由于长距离、复杂输水工程的地势一般较为复杂，在工程实际中，水泵加压与有压重力相结合的混合输水方式越来越普遍。但这种混合输水方式仅通过单阀调节难以改善全线的水锤控制效果，从而难以保证整个工程的安全运行。因此，研究水泵加压与有压重力混合输水系统中的泵阀联合优化调度问题具有重要的现实意义。以高疃泵站至无压调节池段水泵加压与有压重力混合输水工程为研究对象，建立了高疃泵站至无压调节池段瞬变流计算模型，模拟了切换工况前、后的运行状态，明确了边界条件。并分析现状调控方案，以泵阀联合调控的时间间隔为控制变量，模拟分析了多种切换方案的瞬变过程，采用均匀试验设计方法优化现有泵阀联合调度方式，提出了调控时间短、操作简单、水位波动小且安全性高的泵阀联合调度方案，并为长距离复杂调水工程的泵阀联合优化调度提供了数据支持。

为了研究不同进水结构产生的进口非均匀流场对轴流泵水力性能的影响，基于雷诺时均N-S方程和标准k-ε湍流模型，利用CFD软件对立式轴流泵装置进行了数值模拟计算。将进水流道简化为90°进水弯管，对比不同曲率半径的弯管结构造成的非均匀入流与直管均匀入流，并且在其基础上建立2种典型的非均匀入流与直管均匀入流进行对比，得到进口非均匀流场对轴流泵水力性能的影响。将直管均匀入流下的数值模拟结果与模型试验相对比，验证了计算结果的可靠性。结果表明：弯管曲率半径越小，水泵进口流场非均匀程度越高，对立式轴流泵的扬程和效率的影响越大，且这种影响在大流量工况体现更为明显，不同弯管结构产生的进口畸变流场之间效率最大差值达到11%，扬程最大差值达到0.41 m。进口非均匀流条件下的导叶和出水流道水力损失明显增大，并且随着曲率半径减小会在导叶一侧产生漩涡，削弱了导叶回收环量和整流的作用。2种典型非均匀入流与均匀入流对比显示，非均匀流可能会增强叶轮做功能力，使得立式轴流泵扬程有大幅度增加，但会极大的降低叶轮效率。

双向流道泵站受长江水位变化影响，易偏离设计工况运行，引发不良压力脉动，影响泵站安全运行。基于雷诺时均方程和SST k-ω湍流模型，对某双向流道泵站模型进行非定常计算，得到设计工况下的压力脉动时间序列，并结合外特性试验对计算结果予以验证。为研究双向流道泵站压力脉动的混沌特性，对压力脉动的时间序列进行相空间重构，求取最大李雅普诺夫指数、关联维数、分形标度3个混沌特性参数并进行分析。研究表明：各监测点压力脉动的最大李雅普诺夫指数均大于0，表明计算得到的压力脉动时间序列具有混沌特性；叶轮出口处P₉点的关联维数最大，出水喇叭口处P₁₈点关联维数最小，与压力脉动振幅变化大小相对应；分形标度均大于0，导叶中部P₁₅点分形标度值最大，代表在此情况下混沌特性最强。

随着引水工程信息化建设的不断发展，水利工程运维系统重要性逐步增加，而传统的运维系统已经不足以支撑当今需求，急需打造一款贴合水利工程信息化系统运维管理实际需求的智能运维系统。以引供水水利工程运维需求和特点出发，系统地阐述了水利工程运维痛点，运用云计算、大数据、人工智能等智能化、信息化技术与互联网技术相融合的手段进行运维关键技术研究，通过需求分析完成了系统总体框架设计及各功能模块设计，最终形成一套以“云-网-端”架构为基础的引供水工程智能运维管理系统。该系统能全面提升水利工程系统运行的安全性与可靠性，为类似的水利工程智能运维管理提供了技术支撑和借鉴意义。

本文研究开发大型泵站机组安全、运行、调度、分析、决策统一构建的泵站智慧管控一体化平台，从而实现机组运行状态监测与诊断、泵站运行经济性分析、优化调度辅助决策及泵站信息全方位展示等功能。在南水北调东线一期工程山东段邓楼泵站自动化系统升级改造项目中应用示范，充分利用大数据、物联网、云计算对泵站各类信息进行深入挖掘分析，实现全方位数据感知、全自动安全控制、全场景智能预警、全方位安全预警预测，达到“远程控制自动化、业务管理信息化、调度决策智能化”的目标，实现了调度生产指标可视化、运行状态管理集约化、运行调度智能化和泵站智慧管控一体化。

