前该部位的主压应力增大了2.1倍。为了保证坡脚岩体的稳定性，研究了2 709 m以下3种开挖坡比（直立边坡、1∶0.3以及1∶0.5坡比）时边坡变形及应力情况。结果表明，当采用1∶0.3坡比开挖后，其开挖方量和边坡变形值均较小，且坡脚应力集中有明显改善，推荐采用该方案进行开挖。

白鹤滩坝址区地质构造条件复杂，岩体卸荷作用较强，且发育有断层、错动带、深部裂缝等软弱结构面。在施工期间，人为活动会破坏两岸高陡边坡的稳定性，影响大坝长期安全稳定运行。结合白鹤滩地质条件对施工期坝肩边坡的监测资料进行分析，研究左右岸坝肩不同高程区间边坡的变形机理。基于对白鹤滩坝址区工程地质资料的整理分析，构建三维有限元边坡模型，借助FLAC3D有限差分软件对边坡开挖和支护以及筑坝全过程进行数值模拟计算，以监测资料验证了数值模拟计算成果的合理性，然后根据数值模拟计算结果并结合现场边坡变形监测数据，深入研究大坝两岸高陡边坡的变形演化规律，掌握边坡变形的控制因素。监测资料和数值模拟成果所反映的边坡变形规律是一致的且均表明左右岸坝肩边坡施工期是稳定的。

抽水蓄能电站在压水工况中暴露出的管道设备过冷问题，是以压缩空气为工质的压水气系统的重要安全隐患。系统管路中的主要阀门，包括截止阀、节流阀和止回阀，在实机运行中均观测到阀体温度低于预期范围的现象。阀体过冷说明其内部有低温气流通过，但国内外针对压水气系统排气压水工况中，低温气流形成的机理研究和该条件下阀门的选型分析研究相对较少。采用SA单方程湍流模型，对压水气系统压水工况阀门处的低温问题，进行了非稳态全通道数值模拟研究，初步分析了过冷现象的发生位置、过冷程度和发生机理。研究结果表明，阀门结构因素导致的可压缩气体剧烈膨胀，是压水工况中高速气流过冷的根本成因，并据此为压水气系统阀门选型提供了可行建议。

针对经验模态分解方法在处理水电机组振动这类由多重信号和噪声耦合的信号时出现的模态混叠现象，提出了一种微分经验模态分解和能量特征相结合的水电机组故障信号预处理方法。通过微分经验模态算法对信号进行分解，接着构造各阶微分信号能量矩阵，通过能量矩阵可以筛选出有效的分量。仿真试验表明微分经验模态分解能有效的避免模态混叠效应，使用支持向量机验证在水电机组导轴承信号预处理中，二阶经验模态分解构造的能量特征矩阵识别精度达98%。这一方法在水电机组复杂耦合信号预处理的应用中有很好的工程应用价值。

为探究背压、库压等参数对伸缩式水封止水性能的影响，建立了高水头伸缩式闸门水封的非线性有限元模型，对橡胶材料在止水过程中的受力性能及变形特性进行了数值仿真。首先，基于最小二乘法原理对橡胶材料单轴拉压及纯剪切的试验数据进行曲线拟合并且确定了Mooney-Rivlin本构模型参数，基于ANSYS软件建立了高水头伸缩式水封的仿真模型，通过APDL语言实现了封头接触状态的判断及侧向库水压力的循环迭代施加；其次，分析了含不同参数数量的Mooney-Rivlin模型对仿真精度的影响，并与模型试验对比验证了仿真的有效性；最后，通过参数分析研究了水封自由外伸量、接触应力、外偏移量在不同工作阶段随水封所受背压、库压以及止水面板与压板之间初始间隙变化的规律。

依托某滑坡在库水作用下复活产生的工程问题，目的是弄清滑坡的变形复活机制和临界条件，为环境影响评估和综合处置提供依据。通过搜集滑坡区历史工作资料，进行了滑坡的过程识别；利用定性和定量分析，评估了蓄水前后滑坡稳定状态；利用多期次地面调查和安全监测，评估了水电站蓄水对滑坡周边环境的影响机制，结合现场情况提出了最优处置措施，所得主要结论如下：①罗家坪滑坡，初期认定为变形体；中期认定为滑坡，并圈定了其范围；最后，再次复核修正了滑坡范围和滑体厚度；③水电站蓄水前金沙江水位较低，滑坡前缘临空，滑坡整体稳定；2012年蓄水至354 m，坡体前缘浸水，滑坡复活，既有建构筑物产生裂缝，坡体欠稳定；2013年蓄水至370 m，滑坡变形加剧，既有建构筑物裂缝扩大，坡体临界；继续蓄水至380 m，滑坡变形速率继续加剧，个别建筑物垮塌，坡体临界。可以认为370 m蓄水位为罗家坪滑坡的临界水位；③环境影响评估，蓄水前水绥二级路、移民工程均正常使用；蓄水至354 m，二级路、桥梁、民居出现裂缝，不影响使用；蓄水至370 m，变形急剧增加，既有建构筑物裂缝扩大，丧失部分功能，居民搬迁，桥梁封闭；蓄水至380 m，部分民居倒塌。环境影响间接证明了滑坡复活的几个阶段与水电站蓄水密切相关；④原位加固处置只能加固二级路以上的滑坡部分，对水下部分没有效果，治理效果有限，建议采取绕线方案。上述结论可以为库区临近工程提供类比依据。

为了解决水轮机叶片的汽蚀问题，对激光熔覆抗汽蚀涂层技术进行了研究。采用激光熔覆技术在水轮机叶片常用材料0Cr13Ni4Mo不锈钢表面制备Co基抗汽蚀熔覆层，并对熔覆层的微观形貌、组织结构、硬度、抗汽蚀性能等性能进行了系统研究。结果表明：激光熔覆过程会使叶片产生微量的热应力变形，但不会影响叶片的实际使用需求，并且可以通过调节工艺参数将熔覆过程产生的热应力变形控制在更加合理的范围。所制备的Co基抗汽蚀熔覆层与基材呈良好的冶金结合，其显微硬度是基材的1.5倍，相同试验工况下，汽蚀失重量仅为基材的1/3。该技术的应用可以大幅提高清水环境下水轮机叶片抗汽蚀能力，保障机组的安全运行。