为科学评价云南省2006-2022年及2025年水资源空间均衡状态，建立基于社交网络搜索（SNS）算法、登山队优化（MTBO）算法优化双向门控循环单元（BIGRU）、双向长短时记忆（BILSTM）网络的水资源空间均衡评价模型。首先，从水资源支撑、水资源压力、水资源调控力3个方面遴选15个指标构建水资源空间均衡评价指标体系和等级标准，采用线性内插和随机选取的方法生成样本构建BIGRU、BILSTM适应度函数；其次，简要介绍SNS、MTBO算法原理，利用SNS、MTBO优化BiGRU、BiLSTM隐含层神经元数、学习率（超参数）构建SNS-BIGRU、MTBO-BIGRU、SNS-BILSTM、MTBO-BILSTM模型，通过不同样本大小和连续10次运行的方法验证SNS-BIGRU等4种模型的稳健性；最后利用SNS-BIGRU、MTBO-BIGRU、SNS-BILSTM、MTBO-BILSTM模型对云南省2006-2022年及2025年水资源空间均衡进行评价，并与SNS-支持向量机（SVM）、MTBO-SVM和模糊综合评价法的评价结果作对比。结果表明：①所建立的SNS-BIGRU等4种模型具有较好的识别精度和稳健性能；SNS、MTBO能有效优化BIGRU、BILSTM超参数，提升BIGRU、BILSTM预测性能。②SNS-BIGRU等4种模型对云南省2006-2011年水资源空间均衡评价为“不均衡”，2012-2013年评价为“较不均衡”，2014-2018年评价为“临界均衡”，2019-2022年评价为“较均衡”，2025年基本可达到“均衡”水平；4种模型评价结果与SNS-SVM、MTBO-SVM、模糊综合评价法有3年存在1个等级的差异。本文构建及提出的模型方法可为水资源空间均衡评价提供参考与借鉴。

模型参数率定是提高水文模型模拟效果的重要手段，通过研究一种改进的自适应遗传算法（IAGA）对新安江模型参数进行优化率定，解决传统遗传算法初始种群质量不高、容易早熟收敛、局部搜索能力差等问题。该算法利用混沌变量遍历性特点，随机生成初始种群并选优，提高初始种群的个体质量；针对交叉与变异的进化过程，设计了反映种群离散程度的种群目标函数离散系数，利用该系数构建了自适应调整交叉与变异概率算子，防止遗传算法过早收敛；依托环形交叉算子，提高算法全局搜索能力；采用自适应非均匀变异算子，实时优化算法的局部搜索能力，避免陷入局部最优。将自适应遗传算法、传统遗传算法（GA）和自适应遗传算法（AGA）应用于秦淮河流域新安江模型的参数率定，并从率定的收敛性、耗时、稳定性和效果方面进行算法的性能比较，结果表明：IAGA算法具有更优的寻优能力，更好的收敛结果，更高的稳定性和精度，场次洪水的模拟效果优于GA算法和AGA算法，率定期与验证期确定性系数（R ²）均在0.85以上，纳什效率系数（NSE）均在0.8以上，总体达到了水文预报的乙级标准。结果表明采用上述的综合手段改进传统遗传算法是可行的，改进后的IAGA算法具有良好的应用前景，为新安江模型的自动率定提供了一种有效的途径。

近年来，广东省多地遭遇了罕见的严重旱情，具有持续时间长、影响范围广、干旱后果严重等特点，与人们对南方丰水地区的普遍认知有所不同。为了摸清广东省的干旱成因、影响因素、干旱特征，有效识别干旱灾害防治的薄弱环节，以省内典型易旱县区——粤东潮南区和粤西徐闻县为例，基于自然灾害风险理论，构建了耦合危险性、易损性、抗旱减灾能力三要素的干旱灾害风险评估区划模型，提出了评价指标体系及综合风险指数的计算方法，采用层次分析法确定指标权重，运用自然断点法科学划分区划，并引入风险矩阵方法将干旱风险与抗旱减灾能力聚合以表征干旱灾害防治水平，对干旱灾害风险影响因子及风险等级进行定性定量评估。结果表明：在天然降雨少、经济社会用水需求大导致水资源供给不足的主要影响下，潮南区干旱灾害综合风险自西向东递增，多数镇街为中等干旱风险，徐闻县全域均为中高及以上干旱风险，西部和中部干旱灾害综合风险较高，再叠加供水工程能力、河流水系密度、抗旱投入水平不高，可确定潮南区多数镇街为中等防治区，徐闻县多为重点防治区。通过典型历史干旱事件验证了结果的合理性，并针对易旱县区抗旱薄弱环节提出了措施建议。研究成果可以为完善广东省典型易旱县区抗旱减灾体系提供技术支持。

