受融雪、土壤冻融等过程影响，季节性冻融区融雪产流期日尺度水、氮产出过程模拟仍面临一定困难。研究以典型季节性冻融区吉林省长春市黑顶子河流域为例，基于2014-2016年冻融期流域出口水、氮日监测资料进行SWAT模型的率定和验证，探讨了SWAT模型在融化期日径流及日氮素负荷模拟的适用性。结果表明，在SWAT模型中，CN₂，CNFROZ，SNOCOVMX和CN₂，SDNCO，CNFROZ分别是对日径流和日硝态氮出产影响最大的3个参数；SWAT模型在日径流模拟上表现较好，校正期和验证期日径流模拟的NS_E 、R ²和R_e 分别为0.75、0.78、-12.76%和0.54、0.51、5.65%，精度变差的主要原因是SWAT模型未考虑积雪对产流的迟滞作用以及融雪再冻结过程，且为了准确的模拟冻土融化期融雪产流过程调得的参数往往导致非冻融期的降雨产流过程产流过大，基流较小；受径流模拟偏差及模型中冻融过程对氮素转化影响刻画不足影响，SWAT对日硝态氮负荷模拟精度相对较低，校正期和验证期硝态氮日模拟值NS_E 、R ²和R_e 分别为-0.19、0.44、2.7%和0.60、0.26、-13.79%。研究验证了SWAT模型在季节性冻融区的适用性，揭示了其局限性，为模型优化与应用提供科学依据。

长期以来，由于水资源过度开发、污染排放等原因，许多河湖生态环境遭到严重破坏。因此，推动重要江河湖泊的生态保护治理势在必行。以茅塔河流域为例，详细论述了河湖综合治理的工程措施，包括积极推进水系连通、疏浚河道、堤岸生态化治理、水域空间修复等，解决了河流水体割裂和淤积的问题，修复了河湖的重要生态廊道和连接通道，水环境质量得以提高，生物栖息条件得以改善，区域生态多样性得到有效保护，同时提高区域防洪能力、保障了区域供水安全。

富有地域特色的岭南水乡景观在快速城镇化的冲击下面临着风貌趋同、人与景观互动关系割裂等问题。研究采用空间基因理论方法，以广州花都朗头村为例，结合线上社交数据与线下实地调研，从大地景观、聚落景观、建筑景观3个层次提取岭南水乡景观的空间基因，并解析评价这些空间基因在传统作用机制及其当前人与景观的互动关系。发现岭南水乡空间基因可概括为“河涌前绕，鱼塘围田”、“梳式布局，隘门深巷”和“青砖灰瓦，镬耳栉比”，这些空间基因在当代语境下存在不同程度的断裂。同时，结合研究案例的“研学”旅游发展趋势，探讨了岭南水乡景观的更新设计路径，为水乡景观普遍面临的风貌趋同问题提供了探索路径，促进岭南水乡景观的价值内涵和形式特征的延续和创新。开展岭南水乡景观的更新设计路径探讨，促进岭南水乡景观在价值内涵、要素特征、表现形式等多方面的传承与创新，同时丰富水乡景观风貌区同问题的应对路径。

池室内布置圆柱型障碍物是改变竖缝式鱼道水流结构的一种方法。为了探究圆柱型障碍物布置对竖缝式鱼道水力特性的影响，采用了RNG k-ε湍流模型对竖缝式鱼道进行数值模拟，主要研究了圆柱型障碍物在五种不同位置及3种不同尺寸下的池室水力特性，重点分析位置三处不同尺寸圆柱障碍物在不同水深断面的流态、流速、湍动能等水力特性。结果表明：在常规竖缝式鱼道的回流区设置圆柱结构，会使竖缝处流速变大；圆柱布置在常规竖缝式鱼道主流相关位置的水力特性较布置在回流区位置的水力特性更优。3种不同尺寸的圆柱布置在位置三处（定义位置三为与竖缝垂直平分线顺时针夹角为30°并距离竖缝中心2b处，b为竖缝宽度）能够显著减小池室最大流速与池室最大湍动能；与常规竖缝式鱼道比较，在位置三处布置0.5b直径圆柱，最大总水力应变增大近一倍，可能会对鱼类上溯造成不良影响；在位置三处布置1.0b直径圆柱对水流的优化效果最佳；在位置三处布置1.5b直径圆柱优化效果不及布置1.0b直径圆柱的鱼道，两种组合形式最大总水力应变与常规竖缝式鱼道最大总水力应变相近。池室内圆柱的大小与布置位置对竖缝式鱼道水力特性皆有影响，选取合理的圆柱大小与位置对竖缝式鱼道水力特性极其重要。