为解决固海扬黄灌区深挖方高地下水位渠道基土的冻胀融沉，导致混凝土板隆起滑塌等破坏问题。从渠道混凝土衬砌板破坏的实际情况出发，分析渠道衬砌混凝土板破坏的主要原因是渠道基土含水量过大，造成混凝土板的冻胀破坏；降低和排除基土中的含水量是解决和预防渠道冻胀破坏的主要措施。采用毛细透排水带与排水管相结合方式排除基土中的地下水，降低渠堤土体中的含水量，解决渠道混凝土板冻胀破坏问题。结果表明：采用毛细透排水带与排水暗管相结合的排水措施与没有排水措施的渠道段落基土含水量的平均值相对比，含水量在冻结初期、冻结期和春季融化后最大值比较分别降低了21.4%、14.7%和27.9%；渠道阳坡、阴坡和渠底的最大法向冻胀量分别降低了74%、79%和50%。说明采用毛细透排水带和排水暗管相结合的排水方式能有效降低和防止渠道冻胀破坏的发生。

在高地下水位渠段，明渠边坡容易产生扬压力破坏，造成衬砌板破坏、滑坡，甚至停水等严重事故。为降低地下水水位，提出在高地下水位地区采用纵向排水管与渠道内减压井相结合的复合排水方式。在常规条件下单纯采用纵向排水管排水，而在高地下水位情况下，启动减压井，使管、井同时运行，迅速降低地下水水位，避免造成扬压力破坏。针对山东省胶东引黄调水工程莱州趴埠段扬压力破坏问题，构建了三维有限元模型，解决了二维模型中难以同时模拟排水管与排水井的问题。采用数值计算方法对比了单纯采用纵向排水管、单纯采用减压井、管与井相结合3种模式下的排水减压效果，研究了减压井位置、井间距、井内抽水高程等对渠底及边坡的减压效果。结果表明，单纯采用排水暗管可以满足常规条件下的排水减压要求，而在高地下水位条件下无法满足。管、井相结合的复合排水方式，可满足排水减压要求，对长距离输水明渠高地下水位渠段的设计与运行提供理论支撑。

侧槽设计时，应保证侧堰为自由出流，亦即需要按照校核流量进行槽首断面水深计算。通过数值模拟，研究侧槽底坡变化对槽首淹没的影响。成果表明：①在不同底坡条件下，侧堰过流能力的增幅均出现先增大后减小的情况；②在所研究的纵坡变化范围内，均可通过增大侧堰长度（槽首、槽末高差不变），减小侧槽底坡的方式避免侧堰被淹没。限于地质条件，槽首底板高差难以降低时，可通过增加顺等高线布置的侧堰长度来保证其过流不出现淹没，适当提高侧槽溢洪道的超泄能力。

震区高填方场地上部水池结构的抗震性能对于其在运营期的安全与稳定具有重要影响。依托西南地区某水厂水池建设工程，设计了室内振动台缩尺模型试验，并建立与试验相对应的三维数值模型，验证分析试验方案的合理性。主要研究了不同工况下土体的动力响应、上部水池结构的位移、应力响应等，进一步对不同地基处理方案对控制水池结构过大位移的效果进行研究。结果表明：硬质岩层的加速度响应随高程增加而逐渐显著，填土层由于滤波作用，靠近地表处的地震波能量和幅值均发生衰减；水池结构的竖向位移与地震动强度、储水量大小正相关，挖填方交界附近的水池中部墙体所受拉应力最大，为受力薄弱部位；设置桩基及改良填土性质均为减小水池结构过大位移的有效方法。数值分析结果表明初步试验设计方案具有可行性，也可进一步为试验设计优化及改进提供参考。

为了探究洱海流域大蒜田适宜的水肥综合调控模式及其节水减排效应，在农业农村部环境保护科研监测所大理综合实验站开展了大蒜水肥调控模式试验。试验设常规灌溉（W0）、节水灌溉（W1）2种灌水水平；常规施肥（N0）、减少15%氮肥（N1）、减少30%氮肥（N2）3种施氮肥水平，共计6个处理。结果表明：与W0相比，W1处理在不对大蒜产量造成大幅减产的前提下平均节水31.09%，总氮流失量减少51.15%、总磷流失量44.25%，作物水分利用效率提高3.07%；同一灌溉模式下N1处理的大蒜产量较N0处理减少4.31%，差异不显著，总氮流失量减少35.73%，总磷流失量减少2.68%，作物水分利用效率减少3.23%，差异不显著；N2处理下大蒜产量显著降低，较N0处理减少30.59%，总氮流失量减少42.89%，总磷流失量减少2.71%，作物水分利用效率减少28.93%。总氮、总磷流失中通过地表径流流失分别占6.68%、12.51%，淋溶流失分别占93.32%、87.49%，即总氮、总磷流失均以淋溶流失为主。综合考虑节水、产量以及减排效应，N1施氮量并以田间持水率的70%为灌水下限，灌水上限为田间持水率的节水灌溉模式是该地区较优水肥管理模式。

