环境DNA（Environmental DNA， eDNA）技术作为河流健康评价的关键工具，在水生生态系统生物分析中表现出极大的应用潜力。然而，eDNA与广泛存在于水体中的沉积物的关系非常复杂，同时也受到水流的影响，这严重限制了eDNA技术的推广和应用。研究以中国重要淡水养殖鱼类草鱼为对象，探讨水流和沉积物对草鱼eDNA持久性的影响。结果显示：①在流动水体中，eDNA降解速度随流速增加而加快；②沉积物的存在则加速了eDNA的降解过程，与沉积物铺设厚度相比，沉积物粒径对eDNA持久性的影响更为显著；③在静水中，eDNA降解速度随沉积物粒径增大而减缓，但在流动水中，水流干扰导致了相反的eDNA降解模式，即eDNA的降解速度随着沉积物粒径的增大而加快。研究突显了在eDNA实验设计及解释中考虑沉积物特性的重要性，对于eDNA技术在水生生态系统应用提供了宝贵参考。

为探究“引江济太”工程调水给受水湖区水体带来的生态效应，采用水生微宇宙模型进行为期11 d的室内模拟实验，以太湖贡湖湾湖区为受水水体，引入3组设定好的不同营养盐水平（贫营养水平O、中营养水平M、富营养水平E）的望虞河河水，研究在不同营养盐水平调水影响下，受水水体水生态环境的动态响应过程。结果表明：整个实验过程中，中营养和贫营养调水组的水体TN、NO₃ ^--N、NH₄ ⁺-N、TP、SRP、TOC含量下降明显，富营养调水组影响效果较中营养和贫营养调水组差；调水提高了受水水体生态系统的多样性和均匀度水平，硅藻等非蓝藻细胞密度增加，蓝藻细胞生长受到竞争胁迫，中营养和贫营养调水的影响作用效果好于富营养水平。RDA分析结果表明，受水水体的pH、DO、SiO₃ ^2--Si、TDS、NO₃ ^--N、SRP是本实验水体影响藻类群落结构的主要环境驱动因子。

为探究漂浮植被影响下明渠水流流速及纵向离散系数的沿程变化特性，采用Fluent软件中的 k - \epsilon模型进行三维数值模拟并与水槽试验结果进行对比分析，在模型验证合理的基础上，对漂浮植被不同根系下探深度及覆盖率下水流纵向时均流速的垂向分布特性进行研究，并基于改进的分区模型分析了含漂浮植被明渠的纵向离散系数。结果表明：漂浮植被水流垂向上可分为含植被水流层、无植被水流层与近河床层。纵向流速最大值出现在无植被水流层，其大小与植被下探深度及覆盖率呈正相关。含植被水流层的纵向流速随植被根系下探深度和覆盖率的增加而减小，无植被水流层及近河床层的纵向流速随着下探深度和覆盖率的增大而增大，且植被覆盖率及下探深度越大含植被水流层与无植被水流层的流速差异越大。纵向离散系数沿程表现出先增大后减小的趋势，在植被区中下游离散最为剧烈，且与植被下探深度和覆盖率呈正相关。

为了研究河流沉积物粒度参数空间分布规律，根据茂名市地理环境以及河流走向，在茂名市8条典型河流里采集115个表层沉积物样品并用激光粒度仪进行粒度分析。本次研究均只检测出砂、粉砂和黏土3种粒级组分。粉砂是主要的组分，砂和黏土含量相似但呈现出相反的分布特征。研究区表层沉积物平均粒径为4.37~7.3φ，变化范围较小；分选系数1.53~2.48，总体上分选性较差；偏度值-0.09~0.73，沉积物大多数处于正偏；峰度值0.70~1.17，峰态总体上平坦。鉴江和罗江表层沉积物样品呈现分选系数小而平均粒径大的规律，小东江和黄华江表层沉积物样品呈现分选系数大而平均粒径小的规律。鉴江干流平均粒径，中游>下游>上游，呈现先增大后减小的趋势。黄华江干流粒径呈现减小的趋势，沉积物趋向于粗端。罗江干流平均粒径呈现减小的趋势，河流流速大不易于细粒沉积。研究的粒度参数与粒级分布特征结论，为相关的研究提供数据支持和理论参考。

为识别祖厉河流域非点源污染优先管理区，基于SWAT模型选取黄河一级支流祖厉河流域为研究对象，研究首先模拟出流域非点源总氮污染负荷空间分布情况，以及分别从年际和月际变化角度分析流域总氮负荷变化；并考虑子流域上下游关系及河道对于污染物的滞留作用，以流域黄河汇入口为水质影响监测点，根据子流域相对于整个流域的总氮污染强度，进行非点源污染优先管理区的划分。结果表明：SWAT模型在祖厉河流域适用，利用SWAT-CUP软件针对径流和水质的模拟值进行参数率定，其纳什效率系数均高于0.5。由模拟结果可以得出，各子流域总氮负荷相差较大，位于上游的子流域总氮负荷较小，而负荷较大的子流域，主要分布在河流出口处；自2001-2022年的20年间，整个流域的总氮负荷的变化趋势与年降水量的变化大致相同；并且季节性变化明显，在夏季总氮负荷最高。根据总氮污染强度，将子流域划分为三类污染优先管理区，通过对比发现，在20年间流域中需要对非点源污染优先管理的子流域，大致沿祖厉河上游的苦水河主河道由南致北纵向分布。该成果可为祖厉河流域非点源污染治理及生态修复与保护工作提供参考。