随着社会经济的发展和对生态保护需求的增强，以防洪和兴利为目标的传统水库综合调度已经不能满足多样化的需求，进行多目标的水库综合优化调度显得尤为重要。为实现皂市水库水资源综合效益最优化，平衡社会效益、经济效益和生态效益，面向水库的发电、供水和生态要求，在不同来水条件下建立基于多目标混合蛙跳差分进化算法（Multi-objective Shuffled Frog Leaping Differential Evolution Algorithm，MSFL-DEA）求解的皂市水库优化调度模型，并采用层次分析法（Analytic Hierarchy Process， AHP）与逼近理想点法（Technique for Oder Preference by Similarity to Ideal Solution， TOPSIS）的组合赋权法进行不同决策偏好的方案优选。结果表明：随上游来水减少，水库的发电效益下降最为显著，其次为生态效益和供水效益；各来水频率下，生态与发电、供水与生态的竞争关系相对更为明显，发电与供水之间相对较弱；根据不同决策偏好，得出供水优先、发电优先、生态优先以及均衡优化4组方案，对比认为均衡方案偏向折中，且年内各月的供水、生态及发电过程也相对协调（以P=75%为例）；该方案在来水频率分别为50%、75%和95%时，年发电量分别为3.697、2.981、2.155 亿kWh，供水满足度为0.871、0.775、0.702，生态满足度为0.861、0.699、0.615。研究成果有利于提高水资源利用效率，为皂市水库的科学调度决策提供参考。

洪水预报是黄河中游地区防洪减灾重要的非工程措施之一。研究通过耦合门控制循环单元（Gate Recurrent Unit，GRU）和Transformer机器学习模型，构建GRU-Transformer洪水预报模型，对黄河中游地区典型流域进行降雨径流模拟预测。同时将预报结果与ANN（Artificial Neural Network）、WOA-GRU（Whale Optimization Algorithm Gate Recurrent Unit）神经网络洪水预报模型的预报结果对比分析，着重探索如何将Transformer模型更好地应用于洪水预报领域，旨在提高黄河中游地区洪水预报精度。采用故县水库控制流域1990-2016年49场历史观测洪水数据，以24个站点实测降雨量及出口断面流量作为输入，不同预见期下的洪水过程作为输出，率定期为39场次，验证期为10场次。研究结果表明：GRU-Transformer模型在洪水预报种具有较好的适用性，在预见期1~6 h洪水预报中，GRU-Transformer预报精度较高，校准期和验证期的NSE均大于0.85，且预报精度在相同预见期下优于WOA-GRU和ANN模型，但预报精度会随着预见期增大而出现一定程度的下降；GRU-Transformer模型较稳定地更好预测洪峰，且在较小流量洪水过程预报时及洪水退水阶段模拟效果表现出优异效果，但随预见期增加出现低估洪峰现象；GRU-Transformer模型比WOA-GRU和ANN模型具有更好的鲁棒性，随洪水预见期增大，其预报精度呈缓慢下降，降低的最慢。因此，GRU-Transformer模型可以作为较好的洪水预报方法之一，相关成果为流域防洪安全提供了新的预报方法及科学决策依据。

近年来极端气候事件呈现多发强发态势，由此引发的可能最大洪水等极端水文事件对水库安全产生了严重的威胁，而水库常规防洪调度规程在面对其威胁时存在失效隐患，因此对水库常规调度规程进行优化，形成针对极端情况的应急调度显得尤为重要。针对此问题，以位于岷江上游的不完全年调节水库紫坪铺水库为研究对象，基于HEC-RAS建立了库区河段的一维水动力模型，以确保水库安全的同时最大限度减轻洪水对下游的影响为目标，遵循“以空间换时间”的调度思路，采用“提前预泄结合加大泄量”的优化原则，开展了水库在面对可能最大洪水时调度方式及调度时机的寻优研究。研究发现，在面对总入库流量为水库防洪库容8倍的可能最大洪水时，通过调整水库泄洪方式的组合模式，结合对调度起止时间的科学寻优，实现了水库防洪库容随洪水历程的合理动态分配，为水库完成泄洪任务赢得了更多时间。优化后的应急调度方式有效规避了常规调度失效的隐患，度汛期间坝前水位峰值相较于原调度方式降低了18.4 m，确保库区水位始终处于安全范围；库区水面线变化控制在14.7 m以内，相较原调度降低了55.6%，库区整体水位变化更加稳定；并且优化方案下削峰率达74%，最大程度减轻了下游所受洪涝灾害的威胁。在此基础上，通过进一步对水库防洪潜力的定义分析，揭示了两种调度方式下水库度汛效果存在明显差异的原因，为水库面对极端洪水开展应急调度提供了新思路和新参考。