基于价值工程理念，通过对比分析传统价值工程与工程建设方案比选的本质区别，提出了一种更加符合工程建设方案比选要求的量化模型，并将其应用于水厂膜处理方案的比选中，计算得出，处理水量为6万m3/d方案的价值系数为0.475，是最优方案。该结论与常规定性分析结果基本一致，说明所提模型能较好的符合工程实际，所得结果也更加科学合理。该方法逻辑严密，可以较好适应工程方案比选的实际需求，具有普适意义，值得推广。

为了解全州某引水隧洞围岩在水劣化作用下蠕变变形规律，选取浸水后的隧洞岩样作为研究对象，开展不同含水率作用下的单轴加载蠕变试验，探究含水率对隧洞围岩蠕变的影响，进而建立一种考虑含水率和时间双重影响的新型的非定常蠕变模型，最后结合试验数据来验证模型的正确性与合理性。结果表明：砂岩受载后的瞬时变形与蠕变变形量均随含水率的增加逐渐增大，且建立的非定常模型考虑了蠕变参数的含水劣化与时间劣化，使得蠕变模型可准确地描述不同应力和不同含水率状态下隧洞围岩的蠕变损伤过程。而参数α ₁能有效的控制了岩石的瞬时应变值的大小，参数α ₂则控制了岩石黏弹性变形和速率的变量，参数α ₄控制了黏塑性蠕变速率，参数α_γ 在黏塑性黏壶发生作用时，对黏弹性变形向黏塑性变形转化的速率进行修正，有效保持模型曲线的准确性。

黄河源区陆地水储量对黄河流域生态保护与高质量发展国家重大战略的实施起到至关重要作用。利用长短期记忆（LSTM）网络模型，基于GRACE和GRACE-FO重力卫星产品与GLDAS产品分析了黄河源区2002年4月至2020年3月的陆地水储量变化特征，并探讨了降水和蒸散发对陆地水储量变化的影响。结果表明：LSTM模型可用于重建GRACE与GRACE-FO产品之间的数据缺失，其在验证期的皮尔逊相关系数为0.923、纳什效率系数为0.816。此外，GRACE产品具有好的准确性，与GLDAS数据的皮尔逊相关系数为0.737。黄河源区陆地水储量呈现先增加后降低再增加的变化趋势，整体上有着明显的增加趋势。相对地下水和雪水当量，土壤水的增加是陆地水储量增加的主要贡献成分。降水量增加是黄河源区陆地水储量增加的重要原因，而蒸散发量下降是源区陆地水储量上升的可能原因。

生物滞留系统以工程级配介质土作为填料时，为满足脱氮要求需在介质土中额外添加固体碳源。以生物滞留系统处理阳台洗衣废水和降雨径流为研究对象，探讨了不同纤维素固体碳源（木屑、椰壳、玉米渣、稻壳、小麦秸秆）、不同添加量（0%、3%、5%、7%，质量比）对系统除污性能的影响。结果表明，所有纤维素碳源材料均可释放大量有机碳满足反硝化需求，其中木屑反硝化能力最强，NO₃ ^--N去除率高达95%。雨-灰水双模式下，外加碳源能有效提高生物滞留系统除氮能力，尤其是对于NO₃ ^--N的去除，但过多的碳源会造成出水NH₄ ⁺-N的升高；外加碳源可显著提高系统除磷能力，且随添加量而增强；碳源的添加会导致出水COD浓度升高，出现有机物淋洗现象。综合考虑污染物控制目标，在淹没区介质土中添加3%木屑可满足雨-灰水双模式生物滞留系统处理老旧小区阳台洗衣废水和降雨径流对碳源的需求。

新形势下新的治水思路要求在护岸工程规划设计中体现人水和谐的理念，充分发挥护岸工程的防洪、生态与经济效益。河道水力计算是衔接流域水文分析计算与水工结构设计的关键环节，对护岸工程选型、规模和造价都有着重大影响。以山区中小河流浏阳市南川河为研究区域，将流域设计洪水作为输入条件，采用MIKE11一维水动力模型进行河道水力计算，针对河道现状问题提出差异化的生态护岸工程方案，并利用模型分析工程实施后的效果。结果表明，经参数率定后的MIKE11模型可较准确地反映南川河河道水流条件，计算结果可用于指导护岸型式的选取及设计参数的确定，据此制定的生态护岸工程方案可起到固坡护岸、强化河道行洪安全、稳定河势和改善河道生态状况的效果。