逾渗现象广泛存在于自然界的各种物理过程中，逾渗理论已经在众多领域得到广泛的应用和研究.区别于传统的以渗透系数为主要参数渗流理论，用逾渗理论表征多孔介质的渗透性能，这可能是解决复杂渗流问题更合理的方法，如当气相侵入饱和多孔介质时，对非混溶的两相流动系统中气相运动的表征。多孔介质可以视为由孔腔与孔喉组成，它们分别对应逾渗网络模型里的节点与连接节点的键，在此概化的基础上逾渗理论可以应用于多孔介质，进而运用逾渗理论中关键路径分析的方法对饱和渗透系数与非饱和渗透系数进行理论推导。以泊肃叶方程为起点，结合连通性以及逾渗临界体积含量等概念，构建出了饱和渗透系数与孔隙临界半径的关系，并在此基础上将孔隙度以孔隙半径的概率密度函数的形式给出并引入平衡半径的概念，加入推导，最终得出非饱和渗透系数的表达式。并使用Rijtema数据库的两种土样实测数据与预测值对比，分析了非饱和渗透系数表达式的适用性。结果发现，给出的非饱和渗透系数的表达式只有在远离逾渗阈值的范围区间内，即饱和度大于0.9时，预测值才与实测值接近，而在小饱和度时，甚至产生了几个数量级误差。这些误差的产生与前述推导过程中的假设与近似处理以及接近逾渗时拓扑的复杂性有关，其结果是越接近临界饱和度，其预测值越不准确。

黄土高原是中国滑坡事故频发的重灾区，降雨是黄土边坡冲刷及失稳的主要影响因素，故了解降雨在不同坡体表面冲刷及坡体内部水分入渗规律和机理显得尤为重要。边坡土体为甘肃黑方台黄土，对不同含水率下的黄土进行室内三轴剪切试验，设计并进行了不同植被防护下的降雨冲刷试验和模型箱边坡持水能力监测试验，采用传感器监测边坡的体积含水率和基质吸力全过程，测量并分析边坡在不同雨强下的位移变化规律并记录不同植被边坡产流产沙情况。结果表明：土体黏聚力与内摩擦角随含水率呈现二次函数变化规律，裸坡产流时间最短，水分入渗最少，坡面相对更容易产生径流现象，从而进入坡面侵蚀阶段；坡度的上升导致坡面径流流速增大，加强坡面水阻作用，坡而冲刷反而随边坡坡度增大而减小；大雨、暴雨作用下土体基质吸力的降幅明显快于小雨、中雨作用下基质吸力的降幅，基质吸力稳定值为小雨最大，暴雨最小。

全氟辛酸铵（APFO）是一种难降解、生物积累和有毒的全氟和多氟烷基化合物（PFAS），对环境和生物健康构成严重威胁。虽然质谱法对PFAS的检测效果较好，但其成本高昂。高效液相色谱（HPLC）法是一种成本较低的检测方法，但现有的技术稳定性、重现性和效率较低。研究成功建立了一种以高氯酸水溶液和乙腈为流动相能够分离和检测APFO的HPLC法，系统探究了流动相体积比和pH对APFO检测的影响。结果表明，在高氯酸水溶液∶乙腈=60∶40，pH=3.5条件下呈现出最佳的APFO的出峰效果。该方法单样耗费时间少于15 min，检测限为1.01 mg/L，使用更简便的操作和花费更少的时间与成本达到了与其他HPLC方法相近的灵敏度，并在2~50 mg/L的浓度范围具有良好的线性。精密度和准确度实验结果表明，本方法相对标准偏差在9%以内，对实际水体的加标回收率在97.35%~104.80%之间，表现出对复杂样品测定的抗干扰性。本研究展示了该方法在水处理材料开发初期的实验环境中高效且经济地检测高浓度PFAS的巨大潜力。

