为了研究气候变化对江西省内主汛期降雨极值分布的影响，以江西省1960~2017年的逐日降雨资料为基础资料，采用多种检验方法检测突变点并对突变点进行检验，使用遗传算法与Fisher最优分割法对气候突变前后的汛期进行分期，并对气候突变前后分期降雨极值分布与设计降雨进行探讨。结果表明，1960~2017年江西省降雨量突变年为1991年，广昌与鄱阳湖区域需重点关注极端强降雨的发生；遗传算法适用于汛期划分与分期，气候突变后（1991~2017年）江西省主汛期设计降雨值大于气候突变前（1960~1990年），也大于整时段（1960~2017年）所得设计降雨值，在以设计降雨为基础推求江西省设计洪水时，需考虑气候变化对设计降雨值的影响，加强对洪水的防范。

聚类预报模型是一种基于长系列数据分析，采用数理统计方法进行量级预报的长期预报模型，并应用于国内多个流域长期预报中。经过多年实践，模型在准确性和建模效率上还有提升空间。基于该模型原理，选取长江上游为预报示范区，6~8月逐月面雨量为预报对象，预报与均值相比偏多或偏少和量级作为该模型的检验方法，阐述聚类模型构建的流程和改进。最后利用改进前后的模型分别预测2020~2022年长江上游6~8月逐月面雨量，预测结果表明改进后的模型在距平符号一致率和距平误差百分率上有较大提升，且建模过程简单，操作性强，有一定参考价值。

以山地城市（重庆市）境内四条中小流域为例，引入GPM-IMERG遥感降水数据作为卫星降水数据来源，分别采用平均偏差校正法、线性回归模型和改进地理加权回归法实现其与地面站点实测数据融合，采用留一验证法进行融合降水数据的精度评估，并将各类降水数据输入SWAT模型模拟实际流域径流。结果表明，改进地理加权回归法对降雨数据的融合效果最佳，流域地形对IMERG-early数据及融合方法精度影响较大，在地势较低且地形起伏变化小的区域，融合方法精度较高，而在山丘区精度相对较低；不同降水数据驱动SWAT模型得到的径流计算值均与实测值吻合较好，且经改进地理加权法融合后的降水数据模拟径流最准确。结果可为IMERG-early卫星降水数据在类似中小流域水文预报的应用提供借鉴。

为了提升无径流资料区水文预报相似流域识别的可靠性，提出了一种相似流域识别方法，该方法通过引入流域时变特征信息，构建流域时变特征矩阵及其展布方法获取流域特征向量，并利用经典K-means聚类方法实现相似流域识别，并以江西省17个天然闭合流域为例，结合新安江模型，开展特征向量/矩阵构建、相似流域聚类识别、模型参数移用、水文预报结果对比分析等一系列研究。结果表明，提出的时变特征矩阵用于无径流资料区水文预报能取得较好的应用效果，与传统的仅基于时不变下垫面信息的相似流域识别方法相比，预报精度得到提升；基于时变综合要素获得的相似分组取得了最高的预报精度，基于时变气象要素获得的相似分组预报精度优于仅基于时不变下垫面要素获得的相似分组；与基于单一要素相似流域识别方法相比，基于综合要素获得的相似分组改善了参数移用的方向性问题，但尚不能完全消除方向性影响。

植被是陆生生态系统的重要组成部分，极易受极端气象事件影响，探究极端气象事件与植被的时空演变及动态响应关系，对科学应对气候异常、预防自然灾害具有重要意义。为此，结合RClimDex软件、变化趋势分析、消除趋势波动分析等方法，分析了1998~2019年以来淮河流域极端气候和NDVI时空演变规律，探讨了其成因及未来变化趋势，明确了NDVI对极端气候的响应。结果表明，1998~2019年淮河流域NDVI呈上升趋势，增幅为0.002 5 a^-1，极端气候指数中暖温指数上升，冷温指数和降水指数（除RX1day外）均下降；淮河流域NDVI “西高东低”的分布与区域内城市化分布密切相关；NDVI对极端气候存在1个月左右的滞后响应，未来一段时间内，NDVI将在极端气候的作用下继续上升；流域内年际NDVI变化与自然和人为因素密不可分，年内NDVI变化主要受耕地内农作物生长节律影响。