蒸散发是水文和能量循环中的关键因素，蒸散发时空演变规律受到流域气候、能量和下垫面等多种复杂因素的综合影响。不同气候区流域蒸散发的影响因素存在时空差异性，具有不同的敏感性特征。研究蒸散发的时空变化规律有利于揭示复杂环境下流域水文循环的响应特征，进一步加深对流域水量平衡的认识，为流域水资源合理规划利用提供理论参考。基于SWH双源蒸散发模型，模拟鄱阳湖流域2001-2017年蒸散发及其组分，在多时空尺度验证的基础上，分析了流域蒸散发总量（ET）、土壤蒸发（Es）、植被蒸腾（Ec）和蒸发占比（Es/ET）的时空演变特征，基于SOBOL敏感分析方法探究了流域蒸散发组分的敏感影响因素和实际变化成因。结果表明，在8天尺度下SWH模型模拟值与实测值在站点和流域上的相关系数分别为0.92和0.89，模拟效果良好。在0.05显著性水平下，鄱阳湖流域年ET以1.0 mm/a的速率不显著下降，Es以2.6 mm/a的速率显著下降，Ec以1.7 mm/a的速率不显著增加，Es/ET以0.28%/a的速度显著下降。流域Es/ET呈现中间高、四周低的空间分布特征，冬季Es/ET＞春季＞秋季＞夏季，其中除夏季以外Es/ET均呈显著下降趋势，主要集中在湖区南部平原和信江流域地区，占流域总面积的33.86%。气温和风速是影响流域ET和Es变化的主要敏感因素，其次为降水和净辐射，Es对植被指数NDVI也较为敏感。Ec和Es/ET在年、季尺度下的主要敏感因素均为植被指数NDVI，NDVI显著性增大是导致流域Ec和Es/ET变化的主要原因。

在污水的处理过程之中，潜水搅拌器作为污水处理的主要核心部件之一，它的工作性能和作用对于全部污水处理过程的最终质量产生了十分重要的影响。因此，潜水推流器成为了污水处理厂重要的搅拌和推流的设备。采用试验与CFD数值模拟相结合的方法研究了直径为400 mm转速为980 r/min推流器的推力、功率以及推功比性能参数，建立三维几何模型，进行结构化网格划分并进行了网格无关性分析，对潜水推流器进行了非定常计算；通过数值计算分析得出安装导流罩的潜水搅拌器的推力为759.33 N，功率为888.29 W，推功比为0.85 N/W，未安装导流罩的潜水搅拌器的推力为1 003.39 N，功率为1 144.72 W，推功比为0.88 N/W，安装导流罩的潜水推流器的推力、功率以及推功比比未安装导流罩的潜水推流器分别要减小24.3%、22.4%、2.4%，通过试验研究得出安装导流罩的潜水搅拌器的推力为740 N，功率为903 W，推功比为0.82 N/W，未安装导流罩的潜水搅拌器的推力977 N，功率为1 164 W，推功比为0.84 N/W，安装导流罩的潜水推流器的推力、功率以及推功比比未安装导流罩的潜水推流器分别要减小24.3%、22.4%、2.4%，推力、功率、推功比的模拟值和试验值的误差在5%以内，数模和试验结果吻合性较好，有效验证了数值模拟的精度和试验的可靠性。导流罩对推流器的有效推进距离有促进作用，有导流罩有效推进距离比没有导流罩在0.3、0.4、0.6m/s条件下分别增加了4.8%、28.4%、30.8%。

为动态解析流域未来土地利用变化对面源污染负荷的影响，本研究将PLUS土地利用预测模型和SWAT面源污染负荷模型相耦合，揭示不同土地利用变化情景下流域面源污染分布规律。以东江湖流域为研究区，通过构建SWAT面源污染模型和PLUS土地利用模型，对研究区历史系列及未来2035年不同土地利用格局下的面源污染时空演变开展模拟，评估相应情景下的面源污染负荷。结果表明：SWAT模型对于东江湖流域适用性良好，河川径流量率定期和验证期纳什效率系数分别达到0.80、0.71，氨氮和总磷率定期和验证期纳什效率系数均高于0.5。根据东江湖流域面源污染长系列模拟结果，解析了其时空演变特征和变化趋势。流域面源污染受降水、径流等自然过程和土地利用格局等因素的影响。从时间尺度上看，污染输出负荷集中在降水量较大的丰水期，年际变化表现为面源污染先增加后减少的趋势；从空间尺度上看，氨氮、总磷负荷较高集中在流域西北部和中部径流量较大以及农田较为分散的子流域。结合流域土地利用和面源污染分布格局，解析了不同类型土地利用对面源污染的影响。总磷负荷贡献程度依次为耕地>建设用地>草地>林地>未利用地。设定了历史趋势情景和国土空间规划情景下2035年土地利用格局，在此基础上完成了面源污染响应的模拟和分析。两种不同土地利用格局情景下，国土空间规划情景较历史趋势情景氨氮减少2.12 t，总磷减少54.6 t，国土空间规划情景下的土地利用更有利于东江湖流域面源污染控制。污染负荷增加是由于农田污染、建设用地的快速扩张和林地的减少导致的，而林地和耕地的限制转换对于流域的污染负荷削减具有重要作用。

近年来城市供水项目的兴建使有压输水管道日益增多，而水厂处理工艺要求对输水管道水流内的微气泡进行控制。以深圳北坑水库有压输水埋管为例，采用高速摄影图像法，通过模型试验对输水管道水流内的微气泡分布特性进行了研究。成果表明：在有压输水管道进口前消力池消能率更高的工况下，管道内微气泡尺寸更小、分布密度更低；输水流量从2.50 m³/s增加至5.35 m³/s，输水管内微气泡尺寸增大，分布密度增加；流量进一步增加至7.64 m³/s，输水管内微气泡尺寸变化不明显，但分布密度降低。在此基础上的微气泡控制措施试验结果表明：采取小流量预充水、适当设置排气阀、适当减小管道直径均可有效控制管内微气泡的大小和数量。研究成果可为类似工程提供有益参考。