跨河桥梁会对河道水流结构产生一定影响，当阻水作用过大时，可能影响防洪安全及桥梁自身安全，阻水比是反映桥梁阻水影响的重要参数，值得深入研究。通过资料分析、概化计算，分析了不同桥型、不同桥跨及桥墩斜交对阻水比的影响。结果表明，拱桥和悬索桥的阻水比较小，斜拉桥次之，连续梁桥相对较大；当桥墩直径相同时，桥墩跨径越大，阻水比越小；当桥墩与水流斜交角度增大时，桥梁阻水比显著增加，建议斜交角度宜控制在5°或10°内。以长江中游武汉河段为例，分别采用一维和二维水流数学模型，模拟计算概化桥梁的壅水影响。结果表明，在设计洪水条件下，当阻水比为2%～20%时，采用一维模型计算得到桥前断面水位壅高值为0.02～0.22 m；采用二维模型计算得到墩前冲高为0.12～0.30 m，桥前断面平均壅高值为0.01～0.14 m，两种模型计算结果存在差异的原因在于模型原理和概化方式的不同。综合壅水计算成果及相关技术标准，建议跨河桥梁阻水比宜控制在5%内，对于高山峡谷、无重要防洪保护对象的河段，经论证对防洪安全影响较小的，阻水比要求可适当放宽。并提出了减小阻水比的措施建议，包括选择阻水比小的桥型，加大桥梁跨径，采用流线型、圆形桥墩，将桥墩轴线顺水流布置等。研究可为桥梁工程设计、洪水影响评价及河道管理提供科学依据与参考。

河流重金属污染是矿山开采活动面临的突出问题，严重威胁流域生态环境健康。为明晰金属矿区河流中重金属的含量分布与污染来源，测定乐安河丰、枯水期沉积物中Fe、Mn、Cu、Cd、Pb、Zn、Cr和Ni的含量，借助富集因子法（EF）、沉积物质量基准法（CBSQGs）、主成分分析（PCA）、正定矩阵因子分解法（PMF）及金属稳定同位素（δ⁶⁵Cu）等方法判别乐安河重金属的污染程度、生态风险与来源结构。结果表明，沉积物中Cu和Cd的富集现象较为突出，Fe、Cr和Ni相较于背景值增幅较小；时空分布上，Cu在大坞河沉积物中含量较高，Cd、Pb和Zn在洎水沉积物中浓度较大，丰水期与枯水期重金属含量变化不明显。重金属的富集因子排序依次为Cd > Cu > Zn > Pb > Cr > Ni。大坞河、洎水及其与乐安河干流交汇后沉积物中的重金属对底栖生物有毒性影响，主要危害元素为Cu和Cd。铜矿和铅锌矿采选是Cu与Cd、Pb、Zn的主要来源，Fe、Cr和Ni则受自然作用影响较大；Cu同位素进一步表明Cu可能来源于铜矿外围水体，尾矿库水等来源对乐安河下游Cu的影响仍需深入的考证。

河流的底泥中总氮（TN）的释放是影响河流水质的重要因素之一。以深圳市龙华区观澜河为研究对象，采用底泥原状的柱芯样品通过室内实验来模拟底泥-水界面总氮释放过程，分析不同环境条件下总氮的释放特征及其对水体水质的影响。研究结果表明，底泥中TN释放具有季节性差异，夏季速率最高，冬季波动最大，且随扰动强度增加呈“静态 < 弱扰动 < 强扰动”趋势。静态条件下，各点底泥样品中TN释放以吸附为主；扰动状态下，沿干流各点释放速率差异较大。多年平均径流量计算表明，底泥中TN释放对水质影响程度有限，但汛期或极端洪水条件下，局部释放可能影响水体水质。研究表明，底泥释放特征受季节性径流变化和人类活动影响，水环境治理应重点关注高风险河段，以精准制定污染控制和生态修复策略。研究可为我国河流水环境治理与底泥管理提供科学依据。