为构建灌区河流生境评价指标体系及应用模型，论文以江西省西北部潦河灌区段河流为研究范围，在灌区水环境及河岸生境调查分析的基础上，基于文献计量及层次分析法筛选了区段河流生境质量评价体系，并计算了河流生境质量指数及生境退化指数。结果表明，河流水质、河岸带植被、经济结构、土地利用、河床底质等指标存在空间上统计学意义。32个调查河段生境值在1.37~3.92之间，均值为2.54，其中25%的河段生境质量为优，28.13%为中，21.88%为较差。整体上上游区段好于中游区段，然后是下游区段；其中靖安区段＞奉新区段＞安义区段；乡野区＞农用区＞乡村区＞城镇区。河流生境退化指数表明31.25%的河段受到较明显的人类活动影响。河流生境质量与河流生境退化呈显著的负相关，2000-2020年期间灌区生境质量呈现先恶化后逐渐转好的趋势。人类活动对潦河灌区的影响程度正在逐渐增大，呈现出耕地、林地向建设用地和水域等转化的特点。

充分利用现代技术手段提高径流预报精度，对流域水旱灾害防御和水库群联合调度具有重要的指导作用。现有深度学习模型存在缺乏模型透明度、物理可解释性差等问题。针对上述难题，将概念水文模型 EXP-Hydro嵌入物理递归神经网络P-RNN层，建立了耦合物理机制的深度学习混合模型Hybrid-DL，该混合模型采用微分框架实现概念模型与神经网络的深度双向融合，能够同时训练概念模型与神经网络的参数，并以清江上游为例开展了应用研究。结果表明， 相较于RNN、EXP-Hydro、BP和SVM模型，Hybrid-DL模型的纳什效率系数NSE分别提升了6.08%、21.01%、37.09%、73.92%，均方根误差RMSE分别降低了10.82%、33.73%、54.70%、95.57%，KGE效率系数分别提升了4.78%、12.68%、26.79%、55.74%，峰值误差TPE分别降低了4.96%、13.12%、252.84%、297.81%。Hybrid-DL模型具有良好的稳健性和适应性，可为清江上游乃至其他流域的径流预报提供可靠的理论工具。

少资料地区径流中长期预测关系发电厂中长期发电量的多寡，也对电厂短期经济运行有较强的指导作用。鸭绿江流域是东北地区重要的清洁能源基地，由于朝鲜控制了鸭绿江流域超过一半的面积，但其径流数据难以与中方共享，给鸭绿江流域径流中长期预测带来一定的阻碍。以鸭绿江流域水丰水库入库径流为研究对象，分别采用相空间重构模型（局域法、全局法）、LSTM模型、小波分析-LSTM模型、耦合相空间重构（局域法、全局法）和小波分析模型共6个模型方法对水丰水库旬、月及年尺度入库径流进行中长期径流预报工作，以平均绝对误差、平均绝对百分比误差与合格率对上述6个模型的预测结果进行精度评比。结果表明，年径流预报采用耦合相空间重构（全局法）和小波分析模型；月尺度径流预报中，1月预见期1-5月采用耦合相空间重构（局域法）和小波分析模型以及小波分析-LSTM模型效果较好，而6-12月耦合相空间重构（全局法）和小波分析模型具有明显优势；1年预见期中，小波分析-LSTM模型效果较好。旬尺度径流预测，1旬预见期采用小波分析-LSTM模型效果较好，3旬预见期采用小波分析-LSTM模型或耦合相空间重构（全局法）和小波分析模型，1年预见期中耦合相空间重构（全局法）和小波分析模型有明显优势。研究将为水丰水库及下游发电厂制定中长期调度计划提供支持。

以水库实时洪水预报为研究对象，针对中小流域预见期短，流域天然预见期难以满足水利工程生产要求的问题，研究水库实时洪水预报方法，构建基于气象水文耦合的水库实时洪水预报模型。首先，采用短时临近外推技术及STMAS-WAF中尺度天气模式，建立24 h降水预报模型；然后将气象预报成果耦合至水文预报，实现气象水文的时空尺度匹配；最后建立基于来水预报成果反馈的降水预报修正方法，根据前期规律滚动修正未来24 h降水预报成果，将修正后的降水预报输入水文模型，实时预测水库来水，使水文模型从源头上实现准确输入，实现高精度长预见期的水库实时洪水预报，解决了传统水文模型预见期不足的问题。以新安江水库为例开展了模型的实例研究，编制新安江水库气象水文耦合预报方案，进行水库实时洪水预报，并探讨不同降雨输入形式对预报精度的影响，研究结果表明：基于气象水文耦合的水库实时洪水预报方法考虑了气象水文的双向反馈，将新安江水库实时洪水预报预见期从6 h左右提升至18 h，确保18 h预见期内预报精度在80%以上。与不考虑降水预报及使用未修正降水预报的2种传统方法的有效预见期相比，新方法的有效预见期分别提升了200%和29%，有效延长了水库实时洪水预报预见期，提高了洪水预报服务能力，给水库实时洪水预报提供了一种行之有效的方法。