传统的崩岸巡查方式受到监测范围的限制，效率有限，无法及时感知崩岸险情。从卫星影像中提取水域岸线对于河道崩岸的监测和预警意义重大，以高分一号、二号、Landsat 8号、Sentinel-1号卫星影像为数据源，使用了基于DeepLabV3+图像语义分割技术、传统NDWI指数、SAR技术的3种水体提取方法；以2021年12月湖北省嘉鱼县肖潘段长、深约100 m尺度的窝崩为例，探讨了多源卫星数据在河道崩岸识别中的应用能力。研究结果表明，国产高分一号、高分二号卫星结合DeepLabv3+可以提取到水体边缘，通过不同时期影像的对比，能够反映河道两岸的崩岸情况。在实际的工作实践中，推荐采用高分卫星与DeepLabv3+方法进行自动化的水域岸线提取；并在多云、雨天气时，采用SAR方法进行补充；必要时，可结合高分卫星、Sentinel-1号卫星影像图，人工开展目视判别。

由于污水厂的出水水质指标繁多、污水处理过程中反应复杂、时序非线性程度高，基于机理模型的预测方法无法取得理想效果。针对此问题，提出基于深度学习的污水厂出水水质预测方法，并以吉林省某污水厂监测水质为来源数据，利用多种结合encoder-decoder结构的神经网络预测水质。结果显示，所提结构对LSTM和GRU网络预测能力都有一定提升，对长期预测能力提升更加显著，ED-GRU模型效果最佳，短期预测中的4个出水水质指标均方根误差（RMSE）为0.755 1、0.219 7、0.073 4、0.314 6，拟合优度（R ²）为0.901 3、0.933 2、0.916 7、0.953 2，可以预测出水质局部变化，而长期预测中的4个指标RMSE为1.7204、1.768 9、0.447 8、0.831 6，R ²为0.484 9、0.550 7、0.450 2、0.759 5，可以预测出水质变化趋势，与顺序结构相比，短期预测RMSE降低10%以上，R ²增加2%以上，长期预测RMSE降低25%以上，R ²增加15%以上。研究结果表明，基于encoder-decoder结构的神经网络可以对污水厂出水水质进行准确预测，为污水处理工艺改进提供技术支撑。

为探明共和盆地活体沙障的设置对沙地土壤水分和养分的影响，以青海省共和盆地为研究区，选取小麦活体沙障、披碱草＋燕麦活体沙障和尼龙袋机械沙障布设区为研究对象，同时以流沙为对照，采用野外调查与室内测定相结合的方法，对比分析了活体沙障设置对沙地土壤水分、有机质含量、全氮、全磷、全钾等养分指标的影响。结果表明：①小麦活体沙障和披碱草+燕麦活体沙障布设区土壤质量含水量分别可达3.48%和4.26%，显著高于流沙地（P<0.05），分别是流沙的2.13倍和2.47倍。②小麦活体沙障和披碱草+燕麦活体沙障布设区土壤有机质、全磷及全钾含量虽高于尼龙袋机械沙障布设区和流沙地，但未达到显著水平（P>0.05），只有全氮含量活体沙障布设区显著高于机械沙障布设区和流沙地。③活体沙障设置对沙地水分和全氮含量具有显著改善作用（P<0.05），有利于沙地土壤的形成和荒漠化的逆转。

坑塘是新一轮水域保护规划的重要组成部分之一，开展坑塘重要度评价，是坑塘发挥其生态服务功能的关键和治理保护的基础。基于聊城市土地利用状况分析其坑塘特性及空间分布，构建坑塘重要度评价指标体系，采用层次分析法确定指标层权重，计算聊城市坑塘的重要度。研究发现：聊城市坑塘面积分布集中，形状较规则，与骨干河湖距离与两栖动物的迁移距离接近；周边为耕地、林地的坑塘保留数居多；坑塘有6个集聚中心，密度在3~10 个/km²；坑塘密度、重要度均呈现北高南低，东高西低；聊城市中部和北部的坑塘需重点保护。

水文站的水位流量关系变化反映了江湖之间的相互作用，为探究长三峡工程投运后长江与鄱阳湖的相互影响，分析了九江与湖口站的水位流量关系，基于考虑回水顶托作用的水位流量关系，建立了九江、湖口水位流量计算方法。研究表明：三峡工程投运后，九江站水位流量曲线下移，多年平均水位较三峡建库前降低0.8 m，综合线低水位区域也逐年下移，受九江水位降低影响湖口站平均水位降低0.7 m，三峡工程对长江干流的影响范围在大通以上，长江对鄱阳湖的顶托作用减少1.1%；基于前人成果，研究了湖口流量计算方法，2003-2021年资料拟合的计算公式精度达到86%，建立了湖口水位流量关系曲线，提出了湖口倒灌判别关系，当九江与五河流量之差超过30 000 m³/s时可能发生长江水倒灌鄱阳湖，研究成果为长江与鄱阳湖顶托关系分析提供了一定借鉴。