总磷浓度超标是导致巢湖不同区域出现不同程度富营养化的原因之一，准确地预测总磷浓度变化对流域污染治理意义重大。为了精准预测巢湖总磷浓度，提出一种基于XGboost特征筛选的VMD-TCN-BiLSTM模型，此模型结合了变分模态分解（VMD）、时间卷积网络（TCN）和双向长短期记忆网络（BiLSTM）的优势。VMD用于对原始数据进行预处理，提取出不同频率的信号成分；TCN负责捕捉时间序列数据中的局部依赖关系；而BiLSTM则擅长处理长期依赖性，能够有效克服传统LSTM存在的梯度消失问题；最后使用SHAP算法解释所构建的模型。VMD-TCN-BiLSTM模型在巢湖忠庙断面的总磷浓度预测中：R ²达到0.986 6，MAE为0.002 2，RMSE为0.003 2，具有优良的预测表现，且解决了其余对照模型出现的预测精度不高、预测值小于0的问题。在巢湖西半湖湖心、黄麓、新河入湖区断面，模型仍有很高的预测精度（R ²＞0.98），表明模型具有较强的泛化能力。使用SHAP算法解释神经网络模型，揭示了特征变量对总磷的预测值影响程度，忠庙断面影响程度排序为：浊度>高锰酸盐指数>总氮>溶解氧>水温>电导率；黄麓断面影响程度排序为：浊度>高锰酸盐指数>溶解氧>电导率>水温>pH；西半湖湖心断面影响程度排序为：浊度>高锰酸盐指数>水温>溶解氧>总氮>电导率；新河入湖区断面影响程度排序为：浊度>高锰酸盐指数>水温>总氮>溶解氧>pH。

降水作为水文过程中最重要的驱动因子之一，其数据来源和准确度是影响洪水预报精度的关键因素。受水雨情监测系统不完善、流域范围较小等诸多因素影响，中小流域实测降水数据的精度较高，但分布不均，进而影响水文模型的模拟结果。为提高流域洪水预报精度，研究通过构建CNN-LSTM神经网络模型将测站数据与卫星产品降水数据进行融合，并结合HEC-HMS模型开展场次洪水模拟，以陕西黑河流域金盆水库以上集水区为例，探讨星地融合降水在场次洪水模拟中的应用效果以及适用性。结果显示：①以站点降水数据为输入的HEC-HMS模型在研究区的适用性较好，率定期和验证期均能达到乙级精度。②两类IMERG卫星产品与实测降水的相关系数都较低，整体高于实际值，误差较大，在经过CNN-LSTM数据融合后与实测降水数据接近，并且IMERG-Early产品的融合效果更好。③融合卫星产品后的HEC-HMS模型对于10场洪水的模拟合格率为80%，平均确定性系数为0.856 9，洪峰时差的绝对值均值为0.8 h，达到甲级精度。④星地融合降水进行洪水模拟的结果确定性系数增加，平均洪峰时差绝对值减小；洪峰流量的模拟效果下降且明显偏小。结果表明：中小流域将实测降水数据与适当的卫星降水产品数据进行融合，可以在一定程度上提升洪水预报模型的精度。

探究极端洪水与人类活动对河床演变的驱动作用不仅有助于提高河道行洪安全，更可为河流管理提供科学指导。基于海南岛南渡江及万泉河多年实测河道地形数据及同期水沙资料，分析了水深的年际变化规律，揭示了水深的不同时空变化模态与驱动机制。结果表明：南渡江和万泉河平均水深均显著增加了1 m以上，整体上河床呈现冲刷下切的趋势，但时空变化特征有所差异，驱动因素也各不相同，主要包括极端洪水、水沙条件以及人类活动直接影响；南渡江极端洪水驱动河床整体出现冲刷，相对贡献度为59%，水沙条件影响下河床发生浅滩侵蚀、主槽淤积，占总水深变化30%；万泉河水沙条件主导河床出现浅滩淤积、主槽冲刷，相对贡献度为77%，极端洪水下河床近似整体冲刷，占总水深变化的10%；人类活动直接影响下二者水深变化均呈现时空随机性，相对贡献较小（南渡江为3.6%；万泉河为3.9%）。

基于人文地理、国土空间、农业水利等将云南省划分为山间盆地、高原湖滨、干热河谷、滇南-西南低山丘陵区、乌蒙山区、青藏高原东南缘（横断山区北部）、滇东南石漠化等7个地理区域，利用Gini系数、不对称系数、集中度等分析了光热水土资源与经济社会发展的匹配性。结果表明：①所有地理区域的年降水和雨季降水量自1950s以来都是减少趋势，枯季降水量除乌蒙山区外其余都呈不同程度增加，降水量的Gini系数和集中度系列均逐渐减小，不对称系数则大多为增大趋势，降水量Gini系数与集中度高度线性相关，Gini系数和不对称系数亦存在较高的关联性；②各个地理区域的耕地与水资源、地区生产总值（GDP）、人口等的不匹配性显著高于其他要素组合，“水—热—人—地”不匹配性排序为：高原湖滨区>＞青藏高原东南缘＞滇南-滇西南丘陵区＞山间盆地>干热河谷>滇东南石漠化区＞乌蒙山区，高原湖滨区的人口、城市及二三产业高度聚集，多种缺水型式并存，湖泊长期为环湖生活生产提供了越来越多水源，大量外流域引水工程增加了调节降水径流的丰枯差异，匹配距离远高于其他区；③水资源节约保护、构建以滇中引水工程为核心的现代立体水网、人水和谐绿色发展是解决新时期云南高原光热水土资源不匹配根本举措，为乡村振兴、兴边富民和现代化建设提供水安全保障。