水库供水调节计算是实现河流水资源时空合理分配的重要技术手段。常规水库供水调节计算方法流程清晰、操作简单，但计算所得供水量并非最优值。针对常规水库供水调节计算方法难以充分发挥水库供水效益的问题，以调节计算期内水库总供水量最大为目标，以各供水对象供水保证率和最大破坏深度为约束条件，构建水库供水调节计算优化模型；基于等价变换原理，将模型中供水对象供水保证率非线性约束条件进行线性化处理，采用Cplex线性求解器对模型进行求解。张峰水库供水工程实例分析结果表明：优化模型计算所得张峰水库多年平均供水量较常规方法增加948 万m3，增加比例为7.5%，供水效益明显增加；水库多年平均水位较常规方法降低6 m，水库蓄泄变化次数更多，充分发挥了张峰水库多年调节作用；供水对象的最大破坏月份数量大于常规方法，但仍满足各供水对象的设计供水保证率要求，说明优化模型是通过增加最大破坏月份数量的方式，来到达减小最大破坏深度的目的；水库多年平均出库流量较常规方法减小0.2 m³/s，但可保证长系列所有月份均满足河道内生态流量要求；1997-2002年、2008-2010年两个沁河流域典型的连续枯水时段缺水量及缺水过程与常规方法结果相似，符合实际情况，验证了模型的合理性；优化模型可根据实际需要修改优化目标和约束条件，能够精准控制各供水对象的供水保证率和最大破坏深度，且具备可移植性，使用更加灵活。

城市内涝风险评估对预防洪涝灾害有重要作用，但现有研究很少针对道路安全风险评估。以重庆市秀山县为研究对象，通过构建MIKE FLOOD耦合模型对道路安全风险进行评估。结果表明：地面积水深度主要集中在 0.05~0.15 m，不同重现期（P=1%~20%）降雨下的水深在空间分布上大体呈一致状态，积水时间主要集中在60~90 min，积水流速主要大于0.8 m/s。其中，老城区部分区域的基础设施安全风险以极高风险（水深>0.4 m）为主，其余区域为轻微风险（水深<0.5 m）为主，而行人安全风险以Ⅲ级（危险性指数1.25~2）为主，其余区域则以Ⅰ级（危险性指数<0.75）为主。大部分路段的交通运行状况以畅通等级（保留系数>0.7）为主，但部分路段遇暴雨时中断（保留系数=0）。研究结果可为城市内涝发生前的交通管控和通行预警提供科学依据。

在全球气候变化和高强度人类活动的共同影响下，许多流域天然水循环过程受到破坏。径流序列呈现明显的非平稳特性，给水资源规划、管理、预测和调控带来一定的挑战。揭示径流序列的非平稳特性可以有效应对全球气候变化下的复杂水问题，对降低水文分析难度和提高径流预测精度具有十分重要的意义。研究以汾河上游兰村站为研究对象，分析该站1958-2016年年径流和月径流序列是否平稳。首先从随机水文学角度，采用Mann-Kendall检验法和小波分析法识别径流序列的趋势、突变和周期特征。在此基础上，从统计水文学角度引入Ng-Perron单位根检验方法。通过Mann-Kendall趋势检验和散点图法选择合适的检验方程，对径流序列进行广义最小二乘法（Generalized Least Squares，GLS）退势，并利用修正的信息准则（Modified information criterion，MIC）计算最优时间滞后阶数，判别径流序列是否具有非平稳性。结果显示，径流序列存在趋势、突变和周期成分，为非平稳径流序列。同时Ng-Perron单位根检验表明，该站年、月径流序列在1%显著性水平上具有非平稳特性。相较传统单位根检验方法，Ng-Perron单位根检验采用更为稳健的修正检验统计量，显著调整小样本情况下水平扭曲的现象，具有更好检验水平和功效，因而可以得到更合理的检验结果。研究成果为径流序列非平稳性检验理论的进一步改进及径流预测模型发展与应用提供参考。

针对当前我国稳步推进的节水和水网建设的工作需求，以及水资源时空分布严重不均，各地区经济发展水平、人口规模等存在较大差异的特点，利用我国2000-2020年各省级行政区的用水量、产业增加值、人口结构等数据，采用LMDI指数分解法和GDP不变价换算方法，从时间和空间两个角度分析了各分区用水总量、用水结构变化差异以及用水强度、产业结构、经济规模和人口规模四方面驱动效应的强度和贡献比例，旨在支撑我国水资源规划和管理以及用水结构调整。从时间角度，经济增长是我国用水总量增加的最主要驱动因素，行业用水强度降低和产业结构调整尤其是第一产业用水强度和占比的降低是抑制区域用水总量增加的主要因素，其中用水强度效应略大于产业结构效应，而人口规模增加对用水总量增加的作用效果不明显，因此我国的用水量控制应该在提高用水效率、优化升级产业结构的策略上。从空间角度方面，我国各大分区4种驱动效应对用水总量上升的促进或抑制作用稳定，西南、西北等内陆地区需要在优化产业结构的基础上大力发展经济规模，同时西北地区还迫切需要提高第一产业用水效率，而华东地区可适当控制人口规模，东北和西北则需要控制人口流出，以缩小我国各区域用水量的空间差异。