1956年以来洞庭湖盆经历了萎缩和扩容的历史过程，为分析各历史阶段变化原因和预测变化趋势，根据1956-2019年洞庭湖水系水沙和湖盆水面面积、湖容实测资料开展研究，基于分离变量法重点识别泥沙淤积、湖盆沉降、湖区围垦及洞庭湖水系采沙对湖容变化的贡献比例。结果表明：1956-2019年洞庭湖水面面积减小1 247.59 km²，其中东洞庭湖水面面积萎缩最为严重，1956-1980年湖区围垦是洞庭湖水面面积减小的主要因素，1980年以后洞庭湖水面面积趋于稳定。三峡水库蓄水前（1956-2002年）入湖沙量及出湖沙量均持续减少，泥沙淤积率约为70%；三峡水库蓄水后（2003-2019年），入湖沙量大幅减少，泥沙淤积率降至14%。湖盆沉降、湖区采沙与泥沙淤积对湖容的影响存在抵消效应，洞庭湖盆目前仍处于缓慢的构造沉降中，平均沉降速率约3 mm/a；2003年以后随着采沙活动进行，洞庭湖萎缩速率有所减缓。1980年以前湖容减小，湖区围垦、泥沙淤积和湖盆沉降对湖容增大的贡献比例分别为-92.7%、-13.2%和5.9%；1980年以后湖容经历了由减小至变大的过程，整体为减小，1981-2002年泥沙淤积、湖盆沉降的贡献比例分别为-107.6%和7.6%，2003-2019年泥沙淤积、湖盆沉降及采沙的贡献比例分别为-11%，24.8%和86.2%。三峡水库蓄水后湖盆沉降速率大于泥沙淤积速率，同时湖区采沙为三峡水库蓄水后湖容变化控导因素，随着新一轮采沙规划（2023-2027年）实施，洞庭湖将呈现扩张趋势。

对含不同长度预制裂纹的压实黏土试样开展I型断裂试验，结合数字图像相关方法从宏细观角度分析了I型加载模式下土体的断裂机制，包括荷载-位移曲线、临界断裂韧度J _IC、水平位移场等，结果表明：土体破坏模式与预制裂纹长度无关，荷载-位移曲线可分为压密阶段、线性变化阶段和破坏阶段；随着预制裂纹长度增大，试样临界断裂韧度J _IC呈线性递减；随着荷载增大，预制裂纹尖端处的局部变形增大，水平位移等值线逐渐汇集。引入细观分析指标-水平应变密度D _E，得出水平应变密度D _E随着预制裂纹长度增大逐渐降低，与临界断裂韧度J _IC呈线性相关。

多级串联水电站输水发电系统管网复杂，管道与节点类型众多，传统的水电站过渡过程计算程序无法对其进行建模、确定管网拓扑关系以及计算。针对多级串联水电站输水发电系统的布置方式，开发了一套以Qt库为基础的多级串联水电站过渡过程图形建模及计算的软件。按照软件的功能需求以及各模块间相互独立的设计思想将软件划分为3个模块：以Qt图形视图框架为基础的绘图模块、以瞬变流为基础的计算模块以及用于结果展示的后处理模块。3个模块之间相互联系，用户通过主界面对3个模块进行管理。最后以两个工程算例验证软件的实用性以及正确性。

我国较多的中小水电站都采用了灯泡贯流式机组的型式，这类机组具有水流惯性时间常数大、机组惯性时间常数小以及导桨叶双调节的特点，甩负荷过程中导桨叶处于非协联状态，特性更复杂，控制难度更大。特别是对于很多中小水电机组，汛期常因雷击造成机组甩负荷，需要较快的稳定带厂用电运行，给甩负荷过渡过程的控制提出了更高要求。建立了灯泡贯流式水轮机甩负荷过渡过程非线性模型，采用定桨特性曲线模拟水轮机特性，采用特征线法求解有压非恒定流方程，引入了调速器方程，实现了对甩负荷过渡过程的精确仿真。对实际灯泡贯流式机组甩负荷过渡过程进行了仿真计算：最大水头下机组最大转速上升值大于额定水头下机组最大转速上升值；最大水头下导叶前压力最大值大于额定水头下导叶前压力最大值；额定水头下尾水管进口最小压力值小于最大水头下尾水管进口最小压力值；额定水头下机组转速控制的超调量更大；各工况下在甩负荷初始阶段均出现明显的负水锤特征；甩75%额定负荷下机组转速最大值大于甩100%额定负荷下的值；甩75%额定负荷下导叶前最大压力值与甩100%额定负荷下的接近；甩100%额定负荷下尾水管进口最小压力值最小。通过本文的研究表明：对于灯泡贯流式水轮机，由于机组转动惯量小且水轮机等开度线向右倾斜，在甩负荷初始阶段出现明显的负水锤特征，造成导叶前压力降低、尾水管进口压力升高；相比最大水头工况，相同控制参数下额定水头工况机组转速超调量更大；由于水轮机飞逸特性受导叶和桨叶开度的双重影响，机组转速上升最大值并不一定发生在额定水头甩100%额定负荷工况，而有可能发生在最大水头甩部分负荷工况。研究成果对灯泡贯流式水轮机设计及运行维护具有指导意义。