空港新城建设侵占了茅洲河口-3 m深槽，拟开展主槽开挖治理工作。利用珠江河口整体物理模型开展潮流水动力试验和悬移质泥沙试验，研究治理方案实施1年后的主槽回淤分布。试验结果表明，研究水域水动力、流态发生变化，上游治理段接近茅洲河口，淤积较下游段明显，平均淤积达0.75 m，下游末端平均淤积0.53 m；淤积后，-3 m深槽保持贯通，全程扩宽率为1.57%，深泓线靠深圳侧分布，深泓沿程最小高程为-3.40 m；断面形态显示主槽右侧淤积大于左侧，上游淤积大于下游。主槽治理方案对局部河床进行了重塑，短期内河势将进行较明显的调整，但-3 m主槽得以维持，方案总体可行。

三峡工程运行后水库下游河道水沙过程发生较大改变，引起弯曲型河道演变规律调整，对河势稳定、防洪安全等可能产生不利影响。基于实测资料分析了三峡工程运行后水库河道下游典型弯道演变规律及其主要动因。结果表明，三峡工程运行后水库下游典型弯道段均出现“切滩”，其主要原因是进入各河段的泥沙尤其是细颗粒沙量大幅减少；而下荆江绝大多数弯道段出现“撇弯”的主要原因为月均径流量过程变异系数较大、弯道段本身弯曲半径较小。随着长江上游干支流梯级水库陆续运行，预计水库下游各河段月均径流量过程变异系数将继续增大，将可能引起目前未发生“撇弯”但弯曲半径相对较小的弯道段发生“撇弯”。

由于总有机碳（TOC）不是常规水文监测数据，监测频率远低于流量资料，且常常具有缺失值，这对评估TOC通量和揭示碳在河流的输移过程带来了较大难度。针对不同监测频率下的河流TOC通量评价问题，基于函数型数据分析（FDA），提出了一种改进的计算模型。首先，对离散数据集进行函数化处理，将所有指标均转化为同一评价时域上的光滑连续的函数曲线；而后通过黎曼积分，计算评价断面在研究时段的TOC通量。对长江朱沱站的评价结果表明，朱沱站2018~2020年TOC年通量的均值为70.2×10⁴t；朱沱站TOC通量年内分配极不均匀，高度集中在汛期，特别是夏季。汛期（6~9月）的TOC通量年均值为43.82×10⁴t，相当于总量的62.43%；夏季TOC通量年均值为34.90×10⁴t，相当于总量的49.72%。而枯水期（10~5月）的TOC通量年均值仅为26.37×10⁴t，占全年总量的37.57%；冬季的TOC通量年均值近7.13×10⁴t，占全年总量的10.15%；与传统方法相比，改进后的TOC通量模型能更有效地处理缺失值和多指标监测序列不一致问题，并更准确地评估不同季节和丰枯水期的TOC通量变化过程。

为全面掌握宁夏地区水土资源承载力情况，促进干旱半干旱地区水土资源协调发展，基于DPSIR模型构建评价指标体系，采用CRITIC-熵权-TOPSIS评价2012~2019年宁夏地区水土资源承载力，并运用障碍度模型及R/S法探究其影响因素及预测未来趋势。结果表明，2012~2019年，整个宁夏地区水土资源承载力呈上升趋势，但整体基本处于超载状态，而固原市是宁夏地区中水土资源承载力最好者；从障碍度分析，驱动力子系统对宁夏地区水土资源承载力的制约最强，经济密度、人口自然增长率、人均GDP、单位耕地粮食产出、人均水资源量是影响宁夏地区水土资源承载力的主要因素；根据R/S法，在未来宁夏地区水土资源承载力呈上升趋势，固原市、中卫市上升趋势显著，而其他市上升趋势较弱。

水足迹评价对区域水资源合理开发具有指导意义，基于投入产出法核算湖北省2007~2017年水足迹，并联合结构分解模型分析水足迹变化的驱动因素。结果表明，2007~2017年湖北省虚拟水含量下降显著，用水效率提升，而水足迹总量呈先上升后下降的趋势，净增长19.9%，主要增长部门是建筑业和服务业；技术水平和经济规模分别是抑制和促进水足迹增长的主要因素，但其对水足迹变化的影响逐渐减弱，均表现削减作用。2007~2017年部门联系由正向驱动变为负向驱动，对水足迹的抑制作用得以显现，可见优化产业生产流程有助于区域开展节水；驱动因素对不同部门的影响表现出异质性，产业结构的调整抑制了农业等高耗水部门水足迹增长，而促进了建筑业、服务业水足迹增长。未来服务业等生产高附加值产品的部门产业规模和居民需求呈增长趋势，应及时将节水技术发展转向此类部门。