为了深入了解嘉陵江水沙关系的变化规律。基于嘉陵江出口北碚水文站1965-2022年的年径流量和年输沙量资料，利用Mann-Kendall检验法、双累积曲线法并结合物理成因法诊断水沙关系的变异点，通过AIC、BIC、RMSE对径流量和输沙量的边缘分布函数和Copula函数进行优选，确定最优Copula函数并建立嘉陵江流域水沙联合分布模型，运用模型对流域内水沙丰枯遭遇概率、联合和同现重现期进行计算，进而对比分析水沙单变量和联合变量设计值。结果表明：①水沙关系在1989年发生突变，变异前的水沙相关性强于变异后的水沙相关性；②1965-1989年阶段水沙序列最优边缘分布都为Logn， 最优水沙联合分布模型为Gumbel Copula模型。1990-2022年阶段径流量和输沙量的最优边缘分布分别为Gamma、GP，最优水沙联合分布模型为Frank Copula模型；③2个阶段水沙序列同步概率分别是59.77%、61.14%，均大于异步概率，且出现极端情况“水丰沙枯”、“水枯沙丰”类型的概率 极低，表明水沙概率存在较大的相关性，来水来沙条件相对稳定；④联合变量设计值大于单变量设计值，通过两变量联合分布计算的径流量和输沙量设计值更加可靠。水沙联合重现期集中在2年附近，同现重现期绝大部分小于50年。通过探讨嘉陵江流域来水来沙联合变化特征，可为流域的水沙调控、防灾减灾等工作提供参考。

径流是土壤流失的主要载体，准确预测径流量对于三峡库区土壤侵蚀预报和水库安全管理至关重要。为优化径流曲线数模型（SCS-CN）中土壤前期含水量核算方法，提高径流模拟准确性，研究通过引入前期降雨指数来表征土壤含水量，并基于实测的土壤饱和含水量设定上限阈值，对SCS-CN模型进行了改进，利用忠县水土保持监测站2019-2022年的场次降雨径流监测数据评估了模型准确性，并对改进前后模型在不同降雨类型和土地利用条件的适用性进行评价。结果表明，在两种初始模型和两种改进模型中，基于MSCS-CN改进的模型（M4）对于径流深的模拟精度更高，纳什效率系数（NSE）较原始SCS-CN模型（M1）提高了134%，尤其是在前期土壤含水量达饱和状态的情况下NSE提升至0.74，引入最大前期降雨指数（API _max）作为前期降雨指数上限值能减弱以往模型对高径流事件预测值的高估。此外，改进模型M4对三峡库区主要的产流性降雨类型（高雨强）以及主要的土地利用（耕地、果园）适用性良好，有效提高了小雨量产流事件和高侵蚀风险土地利用类型的径流模拟精度（雨型Ⅱ的NSE为0.66，耕地、果园NSE分别为0.69和0.75）。总体而言，改进模型M4提高了径流模拟精度，更适合三峡库区的产流机制、土地利用类型，能为三峡库区径流预测及水土流失防治工作提供参考。

土壤水分是陆-气界面物质与能量交换的关键参数，及时、准确地获取土壤水分信息，对于旱情监测、水资源管理以及农作物估产等具有重要意义。研究基于Sentinel-1 SAR遥感数据与Sentinel-2光学遥感数据，系统分析了不同光学植被指数与实测植被含水量之间的关系，优选融合植被指数（Fusion Vegetation Index，FVI）建立植被含水量估测模型，将其与植被微波散射模型—水云模型（Water Cloud Model，WCM）相结合，校正了植被层对SAR后向散射信号的影响。在此基础上，利用地表微波散射模型—Oh模型构建后向散射系数模拟数据库，基于查找表（Look Up Table， LUT）算法实现了VV和VH两种极化方式下夏玉米覆盖地表的土壤水分反演。结果表明：对于夏玉米等浓密植被覆盖地表，FVI能够更好地反映植被含水量特征，从而准确校正植被层的后向散射贡献量，基于FVI构建的植被含水量反演模型R ²为0.693，RMSE为0.303 kg/m²；植被校正后，VV和VH极化方式下土壤水分与SAR总后向散射系数之间的相关性分别提高了21.6%和27.9%；相比于VH极化方式，VV极化方式更适用于土壤水分的反演，夏玉米覆盖地表土壤水分反演结果与实测值之间的R ²为0.672，RMSE为0.048 m³/m³。研究成果可为浓密植被覆盖下土壤水分的遥感观测提供有力支撑。