研究水轮发电机组的临界转速对于其故障诊断与结构优化具有重要意义，但由于现场试验困难、工况与边界条件复杂，使得临界转速的高精度求解成为难题。以某水电站的二导悬式水轮发电机组为例，采用大型通用有限元分析软件ANSYS，综合考虑各类轴承边界条件的耦合作用，基于流体润滑Reynold方程建立轴承动力特性参数的计算模型，求解水导、上导、推力轴承的刚度与阻尼，以此为基础分别构建无机械故障、转子或转轮质量偏心、联轴法兰不对中的三维有限元分析模型，随后考虑陀螺效应进行转子动力学分析，采用QR Damped法提取模态，并绘制Campbell图求得临界转速从而分析轴系动力学特性。结果表明，正常工况下机组飞逸转速远小于第一阶临界转速，其动态性能满足设计要求，且在转子或转轮质量偏心、联轴法兰不对中等工况下临界转速受到的影响很小，机组依旧能够保持稳定运行。

水电工程尤其是水电站水轮机过流部件在含沙水中的泥沙磨损是很普遍的问题，严重时会导致过流部件的破坏，水电站不得不停机检修和维护，造成巨大的经济损失。对研制的柔性抗磨材料涂层应用在水电工程中的管道和水轮机导叶试件的泥沙磨损进行了试验研究，结果表明本柔性抗磨涂层材料的泥沙磨损比常用抗磨不锈钢材质小的多，大大提高了水电工程过流部件的抗磨能力。并结合过流部件表面速度测试结果，建立了水电工程过流部件泥沙磨损预估数学模型，为类似水电工程过流部件的泥沙磨损提供了预估方法，也为水电工程尤其是水电站的运行检修维护提供了技术支撑。

岩质边坡稳定分析是工程地质勘察设计中的一项重要工作，主要包括岩体结构面产状量测、优势结构面统计、结构面稳定性分析以及报告编写等四部分内容。目前存在如下问题：一是岩体结构面量测一般采用传统的人工现场量测法，存在工作效率较低、量测范围受地形限制、结构面数据代表性较差的问题；随着边坡高度增大，坡度增陡，还存在严重的安全风险问题；二是结构面统计和结构面稳定分析虽然有单独的软件，需要人工转换才能完成上述两项工作，存在效率较低，无法批量分析和易出错问题；三是目前尚未出现能够一站式完成上述全部工作的软件，更无法自动生成分析报告。针对上述问题，作者应用Excel—DNA技术开发了岩体结构面一站式分析软件，包括利用三维实景模型进行结构面产状计算，结构面统计、结构面分析和报告编制等功能。经过与传统分析方法对比，成果正确，精度可靠。利用软件可有效提升勘察设计工作的标准化水平，促进生产效率和成果质量的大幅提升，具有很好的实用价值。

水库移民后扶资金的使用效率会直接影响水库移民的生活条件和生产水平，如何选择合适的水库移民后扶资金使用方向及比例，以达到水库移民后扶资金使用效率的最大值，是当下亟须解决的难题。本文基于2021年GD省15个样本县（市、区）的水库移民后扶资金使用情况和实施效果，使用DEA模型对水库移民后扶资金使用效率进行测算；同时将环境因素纳入考虑范围，使用Tobit回归模型分析影响资金使用效率的环境因素。结果表明：①样本县的水库移民后扶资金使用效率相差较大，其中纯技术效率值较好，规模效率成了影响综合效率的主要因素，需要优化规模配置改善投入冗余；②在影响资金使用效率的环境因素中，样本县经济发展水平、常住人口城镇化率和开放程度的提升有助于水库移民后扶资金使用效率的提升，而第三产业增加值对水库移民后扶资金使用效率提升并无显著促进作用。

以水泵水轮机活动导叶翼型为主要研究对象，选取活动导叶开度11、33、41 mm，分析不同活动导叶翼型对水泵水轮机飞逸特性的影响，为水泵水轮机活动导叶翼型的设计及优化提供方法和理论指导。结果表明：在3种导叶开度下，改进的活动导叶翼型对机组的“S”特性存在较佳的改善效果；改进导叶翼型后机组在飞逸工况运行时其内部流动状态有所改善，活动导叶-转轮区域速度流线分布均匀，涡核集中分布区域减少；改进导叶翼型后不同开度下无叶区监测点的压力脉动振幅相对值有不同程度的减小，速度脉动曲线比改进前平缓，速度峰值较小；改进导叶翼型后尾水管内涡核集中分布区域减少，机组可以在较为稳定的状态下运行。

以澜沧江流域某电站为例，针对初步拟定的不同正常蓄水位和汛期运行控制水位，采用数学模型和物理模型相互印证相互结合的方法，计算分析建库后不同特征水位对库尾淤积分布的影响。研究发现，库区淤积量随汛期控制水位和正常蓄水位的升高而增加，且汛期控制水位的影响程度相对较大；库尾淤积分布较天然情况表现为滩面淤积略有增加。研究成果可为水库特征水位选择兼顾生态保护提供依据。

