灌区排水是农业灌溉不可避免的伴生过程，普遍存在于我国西北地区的灌溉农田，由于水质较差，若重新退回河道，将对流域水生态环境造成威胁。为此，以杭锦旗黄河南岸灌区为例，构建了MIKE SHE分布式水文模型，模拟预测灌区排水量及可利用量，同时利用水均衡法、引排比法等方法与水文模型模拟结果进行交叉校核。结果表明，现状排水系统工况下，多年平均排水量4 821×10⁴ m³，可利用量4 339×10⁴ m³；排水系统提升改造后，多年平均排水量4 920×10⁴ m³，可利用量4 428×10⁴ m³。各方法排水量预测结果略有出入，但总体相差不大，MIKE SHE水文模型模拟结果与平均值偏差控制在±4%以内，而验证期模拟排水相对误差为3.7%，可见MIKE SHE水文模型在灌区排水过程模拟中效果较好，可为灌区排水资源化利用提供参考借鉴。

岩溶介质的渗透性能受到可溶岩地质特征、岩溶发育程度、流体性质等多重因素的影响，裂隙岩体的渗透系数估算模型难以反映岩溶发育的复杂性，使其适用性较差。为此，采用随机森林（RF）、支持向量回归（SVR）、CatBoost机器学习算法结合贝叶斯优化算法分别构建岩溶介质渗透系数估算模型，利用均方根误差（R_RMSE）、均方误差（M_MSE）、决定系数（R²）开展估算模型的评价精度验证，并通过SHAP算法分析机器学习模型中岩溶介质渗透系数的主导影响因子，阐明各影响因子对岩溶介质渗透系数的影响程度。结果表明，优化后的支持SVR模型R_RMSE为0.128 8，M_MSE为0.016 6，R²为0.74，均优于随机森林和CatBoost模型，能够较好地估算岩溶介质渗透系数。SHAP图揭示了各主导因子不同特征值对岩溶介质渗透系数有明显差异，钻孔线岩溶率（BK）、深度（Z）和充填物含量（AFC）为岩溶介质渗透系数的主要影响因子，对岩溶介质渗透系数影响显著。可见SVR模型具有较高的估算精度，模型可解释性强，为岩溶地区工程应用提供一定参考价值。

为明晰城市屋面和道路雨水径流中颗粒态和溶解态典型污染物的初期冲刷特征，科学合理确定初期弃流量（V_FF），以北京市某典型水泥屋面和沥青道路径流为例，采用M（V）曲线评估颗粒态和溶解态污染物初期冲刷特征，即通过计算次降雨事件中指定径流增量的污染物平均浓度来评估水质变化确定，量化其V_FF，并评价相应径流污染总量控制效果。结果表明，沥青道路径流颗粒态和溶解态的化学需氧量（COD）和磷的污染水平显著高于水泥屋面（p<0.05），但颗粒态和溶解态氮并未呈现这一显著差异；水泥屋面径流中颗粒态污染物呈现更强的初期冲刷现象，但沥青道路径流溶解态污染物初期冲刷现象更强；除初期冲刷程度较弱的污染指标外，COD、总氮（TN）和总磷（TP）与其颗粒态或溶解态指标的V_FF存在明显差异；按照现行国家标准要求进行初期雨水3 mm弃流，水泥屋面、沥青道路可分别实现（65.26±32.40）%、（65.43±23.81）%的SS污染总量控制率及（58.17±32.49）%、（59.06±31.48）%的COD污染总量控制率，如基于实际监测数据识别的V_FF进行弃流，将获得更高的径流污染控制效果。研究结果可为城市径流污染中实施颗粒态和溶解态污染物的针对性控制策略与方法提供一定参考。

为满足支汊河道泄洪和灌溉需求，掌握三分汊河道水流分流特性有重要实际意义。基于数值模拟和物理模型试验，对不同分汊角度下三分汊汊口的水位变化、流速分布和流量分配特性进行研究。结果表明，对于三分汊河道，分汊角度越大，支汊流速越小，变角度一侧的支汊分流量逐渐减小，固定角度一侧的支汊分流量和主汊分流量逐渐增大；基于量纲分析，得出考虑各汊进口弗劳德数的三分汊河道分流比计算式。经验证，计算式对三分汊河道支汊分流比的预测精度较好。

水利风景区是生态文明建设的重要窗口。以20家国家水利风景区为研究对象，使用大众点评数据，通过构建水利风景区CES词典，从疫情期间和疫情后两个阶段，分析公众对CES的感知频率和满意度，应用IPA模型对水利风景区进行评价。结果显示，公众对水利风景区的关注重点集中在消费、交通、景区环境和水利工程等方面，不同阶段存在差异；两阶段（疫情期间、疫情后）中美学价值和休闲游憩的感知频率均最高，灵感服务的频率均最低，疫情期间科普教育的感知频率明显降低；整体满意度在疫情期间为80.51%，疫情后为82.15%；未来河南省水利风景区建设应注重社会关系和科普教育服务，同时充分挖掘文化历史和精神服务的潜力。研究对水利风景区评价与规划建设有重要意义。