为探究尺寸效应对黏土抗拉特性的影响机制，开展土梁三点弯拉试验，结合数字图像相关（DIC）技术，从宏观和细观角度分析了几何相似和非几何相似（试样高度h、厚度b变化）条件下击实黏土梁的拉裂破坏过程。结果表明：几何相似和非几何相似试样的尺寸增大，均会提升试样的峰值荷载。土体抗拉强度σ _t受尺寸效应影响显著，几何相似土梁σ _t随试样尺寸增大呈线性递减趋势；仅增大土梁h时，σ _t先增长后下降，仅改变土梁b时，σ _t随b增大呈先降后增的走势，其中b的变化对σ _t的影响更小；引入细观评价指标—局部应变度ε _a，得出几何相似试样的ε _a随尺寸增大而增大，非几何相似试样的ε _a随试样h或b的增大呈现先增后降的规律。

降雨是工程区域堆积体边坡失稳的重要诱因，如何评价降雨条件下饱和-非饱和渗流对堆积体边坡稳定性的影响，其挑战在于准确获取堆积体的非饱和渗流参数。以梅家台滑坡典型治理工程为研究对象，采用饱和-非饱和有限元分析，并基于监测资料对渗流场动态反演，准确获得了非饱和水力参数和边界水位，进而采用极限平衡法对滑坡稳定性演化分析。结果表明：坡体后缘补给水位在692.0~694.5 m内动态变化，在后缘补给和降雨入渗作用下坡体内地下水位变幅为3.0~12.0 m；排水措施实施后地下水位下降9.0 m，且变幅降为1.0~5.5 m，同时在暴雨条件下，滑坡中部堆积薄弱带暂态饱和区范围减小84.5%，坡脚饱和区也被抑制到一号公路以下，发挥了很好的排水降压作用；滑坡存在沿中部薄弱带浅层滑动、沿下部前缘浅层滑动、沿老滑带从一号公路剪出3种失稳模式，降雨入渗时稳定性明显下降，稳定系数分别降低至0.82、0.99、0.98，小于稳定安全系数1.05，综合治理措施下，稳定系数分别增加0.28、0.13、0.19，目前稳定系数分别为1.10、1.12、1.17，各个失稳模式稳定系数均大于稳定安全系数，滑坡处于稳定状态。研究成果可为类似工程治理设计和渗流稳定分析提供参考。

汉南长江干堤某堤段管涌险情整治工程受到西气东输穿堤管线影响，全封闭防渗墙被分隔而不连续导致端部出现绕渗问题。针对防渗墙未封闭段渗流控制问题，提出防渗排水相结合的渗流控制思路，堤防主体采用全封闭防渗墙防渗，西气东输管线穿堤段采用减压井排水控制地下水头。为综合评价防渗排水相结合的渗流控制措施效果，基于MODFLOW构建了汉南长江干堤三维渗流数值模型，通过数值模拟方法对比分析了无渗控措施、仅采用全封闭防渗墙以及考虑防渗墙端部绕渗影响下防渗墙与减压井相结合的渗控措施对堤防渗流场状态及渗透稳定的影响，研究了减压井井口高程对汉南长江干堤渗流控制效果的影响。研究结果表明：天然状态下和仅采用全封闭防渗墙措施时，汉南长江干堤堤内薄弱处汛期存在渗透破坏风险，且仅采用防渗墙措施时防渗墙缺口处绕渗明显。在防渗墙未封闭段设置减压井，采用全封闭防渗墙与减压井复合措施后，堤防渗流控制效果受减压井井口高程影响显著。当井口高程逐渐降低，堤内压力水头差随之增大，减压井汇流能力增强、排水减压效果明显提升，建议在设计阶段充分考虑减压井井口高程影响。

固结黏性土是沉积日久、经过物理化学作用、已经形成黏土矿物的黏性土，其起动特性与散粒体泥沙存在明显差异，河床冲刷情况也更为复杂。以拟建绍兴市城市轨道交通2号线下穿曹娥江隧道工程河段为例，采用水槽试验与河工模型试验相结合的方法，通过水槽试验测量原状土与模型沙起动流速及输沙率，从而选取模型沙并确定冲淤时间比尺。结果表明：在百年一遇与三百年一遇极端洪水作用下，隧道线位上游受弯道的影响，下游受左岸边滩的约束，冲刷深度均较大，而隧道线位处冲刷幅度相对较小，最大冲刷深度分别为5.5 m、7.7 m。水槽试验与河工模型试验相结合的方法可为固结黏性土河床的隧道、管道埋深设计提供参考。

针对某水电站消力池原设计方案出现的大单宽流量、低佛汝德数水流消能问题，通过物理模型试验，对消力池的体型参数以及辅助消能工的布置形式进行优化，并对比分析各方案的水流流态和水力特性。试验结果表明：下挖式消力池与消能墩的联合消能方案（消力池下挖4.20 m并设置消能墩）可以有效改善消力池内水流流态，水位波动幅度下降，消力池出池流速明显减小，消能效果显著。