水库移民安置过程周期长、涉及面广，投资控制难度大，经常出现移民安置投资超概算问题，如何有效地控制水库移民安置投资成为迫切需要研究的问题。从项目外部环境、项目主体、项目参与方3个方面分析影响水库移民安置投资的主要因素，通过DEMATEL-ISM模型量化水库移民安置投资影响因素之间的综合作用程度，并分析不同影响因素的层次结构和整体影响关系，研究表明：本文提出的17个移民安置投资影响因素中有8个原因因素和9个结果因素；ISM将影响因素集划分为6层3类，其中建设征地和移民规模、移民实物量变化、移民安置实施进度、合同管理和项目参与者之间沟通是直接影响因素，政策调整是深层影响因素。最后根据模型计算结果提出建议：增强根本影响因素，重视中间影响因素，落实直接影响因素，以期为更加准确有效地进行水库移民安置投资控制工作提供参考。

为探究交错叶轮对双进口两级双吸离心泵过流部件压力脉动特性的影响，对同一水泵分别配置对称叶轮与交错叶轮作为对比方案，采用实验与数值模拟结合的方法开展研究，量化了吸水室、过渡流道及蜗壳在0.6Q、1.0Q、1.2Q三种典型工况下的压力脉动特性。结果表明：①在外特性方面，采用交错叶轮在各工况下的泵扬程与效率均高于采用对称叶轮，且1.0Q工况下可高出2%与3%；②在压力脉动特性方面，对于吸水室，各工况下交错叶轮对压力脉动的影响均较小，主频幅值相差不超过2%；对于过渡流道，各工况下交错叶轮对压力脉动均有抑制作用，如过渡流道隔舌处主频幅值较对称叶轮最高可降低13.5%；对于蜗壳，各工况下交错叶轮对压力脉动均有改善效果，如蜗壳隔舌主频幅值最高可削减31.9%。这一发现可为交错叶轮在双进口两级双吸离心泵中的应用提供参考。

通过Mixture多相流模型和ANSYS软件，旨在探究弯管入流对离心泵固液两相流动特性的影响，并以固液两相流为介质，对3种不同入流条件下的离心泵进行全流道数值模拟，以期获得更准确的结果。重点分析了固体颗粒在离心泵进口段运动分布情况以及叶轮内部流动特性。研究表明：进口弯管与固体颗粒的协同影响使离心泵的扬程和效率有大幅度下降，随着进口弯管角度的增大，固体颗粒会向着进口段外壁面以及叶片吸力面尾部集中，进口弯管为60o时影响最为明显。同时，研究表明：适当增大弯管角度可以减小离心泵隔舌径向力，但在固液两相条件下，随着弯管角度的增大对离心泵内部压力脉动会产生较大影响。

针对取水工程取水口施工采用常规的施工技术受环境条件和地质条件制约大，且环境污染大、施工工期长、施工投入高、需要大型设备及船舶等问题，该施工技术创造性的改变了传统的先内后外的施工顺序，通过预埋水下封闭钢管置换岩塞体，通水时间不受汛期滞约，利用浮箱水上平台进行取水口管槽水下开挖、预埋钢管下沉就位、水下混凝土包封固定取水口钢管以及防渗、岸坡恢复等一系列工艺措施，用预埋钢管置换了岩塞体，使贯通变成了只是简单的水下静水切割钢管盲板，不仅确保了取水口贯通质量，施工安全，库区蓄水正常运行而且对施工区周边环境和既有构筑物基本无影响。

拦河水闸下游消力池尾坎自由出流时，其下游河床水深h _t往往小于相应的临界水深h _k，消力池水力计算无法满足相关水闸设计规范水力设计的要求。目前，有关自由出流拦河水闸消力池的水力计算方法尚不够完善，给工程设计带来极大的不便。在总结有关水闸下游消力池研究成果的基础上，在假设自由出流的消力池下游河床水深h _t等于临界水深h _k的条件下，对自由出流的消力池尾坎高度计算进行探讨，提出了相应的计算方法。研究成果得到了水力模型试验研究的验证，具有计算较方便的特点，可供类似工程设计和运行参考。

通过控制管网压力来降低管网漏损是当前供水行业最为有效的方法之一。传统上采用减压阀来降压只适用于局部管网的压力管理，采用减压阀与供水泵站实时调控的方法对管网压力进行管理，在系统分析漏损量与节点压力之间的响应关系及其特性的基础上，建立管网漏损水力模型。以华北某城市CYN区供水管网为实例，分别使用遗传算法（GA）、粒子群优化算法（PSO）和鲸鱼优化算法（WOA）对实例进行求解，进而比较分析这3种算法的运行效果。结果表明鲸鱼优化算法对于漏损量模型的求解有着更好的性能。