快速城市化和气候变化导致城市内涝频发，城市排水系统设计优化对城市排水防涝具有重要意义。以西安市小寨区域为例，选取排水管网和调蓄池两种灰色设施，基于SWMM模型与NSGA-III算法结合，提出以管网溢流量最小、经济成本最低和径流控制率最大为目标的优化方法，对城市排水系统进行优化设计。结果表明：排水系统优化后，管网溢流量最小、经济投入最低和径流控制率均优于原设计方案，50 a一遇设计降雨条件下，管网溢流量减少11.70%，经济成本降低4.55%，径流控制率提升4.06%；10 a一遇和20 a一遇设计降雨重现期条件下，三个目标均有不同程度的改进。该研究成果可为城市排水系统优化设计提供理论基础和技术支撑。

深圳大空港地区建设过程中亟需解决用地紧张的问题，其中，空港新城位于茅洲河出口左岸，工程建设使得岸线向海推进，将养殖区和近岸水域围填成陆，-3 m深槽被截断。建立物理模型，进行水动力模拟和清水动床冲刷试验，选取比重为1.22 t/m³、中值粒径为0.23 mm、起动速度为4.3~5.2 cm/s的塑料沙为床沙，研究茅洲河口水域水流扩散特性，分析围垦对河势稳定的影响。试验结果表明，围垦工程实施后，近岸深槽填埋导致沿岸输沙路径被阻断，工程附近河床将发生较大调整，茅洲河落潮流受交椅湾水流挤压，贴岸向下游输移扩散，在茅洲河径流和下游涨潮流的共同作用下，近岸河床逐渐冲刷形成了新的深槽，新深槽贴着外推后的新岸线分布，从茅洲河口向西南方向延伸，新深槽基本连续，但-3 m等高线没有贯通，扩宽率较小；与现状比，新深槽宽度较窄，冲深偏浅。根据河床演变自生性试验成果，涨落潮流在近岸水域具有较强的塑槽能力，分别从上下游两个方向淘刷侵蚀河床，在近岸水域冲刷出深槽，其分布特点与现状相似，结合水流特性、河势发展和新深槽的分布特点，提出茅洲河口治理方案，方案基本沿新冲刷出的深槽布置，全长约4.0 km，上起茅洲河口现状深槽，上游底宽150 m，下至伶仃洋东滩-4 m等高线，下游底宽200 m，建议开挖至-4.0 m，两侧坡度为1∶7。

为了改善西安灞河疏浚底泥的力学性质，实现疏浚底泥的资源化利用，在传统硅酸盐水泥固化基础上，添加了生石灰、聚丙烯、矿渣及高分子吸水树脂，并通过无侧限抗压强度试验分析了不同掺量组合的固化材料对高含水率疏浚底泥不同龄期的强度影响及固化材料掺量与疏浚底泥强度的相关性。结果表明，矿渣与水泥掺量对疏浚底泥强度影响显著，生石灰掺量对疏浚底泥强度影响较为显著；聚丙烯和高分子吸水树脂掺量对疏浚底泥强度影响不显著；复合固化剂的最优配比为：水泥（A）∶生石灰（B）∶聚丙烯（C）∶矿渣（D）∶高分子吸水树脂（E）=2 000∶400∶10∶1 100∶8。在此基础上，建立了采用不同固化剂掺量下疏浚底泥强度的回归预测模型，为河道灞河河道疏浚底泥再生利用提供依据。

利用MIKE21软件建立了考虑橡胶坝塌坝过程及区间汇流的兰村至汾河二坝段河道二维水动力模型。首先根据物理模型试验成果和恒定流水面线模拟进行了参数率定，并通过实测洪水过程和橡胶坝塌坝过程的模拟对所建模型进行验证，水位和流量吻合良好，说明所构建模型能较好地反映橡胶坝的塌坝过程。而后根据工程实际及度汛原则，针对7座橡胶坝不完全塌坝的4种组合方案进行了小频率洪水演进模拟，结果表明：洪水以波的形式传播，洪峰逐渐坦化，当发生20%频率洪水时，洪峰到达城区1号坝需要3 h，此时洪峰流量1 381 m³/s；行洪过程中，蓄水渠的流量分配与1号橡胶坝塌坝高度呈正相关关系；1号坝与5号坝处为浑水渠和蓄水渠之间中隔堤的始端与末端，会发生局部绕流现象，当洪水流量较小时，该现象愈加明显；方案B能够兼顾行洪和蓄水要求，为最优方案，相应各橡胶坝塌坝高度为：1.1、1.1、1.1、1.1、1.8、1.8、2 m。研究成果对较低频率洪水橡胶坝调度规则的制定有参考价值。