为深入分析中国西部地区沙漠地下水与盆地接触带湖泊的转化关系，以宁夏腾格里湖为例，利用在湖岸带建设的原位监测剖面，分析湖水与周围地下水的水位动态、水化学、同位素，确定湖水与地下水转化关系。利用GMS中的moldflow和LAK3模块建立湖水与地下水耦合模型，模拟湖水与地下水的转化量。结果表明：腾格里湖属于典型的地下水穿流型湖泊，上游地下水部分补给湖泊，部分从湖底穿过，同时湖泊也会渗漏补给下游地下水。湖水与地下水耦合模型结果显示，模型模拟的水位变化与观测孔的实际水位变化趋势基本一致，湖水位观测值与模拟值的纳什指数为0.709，均方根误差0.026 8 m，决定性系数R ²=0.799，地下水观测值与模拟值的纳什指数0.718，均方根误差0.052m，决定性系数R ²=0.789，能够较精确模拟湖水位的波动，刻画地下水与湖水的相互作用。模拟得出湖水接受地下水补给量为516.11 万m³/a，湖水渗漏到地下水的水量为117.3 万m³/a。

径流模拟的准确性对水文预报、水资源管理及流域防洪具有十分重要的意义。当前国内外关于径流模拟主要采用水文模型法、统计学方法、机器学习等方式，其中ARMAX-GARCH时间序列模型属于数理统计类方法，具有所需资料少、便于操作以及能够描述非线性过程等优点，已逐渐应用于水文过程模拟中。针对长江中下游区域，洞庭湖、汉江、鄱阳湖相继汇入长江中下游干流，主干流及支流的径流过程之间产生相互影响，错综复杂的干支流水量交换关系也加大了该区域径流模拟的难度，利用时间序列模型ARMAX-GARCH，首先对不同径流序列进行互相关性分析，将与模拟目标站相关性较强的径流序列作为外生变量加入模型，进而模拟目标站点径流过程。本文对长江中下游区域宜昌、城陵矶、汉口、仙桃、湖口、大通水文站的径流进行模拟，宜昌、城陵矶、仙桃和湖口站径流序列建立ARMA-GARCH模型，对汉口和大通站径流序列建立ARMAX-GARCH模型，结果显示模型模拟径流序列效果较好，且能够有效考虑到与目标水文站相关性较强的径流序列的影响；并分析了三峡水库的建设对下游径流均值的影响作用，主要表现为削弱了下游干流的极端径流事件并且该效应顺着水流方向逐渐减弱。研究印证了采用时间序列模型模拟径流的可行性，并为具有复杂江湖关系区域的水文模拟预报提供重要参考。

研究气候变化背景下渭河流域未来降水和干旱特征，为流域水资源管理、水旱灾害防御等政策制定和决策提供理论依据。基于渭河流域18个气象站点实测降水、平均气温、日照时数、平均相对湿度和平均风速，通过Penman-Monteith方法计算气象站点潜在蒸散发，选用CMIP6中CanESM5模式的SSP1-1.9、SSP2-4.5、SSP3-7.0、SSP5-8.5情景，采用SDSM统计降尺度方法，预测了渭河流域2031-2090年降水、潜在蒸散发和干燥指数。结果显示，SDSM能较好的模拟渭河流域潜在蒸散发和降水，且对潜在蒸散发的模拟效果优于降水，气候变化对渭河流域降水和干旱影响显著，不同气候情景、不同时间段影响程度均不同。时间上，渭河流域未来降水量将增加，四种情景下降水的年代际倾向率分别达2.34、13.3、32.5、25.1 mm/10 a，尤其SSP3-7.0情景下降水在2071-2090年相对基准期增幅达到35.2%；除SSP1-1.9情景，其余情景潜在蒸散发呈增加趋势；干燥指数平均减小0.145。空间上，降水呈现由西北向东南递增的特点，北洛河状头站以上区域降水量随着强迫情景的提升增加显著；潜在蒸散发由西到东递增，同一区域，强迫情景越高潜在蒸散发增幅越大；干燥指数由西北向东南递减，流域气候整体变湿润。未来渭河流域应通过加强风险监测、科学配置水资源、建立水旱灾害预警机制等措施，提升水旱灾害防御能力，有效应对气候变化带来的风险和挑战。