混凝土重力坝的变形量可直观反映大坝的综合运行性态，而变形监测数据是坝体变形的直接体现。因此，从时间和空间上掌握坝体变形监测数据之间的规律与相关性，对于大坝后续的异常检测及安全评价等研究具有重要意义。结合大坝变形监测数据实例，分析了环境因素对位移影响存在的滞后性，利用时空相似指数对大坝不同测点间位移构建了综合相似度指标，运用皮尔逊相关系数、斯皮尔曼等级相关系数和最大信息系数法分析了环境因素与测点位移的相关性以及各测点之间变形位移的相关性，为后续建立健康服役诊断模型等更深层次的研究奠定了坚实的基础。

软体排与传感光纤之间的应变传递效率是应用光纤传感技术监测软体排变形的关键。本文旨在探讨软体排变形时，排体与传感光纤之间的应变传递效率及其对测量准确性的影响。通过理论分析与试验研究表明，在线性拉伸条件下，应变能够高效地从排体传递至光纤，低传递效率线以下的区域主要位于传感光纤的边缘；而在弯曲变形条件下，变形测量误差与相对定点间距R呈线性相关，R=1.2时测量平均误差在-4%以内，而R=2.4～4.8时测量误差范围在-15%～-30%之间。研究成果可为河工模型试验测量技术以及光纤传感监测排体变形的现场应用提供参考。

为构建高精度大坝变形预测模型，引入基于最大信息系数特征筛选方法（MIC-CFS）对大坝变形影响因子进行筛选，减少冗余信息，降低模型复杂度。同时运用灰狼优化算法（GWO）对核极限学习机（KELM）的正则化系数和核参数进行寻优，提高模型预测精度，建立基于MIC-CFS-GWO-KELM的大坝变形预测模型。以某混凝土双曲拱坝实测资料对模型进行测试，结果表明，所建模型在均方根误差、平均绝对百分比误差和拟合优度上均优于GWO-KELM、MIC-CFS-KELM、PCA-GWO-KLEM、MIC-CFS-BP模型，预测精度较高，能够为大坝变形安全分析提供参考。

“双碳”背景下，为推进小水电集约化运维管理，保证其高质量发展。基于演化博弈理论，构建小水电业主、政府与运维服务企业之间的三方博弈模型，并运用Matlab软件进行数值仿真分析，以探究小水电集约化运维管理三方策略选择的演化路径。结果表明：初始策略的变化对博弈三方演化收敛速度有显著影响；在一定条件下，博弈系统将演化稳定于较理想的均衡状态（1，0，1）；运维成本效益、政府奖惩力度、运维平台智慧度和方案收费系数是影响小水电实现集约化运维管理的主要因素。研究结论可为小水电业主参与集约化运维管理和政府制定相关政策提供一定的理论指导。

在当前风电和光伏大规模并网的背景下，要确保能源供应的稳定性和高效性，关键任务是确定合适的可再生能源渗透率，并精确配比可再生能源与储能系统的容量。因此，在考虑风、光不确定性的基础上，构建风-光-蓄-火优化调度模型，使用拉丁超立方抽样法模拟模型中风电和光伏出力场景，再基于Kantorovich距离的同步回代消除算法对生成的风、光出力场景进行缩减，并通过改进的粒子群算法对模型进行求解。以白莲河抽水蓄能电站为例，结合当地的实测风速、光照数据，探究有无抽蓄参与以及不同能源容量配比下的调度结果，得到以下结论：①抽蓄电站的加入使得联合系统收益增加了428.06万元，风、光出力的波动性降低了12.24%，可再生能源的弃电率下降了5.62%，污染物排放也得到了减少。②抽蓄与可再生能源装机容量比例在1∶8.33范围内配置较为合理，在1∶5.21时可再生能源弃电率达到最低。③当可再生能源渗透率为71.09%，抽蓄与可再生能源装机容量比例为1∶6.25时，风-光-蓄-火联合运行边际效益最大。

为实现水电机组故障的准确识别，首先结合改进的自适应白噪声完全集合经验模态分解模型（ICEEMDAN）和相关性分析方法对振动信号进行分解及重构处理；接着，为解决因卷积神经网络（CNN）输入具有多样性问题，比较分析了3种不同输入信号构造方式对CNN模型故障诊断识别准确率的影响；最终选定了一维重构信号的方形矩阵形式作为CNN的输入方式，通过某电厂转轮室碰摩故障实测数据验证该方法能有效提高水电机组故障诊断精度。

为获得压缩空气抽水蓄能（pumped hydro combined with compressed air energy storage system，PHCA）系统蓄能罐子系统在实际运行中具有较高能量密度与蓄能效率的参数配置，对系统中蓄能罐子系统进行热力学建模，分析了其压力配置、换热条件、流量配置对于蓄能罐子系统效率和能量密度的影响规律，结果表明：对于额定存储压力，总有与之对应的一个最优初始压力可以使得能量密度达到最大值，存储压力与最优初始压力的比值在2~3之间，对应压力配置的蓄能效率稳定在92%~93%之间；传热系数和存储时间在一定配置范围内会使系统陷入低效率区，在蓄能罐的设计中，应当评估出其换热能力避免低效率区；运行过程中，存储时间对于蓄能效率的影响较大，选择合适的水泵水轮机工作流量可以保证效率，在短存储时间时，采用的配置方法为高压缩、高膨胀流量，当存储时间变长后，应当同时减少压缩和膨胀流量。研究结果可为该系统的设计与运行提供理论依据。