水库水温是大型水利水电工程建设和运行过程中关注的重要指标，其影响因素众多且共同作用、相互耦合，基于实际监测资料结果分析无法较好区分各因素影响程度和范围。构建简化的模型水库作为研究对象，采用数值方法分析入流流量、入流水温和气温对水库水温结构的影响。结果表明：在入流条件变化时，入流流量主要影响区域在取水口底板高程以上；入流水温周期性变化条件下，随着周期增加，影响的水深范围增大，最大影响水深在取水口底板高程附近；气温周期性变化条件下，随着周期增加，影响的水深范围增大，当气温变化周期分别为7、30、90 d时，影响水深约为20、25 m和整个水库水深；对β法改进，仅考虑取水口底板高程以上水库库容进行计算，可更为准确地判断坝前水温结构的变化。

为探究气候变化对水利工程防御洪水标准及其自身安全性的潜在威胁，根据639个站点的日值降雨数据，综合Pearson-III型曲线、最小二乘法及F检验等方法，研究了1958-2017年的中国设计暴雨量的变化及其对降水变化的响应。结果表明：①多年平均降水量、日最大降水量及不同重现期下的设计暴雨量在空间上均沿东南向西北逐渐减少。②华南、华中、西北和西南地区的多年平均降水量和日最大降水量均呈显著增加趋势（p<0.05），年降水量的增加速率分别为0.82、0.46、0.24和0.21 mm/a，而日最大降水量的增加速率为0.02~0.06 mm/a。③在20 a一遇的重现期下，华中、西北、西南地区的设计暴雨量呈显著增加趋势（p<0.05），增加速率分别为0.19、0.05和0.15 mm/a，华南（0.03 mm/a）和华东地区（0.10 mm/a）呈不显著增加趋势。华北地区呈显著减少趋势（p<0.05），减少速率为-0.08 mm/a，而东北地区不显著减少（-0.03 mm/a）。随重现期的增长，设计暴雨量的变化速率具有“增的愈增，减的愈减”的基本特征。④设计暴雨量变化与日最大降水量变化呈显著的正相关关系。在特定重现期下，设计暴雨量会随日最大降水量的增加而增加，可能造成工程实际防洪标准下降，亟需对已建工程的防御标准进行校核修订。研究结果可以为我国工程设计标准的更新及防洪减灾工作提供理论与实践支撑。

以盘龙江流域为研究区，运用SWAT模型，通过设置不同极端土地利用情景，定量分析流域内主要土地利用类型产流的贡献顺序，以及流域内植被覆盖变化对径流过程的具体影响，并进一步探讨了流域补水工程、丰枯水期径流等对盘龙江径流的影响。结果表明：①流域内林地、草地和耕地三种土地利用类型对河川径流的产流贡献为：耕地最强，草地稍次之，但与耕地对径流形成的影响程度大体相当，而林地最弱；②2007-2014年间，盘龙江流域植被覆盖结构变化显著。其中，林地面积下降了7.31 %，草地与城镇建设用地则分别增加了5.05 %、2.82 %，减少的林地绝大部分转化为了草地和城镇建设用地，林地与草地、城镇用地构成的此消彼长虽然增强了流域的产汇流作用，但却加剧了径流的年内变化，弱化了流域植被涵养水源、调节径流的功能。③补水工程运行后，盘龙江年径流在2014年呈现较大增长，与2007-2013年的逐年减少趋势截然相反，且枯水期的径流增加量明显高于丰水期，径流调节作用明显。④枯水期径流量的变化是2007-2014年盘龙江年径流量趋势变化的主要原因。

为研究江西省历史山洪灾害的时空分布特征及其驱动因子，本研究采用标准差椭圆、空间自相关、聚类和异常值分析等空间分析方法以及地理探测器，对江西省山洪灾害调查评价成果中1951-2015年历史山洪灾害数据进行分析；以十年为研究期，选取江西省1996-2005年以及2006-2015年两个近期时段，利用地理探测器分析驱动因子变化格局。结果表明：①1951-2015年各年代的山洪灾害重心主要分布在江西中部地区，呈西南-东北格局，历史山洪灾害总体分布随年代向南北方向收缩。②江西省东部、中部和东北部形成了过程降雨量高值聚类，县域内山洪灾害数量及平均降雨量呈空间正自相关。③降雨是对江西省历史山洪灾害解释力最强的驱动因子类型，其中解释力最高的是最大6 h暴雨均值，降雨因子两两之间呈双线性增强关系；在其他类型的驱动因子中，高程、坡度、地貌类型和土地利用有较高的解释力。④最大6 h暴雨均值与其他驱动因子交互后，解释力均大幅提高，与年降雨量因子交互解释力最强。⑤在分时段的驱动因子探测中，降雨和土地利用因子的解释力随时间有所提升，自然地理因子的解释力较为稳定。研究结果为查清江西省山洪灾害时空分布特征及山洪灾害监测预警、风险评价、防治区划等提供坚实的理论基础和科技支撑。