随着多项调水工程陆续开工，对调水工程节制弧形闸门安全研究也变得重要。通过弧形闸门振动原因对比分析发现调水工程弧形闸门发生振动的概率不比高坝弧形闸门低；以实际案例对调水工程弧形闸门进行了振动原型观测及除振措施探索。通过振动位移、振动位移（振幅）和频率关系、振动应力多参数综合分析该闸门振动在安全范围内；通过对振动成因分析提出了运行工况下微调闸门一侧油缸的应急除振措施，闸门振动量级明显减小，振动加速度最大可减小621%。闸门除振分析思路及应急除振措施可为类似工程提供参照。

基于1961-2020年南盘江流域21个气象站逐日气象数据，采用 Penman-Monteith 公式和单作物系数法，并结合线性趋势和Mann-Kendall 法计算分析了近60 a（1961-2020年）南盘江流域冰糖橙不同生育期需水量ET_c 、有效降雨量P_e 、灌溉需水指数IRI的时空分布特征。结果表明：1961-2020年南盘江流域冰糖橙全生育期ET_c 、P_e 、IRI分别介于902.22~1 042.70 mm、289.62~477.68 mm、0.48~0.71之间。ET_c 和IRI呈上升趋势，增幅分别为2.171 mm/10 a和0.9%/10 a，P_e 呈显著的下降趋势，减幅为8.538 mm/10 a。ET_c 和IRI上升趋势主要集中在南盘江流域西南部和中南部区域，P_e 下降趋势主要集中在流域中东部区域。南盘江流域冰糖橙ET_c 呈果实膨大期>果实着色期>花期>成熟采摘期>休眠期>花芽分化期，P_e 呈果实膨大期>果实着色期>成熟采摘期>休眠期>花期>花芽分化期，IRI呈花期>花芽分花期>休眠期>果实膨大期>果实着色期>成熟采摘期。南盘江流域冰糖橙不同生育期ET_c 和IRI呈现西南高东北低，增幅高值区主要分布在西南部，减幅高值区主要分布在东北部，而P_e 则呈完全相反的特征。

测量学作为智慧水利多门专业核心课程的重要前导课程，是水利专业与测绘新技术交叉融合的基础和起点。在学校“双一流”建设背景下，综合分析了智慧水利人才培养目标和测量学课程教学方面存在的问题，吸收和借鉴优势学科基础课程教学经验，提出以专题化模式重组测量学教学内容，拓展测绘基础理论、归并压缩传统仪器实践教学、引入智能测绘新技术的改革思路。通过组织开放实验课程，结合线上教学平台，解决教学容量与学时不足以及教学效果评价问题，实现培养理论基础扎实、学术视野广阔、专业技能全面的智慧水利人才。文中所提思路，为智慧水利测量学课程建设提供借鉴与参考。

为确定鄱阳湖流域早稻抽穗开花期的耐淹水深和耐淹历时，选取流域内种植的四个主要早稻品种于抽穗开花期进行了耐淹试验，试验结果表明：抽穗开花期淹水胁迫后各处理株高均较对照组增加或显著增加；产量及其构成分析显示，淹水胁迫导致水稻减产，淹水深度和淹水历时与有效穗数、结实率和千粒重负相关；不同品种的耐淹能力不同，泰优398和湘早籼45对淹水胁迫有一定的适应能力；以水稻减产不超过10%为评价标准，株两优171和中嘉早17在抽穗开花期的耐淹水深均为1/2植株高度，耐淹历时均为1~3 d；湘早籼45的耐淹水深为2/3植株高度，耐淹历时为1~3 d；泰优398的耐淹能力较强，耐淹水深为2/3植株高度，耐淹历时为3~6 d。

为了模拟不同工况条件下管道输水灌溉系统的运行状况，根据恒定流质量守恒定律与能量守恒及转化定律，构建了管道输水灌溉系统的数值模拟模型。该模型对管道输水灌溉系统建立水力状态方程组，并以二分法进行求解，模拟结果包括各级管道主要节点的流量、工作压力，各放水口的流量以及水泵的流量、扬程、轴功率、效率等状态参数。案例分析表明，该模型用于模拟各轮灌组工作状态时，均可快速收敛，模拟结果为系统用水管理与工程设计方案的优化提供了重要依据，体现出较好的实际应用价值。

针对寒旱区渠道膨胀土浅层失稳特点，以伊犁河北岸干渠膨胀土为对象，设计了模拟复杂气候环境下的干湿和湿干冻融循环试验以及低应力条件下的直剪试验，探讨了渠道膨胀土抗剪强度、黏聚力、内摩擦角等抗剪特性随循环模式和干密度的衰减规律。结果表明：随法向应力增加，试样抗剪强度的衰减程度减小，试样干密度的降低对抗剪强度劣化效果减弱；试样抗剪强度在初次湿干冻融循环后的衰减率占总衰减程度的40%以上，试样历经5次循环后，在湿干冻融循环作用下黏聚力衰减程度较干湿循环增大20%左右；在一定压实范围内，无论是湿干冻融循环还是单一的干湿循环，试样的干密度越大，其黏聚力衰减程度越小，内摩擦角衰减程度越大，分析抗剪强度指标增减规律应同时考虑“挤缩”和“裂隙”效应的叠加作用；将S1WDFT和S2WDFT设为渠基土建造初和运行中的危险工况，拟合出其抗剪强度指标随湿干冻融循环次数变化的函数式。