雨量站网监测流域降雨时空特性，对于区域水资源管理与洪水预报预警十分重要。基于信息熵理论，建立以流域雨量站降雨信息总量最大、互信息最小为目标函数的多目标雨量站网优化模型，针对多目标优化模型进行求解。同时根据流域降雨与互信息数据分析流域降雨信息-距离传递特性，并计算流域雨量站间降雨的相关系数，分析研究流域降雨区域特征，结合流域信息-距离传递特性与降雨时空特性优化流域雨量站网拓扑结构。以柳河县一统河流域为例，对一统河流域雨量站网进行优化评价，计算一统河流域雨量站信息熵总量为57.305 bits，互信息总量为33.478 bits。求解多目标雨量站网优化模型，流域雨量站非劣解集的排序为：Y19、Y18、Y5、Y21、Y4、Y15、Y1、Y14、Y20、Y11、Y2、Y16、Y6、Y10、Y22、Y12、Y3、Y8、Y7、Y9、Y17、Y13。结合信息-距离传递模型与流域降雨空间相关性，建议调整3处雨量站布设位置，删减雨量站1处。优化后的雨量站网可以提高区域降雨监测效率，并降低流域降雨监测成本。

详细精准的水深及流速监测信息对城市洪涝救灾抢险和风险评估具有重要意义。随着极端气候事件的频发和城市化进程的推进，传统的城市洪涝监测方法已难以满足区域化、实时化的监测需求。针对目前城市洪涝仍缺乏整合水深流速为一体的区域监测方法的问题，研究构建了基于双目视觉的城市洪涝区水深及流速监测系统，通过覆盖同一视野的两台监控摄像头进行洪涝区域影像数据采集，实现水深及流速的高精度测量；提出了基于特征点提取匹配的洪涝区水深重建方法，利用双目视觉的视差原理，通过提取匹配洪涝区域特征点计算三维坐标，重建水深分布；提出了基于漂浮物识别并耦合水深分布的表面流场测量方法，通过识别洪涝表面的漂浮物（如树叶、垃圾等）计算洪水表面流速，耦合水深分布，实现水深流速一体化监测。为验证监测方法的可行性，研究在实验室内搭建了水槽模拟洪涝环境，并利用监控摄像头拍摄洪涝影像进行水深及流速计算。结果表明：与波高仪相比，水深测量误差约为2.7 mm，与粒子测速技术相比，流速测量误差在5%左右。相较于传统监测方法，本方法具有非接触、无风险、区域监测、就地取材、无需额外增添设备等优点。

水电站发电调相压水是水电站的常见工况之一，但在实际压水实验时常出现压水失败情况。在众多影响因素中，气系统的阀门开度是一个关键参数。由于压水实验成本较大且无法获取流场内部详细信息，因此采用数值模拟方法，针对压水排气系统全流域开展不同阀门开度下的气-水两相流动计算流体动力学研究，获得了阀门开度对压水进程和尾水逸气的影响原因和规律，并提出了结合液位计和转轮消耗功率来共同作为压水判定准则，研究结果有助于解决水电站调相压水失败问题。

深埋洞室群顶拱层开挖支护稳定受局部岩性变化、结构面分布等因素影响显著，尤其是上覆软岩结构，其变形分析及预测对地下洞室顶拱层施工安全至关重要。依托巩义抽水蓄能电站地下厂房开挖工程，首先采用数值模拟方法进行上覆软岩结构受力分析，揭示其影响规律；探讨了设计开挖支护方案下上覆软岩顶拱层开挖卸荷变形特征及围岩稳定性，对比了不同开挖程序对上覆软岩顶拱层的稳定影响。结果表明，上覆软岩对顶拱层围岩位移影响显著，随上覆软岩距离顶拱层距离减小，顶拱围岩位移、应力集中及塑性区迅速增大，以变形影响最为明显；受上覆软岩结构影响，顶拱层在导洞先行方案下主厂房位移可降低约8.6%，而两侧导洞先行方案可降低主变室位移约15.9%，应力和塑性区分布则差别不大。因此，洞室群采用中导洞先行方案在主厂房适用性较好，在主变室变形控制要求较高时，可考虑“两侧导洞先行，中墩跟进”开挖程序。