由于多开发主体下梯级水电站间不能共享实时负荷数据，上一级电站发电负荷变动常导致本级电站非正常弃水或低水位运行问题。为解决这个问题，提出了基于预测控制的多开发主体梯级电站实时负荷控制模型来控制水位。模型分为实时跟踪、预测控制和厂内负荷分配3部分。实时跟踪每1 h进行一次入库流量反推计算来推算预测入库流量序列；预测控制根据标准差选择不同流量递推模型推算入库流量；厂内负荷分配以耗水量最小进行负荷分配优化，实现上游电站负荷及发电流量未知情况下的梯级电站实时负荷分配并保持水位稳定。所提出的实时负荷控制模型应用于木里河梯级电站实时负荷分配，对多开发主体下流域梯级水电站实时负荷分配，维持水位稳定具有一定的指导意义。

水电机组的振动信号中蕴藏着丰富的机组状态信息，如果能充分地提取并有效地利用其所含的故障特征，将对识别机组状态、诊断机组故障带来极大的便利。为充分地提取振动信号所蕴含的故障特征，将深度残差收缩网络（DRSN）与经验模态分解（EMD）相结合，前者挖掘数据隐藏信息，后者提取时频特征，进而形成融合特征。随后，为有效利用这些故障特征，采用改进光谱优化算法（ILSO）对支持向量机（SVM）的核函数参数G和惩罚系数C进行寻优，以提高SVM的分类精确度。经分析表明该方法能在一定程度上加深对水电机组故障特征的挖掘，提高故障诊断的效率及准确率。

水库移民因征地搬迁而被迫重建生计系统，发掘移民生计资本优势，探究如何促进移民安置后的生计稳定和生计系统协调具有重要意义。以172项重大水利工程之一的广西LJ水利枢纽工程移民为例，以可持续生计框架为基础，考虑生计环境因素，采用AHP-TOPSIS法构建移民生计资本测度体系，使用收入多样性、自然资源依赖度及收入风险度衡量水库移民的生计稳定性，横纵向对比分析不同搬迁安置方式移民生计资本及生计稳定性变化，并根据耦合协调度修正模型研究其生计协调发展现状。研究结果表明：3种搬迁安置方式移民之间的6类生计资本增长存在显著差异，生计稳定性的变化也表现不同，由此影响了其生计协调发展状况。进城（集）镇安置移民得益于集镇商贸优势，将住房改造成商业门面以经营非农产业，有效利用经验优势和资本增量促进生计稳定，搬迁后的生计稳定性为三者最高，生计协调发展较好；集中居民点安置移民生计环境显著改善，自然资本降幅不大，人力资本较高，但尚未能充分利用，移民收入来源减少，生计稳定性下降，生计系统勉强协调；分散自主安置移民从业环境改善，人力资本增长率较高，移民自主发挥优势提高生计稳定性，生计系统接近初级协调发展。在本研究基础上，针对不同搬迁安置方式提出了促进移民生计可持续发展的建议。

在“双碳”的背景下，亟需深入研究如何促进多能互补系统内不同能源之间的协同作用，促进能源深度融合。针对这一问题，在考虑水能富集地区大规模电网不同断面输送电任务的情况下，提出一种区分内外层，逐层递进优化并尽可能消纳风光清洁能源，且兼顾全网源荷匹配程度的多目标嵌套多能互补模型，两层均采用混合整数线性规划算法（MILP）进行求解。内层立足于断面角度，以通道利用率最大化为目标，将水风光打捆进行互补优化，使其出力最大化，尽可能占满通道。外层立足于全网角度，以源荷匹配最大化为目标，采用全网水风光电源联合调节后的剩余负荷波动最小来表达源荷匹配目标，使剩余负荷平稳。本文以西南某水能富集地区大规模电网为研究对象，包含304座水电站，12个断面，选取夏秋丰水期和冬春枯水期风光峰谷差最大日、风光平均发电日共4个典型日进行模拟计算，得到电网丰水期平均通道利用率约为80%，枯水期平均通道利用率约为40%，丰枯期内全网剩余负荷波动率均小于5%。得出以下结论：在夏秋丰水期，水风光系统可为电网提供更多电能，在冬春枯水期，水风光系统出力过程更为稳定。在风光出力平稳时期可为电网提供更多电能，同时使得电网运行更为稳定。本次研究成果对大规模水能富集地区电网多能互补优化调度运行提供参考。