产水系数演变反映了气候和下垫面变化双重影响下的流域水文循环的响应，对流域水资源高效利用和合理调控有着重要意义。研究以伊洛河流域产水系数为研究对象，采用一元线性回归分析法和Mann-Kendall检验法识别产水系数时序数据的趋势性，结合降水特征、土地利用类型和归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index， NDVI）等数据，基于空间聚类分析法，分析产水系数的时空分布及变化特征。结果表明：2001-2018年间，伊洛河流域产水系数变化幅度较小，倾向率介于-0.05/10 a到0.03/10 a之间；2008-2018年伊洛河洛阳至郑州段的平均产水系数为0.24，小于全国平均值（0.4），最高值出现在洛阳市市区（0.41）；产水系数变化趋势主要受降水量影响，不同区域土地利用/覆盖变化会对蒸散发产生不同影响，进而影响产水系数的变化趋势。产水系数的空间分布与降水特征的相关性较大，与土地利用类型和植被覆盖度的相关性次之。其中，产水系数与降水量、暴雨日数和植被覆盖度呈正相关，与无雨日数呈负相关，但与暴雨日数的相关系数较低。本研究结论可为伊洛河流域水资源的调配与利用提供科学依据。

在水资源短缺和淡水资源使用量急剧增长的当前，水资源利用效率研究对于地区经济发展、促进水安全和人类社会可持续发展意义重大，因此成为了学术界争相研究的热点。运用数据包络分析（DEA，Data Envelopment Analysis）方法，结合江西省水资源利用与分布状况，选取资本、劳动力和水资源三个因子作为投入，以地区生产总值为产出，对江西省2008-2018年水资源利用效率时空演变进行研究，并结合地理探测器对影响江西省水资源利用效率的驱动因素进行分析。结果显示：①2008-2018年间江西省总用水量呈倒U型波动上升状态，其中农业用水占比最多，达到一半以上。②从时间层面上来看，江西省水资源利用综合效率与规模效率皆呈现减少的趋势，而纯技术效率呈现缓慢增加的态势。从空间分布结果来看，3种效率的空间分布皆呈现赣北>赣南>赣中的态势。③地理探测器结果显示，社会技术因子（城市化率）与自然因子（降水量、地表水与地下水资源量）是影响江西省水资源利用效率的主要驱动因子。④交互因子探测器结果显示，两两因子相互交互有利于提升单个因子对江西省水资源利用效率的影响程度，以环境规制因子最为明显。研究结果对于提升江西省水资源利用效率，因地制宜制定适合各城市发展的水资源政策，提升城市的可持续发展能力具有重要的实际意义。

丰、枯水期山区下垫面地物特征如植被覆盖度呈显著季节性变化，因此同种水体提取方法在应用于不同水期会获得不同的提取效果；同时，山区河道水体位于峡谷内，易受山体阴影的影响，而且河道狭长细小，水体提取结果容易出现断线现象。为解决上述问题，本文使用国产GF-1遥感影像，首先对比单波段阈值法、NDWI水体指数和SWI阴影水体指数在丰、枯水期典型月对山区河道水体提取的应用效果，分别确定在丰、枯水期最适用的提取方法。然后以DEM数据为基础，考虑遥感成像时太阳高度与辐射角度，生成山体阴影图层，与前述方法获得的水体叠加，消除山体阴影的影响；然后再次以DEM数据为基础，提取河网水系，与遥感提取的水体叠加，以消除零散水体小斑块（如堰塘等）的影响。最后应用膨胀滤波和Pavlidis异步细化算法填充水体断线处。结果表明，丰、枯水期典型月水体提取的最适方法分别为单波段阈值法、SWI阴影水体指数法。通过山体阴影消除、零散水体消除、应用膨胀滤波和Pavlidis异步细化算法进行水体断线填充等综合改进处理后，丰、枯水期水体提取结果总体精度分别达到99.52%、99.27%，Kappa系数分别为0.98、0.97，精度达到“极好”的最优等级标准。本文的方法能有效地解决丰、枯水期在不同地物特征下山区河道水体提取存在的瓶颈问题，为后续应用遥感技术获取水体其他信息（如污染物浓度）奠定了良好基础。

为了对吉林省各市水资源利用过程中产出效率进行分析，从吉林省各市“水资源条件下的用水产出效率”、“水资源条件下的经济产出效率”和“用水情况下的经济产出效率”方面，运用DEA-Malmquist指数模型对吉林省9个地级行政区水资源利用效率进行分析。结果表明，2009-2019年吉林省水资源产出效率总体呈DEA无效，规模效率是吉林省水资源产出效率的主要制约因素；2009-2019年吉林省各市全要素生产率指数总体呈上升趋势，技术变化是全要素生产率指数值大小的主要原因。因此，应适当加大投入产生水资源产出的规模效应，不断提高水资源的利用效率；技术的进步很大程度上影响着水资源的产出效率，科技的发展与进步有利于促进水资源的可持续利用。