组建水风光互补发电系统是充分利用大规模风电、光伏的有效途径。尽管当前针对大型“风-光-梯级水电”互补电力系统在容量配置、运行方式优化等方面的研究较多，但多能互补对梯级水库系统运行方式，特别是对水位控制规律等方面的影响尚未得到充分揭示。以大型“风-光-梯级水电”互补发电系统为例，建立了兼顾发电量最大化和最小出力最大化的多目标优化调度模型，最后选择了丰水年、平水年和枯水年3个典型年进行出力过程和水位控制过程等的对比分析，比较梯级水电站互补运行与单独优化运行在出力指标、出力过程、水位控制过程等方面的差异。结果表明：①对于非汛期平均出力而言，互补作用对梯级水电站的最小出力有显著影响，对平均出力影响较小。如丰水典型年中，从不考虑互补运行变动至极限互补运行状态，最小出力分别减少了76.02%和60.71%，平均出力分别减少了0.23%和0.60%；②不同的最小出力值，决定了用于驱动水风光出力互补的调节能力大小，可以反映水风光互补运行的程度。如丰水年中，非汛期最小出力由6 844.3 MW变动至10 227.6 MW，使不同的运行状态对应的平均出力逐渐减小，由10 389.76 MW减小至10 244.06 MW。互补运行程度越高，用于优化以提升总电量的能力越低。

电磁振动状态反映水电机组运行健康程度，开展基于开机过渡过程的水电机组电磁振动状态监测评估模型对确保机组安全稳定运行具有重要意义。基于主成分分析和聚类分析理论，提出一种基于开机过渡过程的水电机组电磁振动特征提取和状态评估方法。首先以电磁振动频率特征及振动与励磁电流相关性为两类特征，构建典型频率幅值及相关性特征两种电磁振动状态样本；其次，引入主成分分析进行降维，计算主元统计量作为指标反映电磁振动状态，构建水电机组开机过渡过程的电磁振动状态评估模型。该模型通过分析监测样本主元统计量是否超过健康阈值以及主成分子空间经k-means聚类是否存在明显区别的簇来评估机组电磁振动状态。采用某水电站机组大修后实测数据进行验证分析，表明该方法可以有效跟踪监测评估机组电磁振动状态变化趋势，发现机组早期潜在的安全隐患，保障机组安全稳定运行。

区域电网在水风光一体化运行中梯级水电站的日内补偿优化调度是目前急需解决的重要课题，广西电网风光新能源装机比例高，对承担补偿调节功能的红水河流域梯级水电站的优化运行提出了更高的要求。基于电网日前计划和实时调度工作过程，以梯级水电站补偿优化调度为目的，构建了日前、4 h和15 min三个优化调度模型，根据风光预测出力过程开展风光水日内序贯补偿优化调度研究，得出：在风光出力85%置信区间时，研究区内风光水无失负荷风险，但有一定的弃电风险，其中枯水期可能风光弃电量为441 MWh，可能弃电率为0.92%，汛期可能风光弃电量为11.2 MWh，可能弃电率为0.01%。研究为含高比例新能源电网中的梯级水电站调度提供了日内与实时补偿优化调度方法，对促进新能源消纳、保证电网的安全稳定经济运行具有重要意义。

制定合理的梯级水库调度方案对提升水电能源利用率至关重要，然而决策过程的多阶段性增加了该问题的复杂性，优化算法在求解时表现出一定程度的调度结果不稳定性、精度低甚至找不到最优解。飞蛾扑火优化算法 （MFO） 因其高效性而广泛应用于各复杂问题，但存在易早熟和种群易趋同化等缺陷。为增强MFO算法的调度效果，提出了一种增强型飞蛾扑火优化算法 （EMFO）。通过采用自适应变化的火焰数量以增强寻优空间的遍历性、融合动态共享前3名火焰位置的光源交流策略以避免落入局部极值并引入最差个体反向学习以提高收敛精度。以CEC2022测试函数以及黄河上游梯级水库中长期发电优化调度工程案例验证了所提算法的有效性。结果表明，EMFO在寻优精度以及收敛速度等方面显著优于现有算法。在工程案例方面，在考虑不同来水和起调水位条件下，EMFO较现有算法均能生成收敛精度更高、弃水量更少及表现更稳定的调度结果，且其优化后的方案发电保证率更高、破坏程度最小。以丰水年为例，其发电量分别提高了2.50%、1.56%，标准差分别下降了16.48%、42.86%，弃水量分别减少了11.375亿m3和6.839亿m3，通过水位出力过程及刘家峡凌汛期下泄流量过程分析了调度结果的合理性，EMFO算法优化后的调度方案可以保证在满足汛期防洪需求及凌汛期刘家峡的防凌需求基础上增加整体发电量，有效提高了水资源综合利用率，为处理梯级水库优化调度提供了一种新的可行方法。