为评估最新一代GPM IMERG卫星降水产品在江苏省的适用性，选用73个地面站点实测降水数据为参考，利用统计学指标及极端降水指数，从日、月、季节等角度，对GPM IMERG降水产品整体及分区域进行精度评价，并评估其极端降水监测能力。结果表明，GPM卫星降水产品在江苏地区有较好的观测效果，在日、月尺度下，其整体及分区域与地面站点实测数据均具有较高的相关性（C_CC≥0.77），且随着时间尺度的增加，相关性更为显著，同时GPM卫星对实测降水量存在高估现象，月尺度下的R_RMSE相对更高。不同季节下GPM卫星观测精度存在一定差异，冬季观测效果最佳，具有高度相关性和最低的观测误差（C_CC=0.92，R_RMSE=26.37 mm，R_RB=23.4%）。GPM卫星具有较好的极端降水监测能力，能够观测和描述江苏地区极端降水的发生及降水强度，特别是在苏南地区有更好的观测效果。

为解决非线性径流序列及单一预测模型稳定性差导致的预测精度下降问题，在“分解—预测”模型的基础上，提出了一种“优选—组合—修正”模型构建策略，首先选择DNN、SVM、LSTM、TCN、GBRT 5种模型，建立了基于EMD、CEEMDAN、VMD的15种耦合模型，并对模型进行优选；其次将优选出的模型作为基础模型，并将基础模型各时期的预测结果进行处理，输入多层感知机，构建新的组合模型；然后针对组合模型的测试期构建残差修正方程，进一步提高模型预测精度；最后将其应用于渭河流域华县站和汉江流域洋县站测试研究中。结果表明，多层感知机构建的组合模型相比单一模型有更高的预测精度，并能够结合其他模型的优点，提高模型泛化能力。通过残差修正技术的模型在各方面均优于组合模型，尤其在径流峰值拟合效果上进一步提高了预测精度。

雷州半岛是珠江流域干旱高发频发区域之一，研究雷州半岛气象与水文干旱变化特征及响应规律对理解降雨丰沛但水资源结构脆弱区域的干旱特征具有重要的理论和现实意义。基于雷州半岛地区代表站的逐月气象、水文数据，利用标准化降水蒸散指数（I_SPEI）及标准径流指数（I_SRI），分析了该地区1970~2016年间的气象干旱、水文干旱变化规律，采用Mann-Kendall趋势检验法、滑动平均法和Morlet小波分析法，分析该地区不同时间尺度（3、12个月）的气象干旱和水文干旱变化趋势和周期，并以游程理论研究了气象干旱向水文干旱的传播特性。结果表明，研究时段内雷州半岛气象干旱呈现出显著加剧趋势，其中12个月尺度的I_SPEI下降趋势显著，湛江站和徐闻站下降速率分别为-0.014、-0.008/月，而水文干旱未出现明显的变化趋势。研究区气象干旱与水文干旱均呈现出多尺度的周期性特征，南、北部的第一主周期分别为14、20年，南、北部气象干旱和水文干旱的主周期一致，变化规律较为同步；相比于雷州半岛北部，南部的水文干旱对气象干旱的响应关系更为密切。

在极端气候事件频发的背景下，分析松花江流域受气候变化影响，在近30年的地表水体时空变化，对于区域提前采取并优化气候应对措施有重要意义。基于松花江流域1990~2020年地表水体面积时空动态变化特征，对季节性水体归类分析，利用EC JRC全球地表水产品数据集，结合MATLAB软件采用时序特征+K-means聚类与动态统计阈值法，分析松花江流域近30年地表水体面积变化趋势并对季节性水体进行归类分析与极端水文年检测与恢复动态分析。结果表明，研究期间松花江流域季节性水体面积增幅114%，永久性水体面积降幅49.46%，地表水体总面积呈上升趋势；将逐年季节性水体面积划分为波动—丰水年、低波动—枯水年、平稳—平水年3个类别，轮廓系数为0.549，聚类效果良好；识别出1998、2013年两个显著高值年，并分析出均未完全恢复。研究成果为针对松花江流域未来的极端天气提前采取防洪、防涝措施，以及对水资源的有效管理和保护提供了方向。

为解决宽浅河道断面复杂工况下的流量实时在线监测问题，基于常规在线测流设备适用性，提出双探头H-ADCP相向组合式应用，以南水北调东线取水源头高港水利枢纽为例，从河道断面数值模拟、流场分析、设备安装、比测设置等方面全过程开展应用研究。结果表明，测流河段在控制枢纽闸泵不同调度工况下流场复杂变化，双探头H-ADCP可安装在同一断面同一高度，超声波束相向交叉不会影响有效单元流速数据采集，可建立双指标流速与断面平均流速的关系推算实时流量，组合式应用测流流量精度高于单个H-ADCP测流数据精度，研究成果形成一套宽浅河道复杂工况下实时流量监测应用方法，可为在线测流设备组合性使用提供思路。