针对不同下垫面红壤坡面的产流特征及定量模拟问题，以江西省德安县水土保持科技园内的野外径流小区2016-2017年历次降雨径流观测试验为基础，对比分析了三种下垫面（裸地、百喜草植草覆盖、干草敷盖）条件下红壤坡面的产流特征；基于运动波理论和Green-Ampt入渗模型构建了红壤坡面产流数值模型，采用Preissmann差分法数值离散，通过试验数据进行率定验证；利用模型模拟不同下垫面状况、雨强下的坡面产流入渗过程。结果表明：①与裸地相比，干草敷盖、植草覆盖在不同降雨下均有显著的减流作用，平均减流率各为82.5%、87.9%；②利用实测数据验证本文模型，不同下垫面小区产流量模拟值与实测值的相对误差均在±10%以内，说明模型能反映不同降雨条件下不同下垫面红壤坡面的产流规律；③数值试验结果表明地表覆盖可增大入渗，延迟坡面产流，延迟效果随雨强增大而减弱；土壤初渗速率与雨强成正比，稳渗速率受雨强影响较小；雨强愈大，产流愈快进入相对稳定阶段，且稳定阶段的单宽流量愈大。研究可为红壤坡地水土流失定量评估和治理提供理论依据。

以某水电站地下洞室围岩局部失稳现象为研究案例，考虑围岩裂隙结构面的随机性和统计分布特征建立二维裂隙网络有限元模型，通过裂隙参数的抽样检查以及进行洞室开挖模拟试算，验证了生成裂隙网络与实际岩体结构的一致性以及裂隙结构面相关力学参数取值的合理性。进一步采用正交设计与神经网络算法形成基于裂隙网络有限元的位移反演分析方法，基于反演力学参数的正向计算结果与施工期地质调查及围岩稳定评价基本相符，可以反映裂隙围岩主要变形特征与失稳机制，并为裂隙结构面力学参数的获取提供了新的研究思路。

根据水电机组监测数据的分布特征以及单一监测指标不能完全反映机组整体运行状态的情况，提出一种基于综合赋权与高斯阈值的机组状态评价模型。首先，根据机组类型与测点构建机组层次分析体系，利用综合赋权法确定体系中各成分权重。其次，分析机组各类型监测指标统计分布情况，对振摆类等符合正态分布的指标，基于高斯阈值原理确定指标上下限值，温度类指标限值则根据规程确定。将指标限值分为良好、合格、注意、异常四个区间，根据指标限值及限值所处区间计算实时监测指标劣化度，进而得出指标健康分值。最后，结合机组层次分析体系，对各指标分值加权计算，得到机组上层指标总体得分，根据得分情况判断机组状态。以实际电站机组为例，对模型进行验证，结果表明，该模型能准确判断机组所处运行状态，评估结果与实际运行情况相符。

为研究库水位骤降联合间歇性降雨对库岸古滑坡渗流稳定的影响，基于非饱和渗流原理，考虑不同速率库水位骤降、不同类型间歇性降雨及降雨发生时刻，利用Geo-Studio软件对滑坡在库水位骤降遭遇间歇性降雨时的渗流特性、位移变形及稳定性进行了有限元模拟。结果表明：静库水位下孔压呈间歇式升降，中部孔压最大且发生时刻最迟，此时表层位移最大，易发生浅层滑坡；库水位骤降速率和孔压消散的快慢呈正相关，中上部具有表层滑坡风险，下部埋深20~25 m处具有深层滑坡趋势；降雨发生时刻越早，孔压达到峰值越快，库水位骤降初期遭遇间歇性降雨主要影响滑坡上部位移变形，而骤降后期发生间歇性降雨对滑坡中下部位移变形影响显著。各降雨类型的最小稳定性系数大小为翼锋型>升阶型>中锋型>降阶型，而与库水位组合的滑坡安全稳定影响程度为库水位下降联合间歇性降雨>静库水位下间歇性降雨>单纯库水位骤降。

水电是具有灵活调节作用的清洁能源，在维持电力系统稳定性，保证电能质量方面发挥了其他能源难以替代的作用。随着风、光等可再生能源在电网中的比例进一步增加，传统的水电机组控制策略已难以满足应对各种复杂工况的要求。尽管针对水电机组先进控制策略的理论研究已较为成熟，但应用受制于算法本身的复杂性和现实条件。为此，在传统PID控制的基础上，分别利用智能优化算法和神经网络寻找和拟合不同工况下的最优PID控制参数，设计了适应于水电机组工况变化的自适应PID控制器。仿真结果表明，相比传统的定PID控制器，设计的自适应控制器能够根据工况变化自动调节PID参数，实现了在不同工况下均能保持最优控制性能的目标。