精确辨识导轴承油膜约束力对水电机组轴系振动特性至关重要。通过数值模拟，研究水电机组导轴承润滑油膜等效刚度系数和等效阻尼系数随偏心距、偏心速度和油膜厚度的变化规律。研究发现，采用静态方法与动态方法计算得到的油膜力存在显著的差别。研究结果表明，随着偏心距增加，X方向直接刚度系数先减小后增大，该方向交叉刚度系数却一直减小，X方向直接阻尼系数先减小后增大，该方向交叉阻尼系数却一直增加；随着偏心速度增大，X方向直接阻尼系数始终保持不变，该方向交叉阻尼系数逐渐减小；随着油膜厚度增加，X方向直接刚度系数、交叉刚度系数、直接阻尼系数、交叉阻尼系数均逐渐减小。研究进一步证实，主轴向某方向偏心时，该方向上阻尼系数约为刚度系数的100倍，阻尼起到抑制主轴继续向该方向运动的效果，而在其正交方向上，等效刚度系数约为等效阻尼系数的10⁴倍，大的刚度系数起到阻止轴系沿正交方向的运动。

研究收集并计算了国内40余座典型船闸年峰上下游水位差，得出静水压力的不定性参数及变异系数。基于现行规范下的抗力统计参数，采用改进JC法，校准计算了各级船闸人字门不同构件的可靠指标，提出了承载能力极限状态设计表达式中分项系数的确定方法。研究方法和理论框架可供同类水工钢闸门结构可靠度的研究提供参考，为规范修编提供方法论指导，有助于推动规范的更新和完善。

利用结构方程模型与bootstrap中介效应分析方法，系统分析影响水利工程移民安置意愿的多元因素及其内在机制，为相关政策制定提供科学依据。结果表明：自然环境与基础设施、信息获取与认知均对经济发展与就业机会和安置意愿有显著正向影响；经济补偿与政策保障、社会关系与适应对经济发展与就业机会有显著正向影响；经济补偿与政策保障、自然环境与基础设施、信息获取与认知、社会关系与适应均通过经济发展与就业机会对移民的安置意愿产生显著的正向影响。因此，提升水利工程移民的安置意愿需要政府、社会以及移民个人等多方面的共同努力，通过改善安置条件、促进经济发展、完善政策保障、加强社区融合等多种措施，共同推动移民安置工作的顺利进行，实现水利工程建设与移民和谐发展的双赢局面。

中高地应力下厂房高边墙下卧开挖面临显著的卸荷变形影响，其变形机制的准确分析对复杂岩层结构，尤其是软硬相间岩体的稳定控制至关重要。首先基于含节理面均质岩体卸荷模型理论分析了软岩和硬岩卸荷变形差异，采用数值模拟研究了瞬态卸荷过程中软硬相间岩体的松动变形规律；依托巩义抽水蓄能电站地下厂房高边墙层开挖，扩展分析了典型施工参数对卸荷变形效应的影响，阐明了高边墙动态开挖卸荷变形效应。研究表明：深部岩体软硬相间岩层瞬态卸荷变形差异显著，受层间错动摩擦影响，软岩破坏较硬岩进一步加剧。设置合理的单次开挖分层高度能够较好地控制边墙瞬态变形，分层高度越低，动态卸荷变形越低，可为洞室高边墙变形控制提供参考。

针对失效测斜管的再利用，提出了一种多芯超弱光纤光栅阵列的柔性测斜方法。基于波长-变形的反演算法构建了光纤柔性测斜理论，设计了一种直径6 mm、内嵌3芯、分辨率0.5 m的超弱光纤光栅变形感知光缆，直接灌浆埋设到失效测斜管中。采用太阳能供电，低功耗解调模块实时采集，4G远程传输，在三峡库区的八字门滑坡实现失效测斜孔的自动化复测。结果表明，多芯超弱光纤光栅柔性测斜系统能监测到八字门滑坡的明显位移，7月雨季时在距离地面6 m深处的最大位移变化量24.4 mm，3芯光纤的测量结果可以相互备份和佐证，较好地满足了失效测斜孔复测的要求。

大坝边坡大变形或滑坡严重威胁库区长久运行安全。主流传统边坡变形预测模型未能充分考虑变形的时间和空间特征。引入Transformer、时空图卷积神经网络（STGCN）、时序卷积网络（TCN）和图卷积神经网络（GCN）四种代表性深度学习方法，提出基于深度学习模型的边坡测斜孔变形时空预测方法。利用某水电边坡测斜孔变形监测数据，对监测数据展开系统性分析。预测结果表明，GCN、TCN、STGCN和Transformer四种模型均适用于边坡时空预测，其中TCN模型相较于其他3种时空预测模型展现出了更高的预测精度和可靠性，评估指标MAE、MSE、RMSE、MAPE和R ²分别为1.007、2.208 2、1.486、102.40%和0.988 4。此外，4个模型的不同日期的预测结果与实测值的误差分布在0~4 mm之间，验证了4个模型在边坡测斜孔变形时空预测的准确性和有效性。研究结果为库区边坡变形时空短期预测提供了新思路。

高速远程滑坡是一种破坏性强，影响范围广的地质灾害现象。为避免人员伤亡和经济损失，需在滑坡易发区设置防护措施，目前对碎屑流防护措施的研究多侧重于拦停能力和提高拦挡墙结构强度，很少考虑拦挡结构的运动导向功能。以赵家沟滑坡为例，采用离散元方法对碎屑流运动过程中拦挡结构的导向调控过程进行数值模拟，研究导向拦挡结构的布置形式对居民区的防护效果，并对分流挡墙在整个过程中所起的调节作用进行分析。结果表明，布置导向拦挡结构可以有效避免滑坡体流经人员活动区域，起到较好的防护作用。另外，设置分流挡墙将碎屑流分成多股并辅助导向，可以更好地控制碎屑流的速度，降低主要导向挡墙所受的冲击力，进一步降低碎屑流颗粒翻越挡墙的可能，达到更好的导向拦护效果。

水库外迁移民在迁入地的融合状况会直接影响移民的可持续发展与地区和谐稳定，如何探究水库外迁移民的融合度发展规律及其影响机制，促使其尽快摆脱“移民”这一特殊身份并融入当地，实现后期扶持政策的平稳过渡，是当下亟需解决的难题。构建水库外迁移民融合度综合评估指标体系，基于甘肃省九甸峡水库6个外迁移民村2008-2021年的跟踪调查数据，使用纵横向拉开档次，交叉熵组合赋权法、改进秩和比评价法测算其融合度，并使用莫兰指数、方差分解等方法分析其空间相关性与影响机制。结果表明：①在外迁后的第14年，各移民村的外迁移民融合度均已超过80%，融合状况良好；②各外迁移民村的融合度发展规律具有趋同性与“前期快速、中期放缓、后期稳定”的阶段性特征；③融合度高的水库外迁移民村具有空间集聚性，且融合前期聚焦基础设施建设、促进民生融合显著提升了融合度，而融合后期重视移民观念引导、促进心理融合对融合度提升的帮助最大。

为探究不同筒基结构尺寸对吸力式桩坝水平承载特性的影响，研究基于有限元数值模拟分析，利用位移加载控制方法，在保持吸力式桩坝各相关参数一致的条件下，系统探究不同筒基结构尺寸（长度L、宽度B、高度H）及迎流角度α对吸力式桩坝水平承载性能、破坏模式及土压力分布的影响机制。结果表明：筒基尺寸变化对水平承载性能呈正向增长趋势，当长度、宽度、高度分别增至14、7、8 m时，极限水平承载力较标准组工况分别最大提升14%、7.3%和16.4%，主要是由于筒-土接触面积增大及抗倾覆摩阻力增强；加载角度显著影响塑性变形区分布与水平承载性能，迎流角度为45°和60°时塑性区扩展最广，水平承载力达到峰值，而90°方向因筒土接触面积减少，导致吸力式桩坝的水平承载力降低；土压力曲线呈现非对称特征分布，坝前内壁与坝后外壁土压力随埋深先增后减，坝前外壁及坝后内壁土压力沿埋深在转动点以上近似呈线性分布，转动点以下迅速增大，增加筒基宽度B与高度H显著提升被动区土压力值，增加筒基长度L则对土压力影响较小。本研究量化了筒基结构参数与水平承载性能的关联规律，为吸力式桩坝的优化设计及抗倾覆稳定性评估提供了理论依据。