碾盘山水利水电枢纽工程采用BIM技术开展正向协同设计，建立了项目级BIM应用标准，探索研究各专业三维协同设计流程。在基于BIM技术的三维协同设计架构内，通过结构参数化设计、碰撞检测、仿真模拟、4D施工模拟、三维技术交底等展示了设计阶段BIM主要应用点。通过创新尝试实现了无人机正摄影像叠加BIM模型核验工程关键信息，利用Dynamo可视化编程开发了桩基自动布置和混凝土结构三维快速配筋工具，打造了WEB端BIM+GIS管理平台为设计和工程管理提供数据信息服务。实践表明，BIM技术为碾盘山水利水电枢纽工程的建设提供了全面、有效的帮助，提高了设计效率，提升了设计质量，为BIM技术在水利水电工程中的应用做了一个良好的示范。

按照当地现有砂石骨料特性设计反滤料上下包线、配备反滤料可有效降低施工成本。以反滤料的“填充细料”来保护防渗土体的“填充细料”，以刚好填满反滤料的“骨架粗料”间隙为设计依据，符合《碾压式土石坝设计规范》用防渗土体的“细粒部分”来设计宽级配反滤料“细粒部分”的原则，保证反滤料发挥排水、反滤、裂后自愈、自身稳定等基本功能。施工图设计前先筛查清楚当地一定范围内可利用的人工、天然的砂石骨料理学性质，选取级配曲线最好的一、二种料，以此设计出切合当地实际的反滤料上、下包线。施工时，通过对几种当地砂石骨料筛分、自由组合、调整各组分比例的方法，调制出介于设计上、下包线之间反滤料。

水电机组振动信号是健康状态评价和劣化预警的重要内容，准确预测机组振动变化趋势可以提高机组运行的安全性和可靠性。针对目前单一模型难以获得最优预测结果的问题，提出了一种CNN-BiGRU组合模型振动预测方法。首先，利用卷积神经网络（CNN）提取数据局部特征，然后，将其与双向门控循环单元（BiGRU）网络并行，构建出CNN-BiGRU组合预测模型。该模型旨在通过将CNN的自适应提取局部信息能力与BiGRU的时间系列预测优势相结合，提高预测精度和通用性。最后，以国内某水电站机组轴向振动峰峰值进行预测研究，结果表明，所提模型可有效预测机组振动变化趋势，为水电机组振动预测提供一种新思路。

流体对转轮的激振力是影响机组稳定性的重要因素，而固定导叶和活动导叶的结构及布置对转轮前的流态形成至关重要。建立新安江电站全流道三维数值模型，在相同边界条件下计算对比不同的固定导叶数布置对机组振动的影响。计算结果表明，更少的固定导叶数量会明显加剧转轮的振动不稳定性，具体表现在：在靠近顶盖和活动导叶迎水面位置涡量的增加；频率为转轮叶片通过频率（32.5 Hz）时，有4.83倍的力矩振幅，2.75倍的X径向力振幅和4.63倍的Y径向力振幅，固定导叶数量的减半使得导叶和转轮间动静干涉的作用加强，从而让半数导叶的机组出现了额外的两倍叶片通频的振动。

建立满足国际组织认证的环境管理体系，是国资企业提高自身管理水平，树立环境保护形象，提升国际公信度和影响力的主要途径。管理理念的不同，国资企业在进行国际标准认证的过程中，存在评判要素不清晰，不能与企业现有管理体系有机结合的弊病。基于此，在回顾环境管理体系建设历程的基础上，对国际组织关于环境管理体系的评判要素和打分标准进行了系统分析；并以此为背景，建立了一种国资企业海外水电工程项目环境管理体系范式。

“小水电清理整改”是一项没有前例的开创性工作，简单的“一刀切”、“拆、关”了之，既伤害了小水电业主的利益和感情，也达不到原有的整改初衷。针对小水电当前面临的窘境，本文提出以更好地实现小水电周边群众对美好生活的向往、解决小水电发展不充分不平衡的矛盾为目的，以促进产业长久健康发展进行小水电绿色改造和现代化提升为方向，运用数字化、智能化、信息化等现代科学技术进行小水电改造和提升，并植入“所有权与经营权分离”的区域小水电集约化运营管理模式转型创新，推动小水电领域的有为政府和有效市场的有效结合。通过新路径模式提供解决“小水电清理整改”更加有效的抓手，为“双碳”背景下小水电高质量发展提供沃土。