水库调度规则作为指导水库调度运行的重要工具，不仅是水库规划设计时期的决策参考要素，且是运行管理期影响水库综合效益发挥的关键技术之一。为此，以长江上游水库群历史调度运行数据为基础，结合水库调度原理及运行特征，挑选时段数、前期水位、入库、出库及当前时段入库作为影响因子组建输入因子集，综合考虑运行期数据特征及决策树原理确定时段末水位作为模型输出，同时提出相应基于水库调节库容的水位评价指标，并采用相关系数和互信息作为模型输入因子相关性评定指标，引入树形Parzen评估器对输入因子个数和算法超参数进行优化，在此基础上，建立了基于决策树及其集成模型的水库调度规则提取模型，形成了融合历史调度过程和专家经验的水库调度规则。试验结果表明，决策树及其集成模型在水库调度规则提取应用时具有较强的能力和适用性。

由于径流的不确定性，在制定水电站发电计划时会有一定的风险，因此在水库调度中引入经济学中谱风险测度的概念量化风险，建立了效益—风险均衡优化模型，可根据电站情况，通过不同的风险厌恶系数及置信度反映出决策者对风险的态度。在三峡电站的应用结果表明，与传统的发电收益最大模型相比，提出的效益—风险均衡优化模型在发电收益损失极小的条件下，可有效地降低水电站因来水的不确定性而造成的风险。

水库防洪调度问题具有多阶段、非线性和多重复杂约束特性，研究其高效稳定求解方法有助于提升其防洪优化调度效果。差分进化算法（DE）作为一种启发式智能优化方法在水库优化调度应用中效果较好，但受其随机搜索策略影响搜索易早熟收敛陷入局部最优。为平衡DE的全局和局部搜索能力，提出了一种改进差分进化算法（SDE），通过考虑适应度排序的差分变异策略用于提升搜索能力，并通过随机选择机制用于提升开发能力。相关数值试验验证了SDE收敛能力显著优于粒子群算法（PSO）、遗传算法（GA）、差分进化（DE）、连续域蚁群优化算法（ACOR）。实例分析结果表明，SDE在可行解、计算时间、精度、稳定性和速度指标上均优于逐步优化算法（POA）和DE，平均削峰率较POA提升0.17%~4.26%，较DE提升0.13%~1.26%。

为探究影响城市暴雨内涝灾害风险的评价指标及各指标的重要性，以郑州市高新区和金水区作为新、老城区的代表，建立了涵盖自然要素和社会要素的风险指标评价体系，并利用随机森林模型分别确定了各评价指标对新、老城区暴雨内涝灾害影响的重要程度。结果表明，对于新、老城区来说，孕灾环境敏感性均是最重要的一级指标，其中，不透水率、管道密度分别是地表、地下孕灾环境最重要的三级指标；致灾因子危险性对于金水区和高新区的重要性最低，且雨量的重要性远大于雨型；新、老城区的差异主要体现在承灾体稳定性，其对于金水区、高新区的重要性分别为0.23、0.09。结果可为郑州市暴雨内涝灾害的防治提供一定参考。

针对沿海城市特大暴雨及其引发的城市内涝问题，以福州市为例，构建了基于Infoworks ICM的城市一维排水管网和二维陆面水动力精细化耦合模型，并将该模型应用于福州市古田路片区2021年8月“卢碧”台风暴雨内涝分析，验证了模型模拟精度较高，进而基于此模型，分析了不同重现期下古田片区暴雨内涝过程，提出了两种“海绵化”改造方案并模拟其对研究区暴雨内涝的缓解效果，发现增大管径更有利于改善研究区内涝现状。研究成果可用于准确计算福州市城区地下排水和陆面积水过程，为沿海城市防洪排涝实时决策提供技术支撑。

为进一步推进海绵城市建设，深入居民小区的海绵设施研究，采用系统动力学及Morris、EFAST敏感性分析法对居民小区海绵设施效益进行地区差异性分析。结果表明，深圳、北京、兰州海绵设施运行20年的综合增量成本效益及经济、环境、社会增量效益占比分别为1 504.5（69 %、23%、8%）、352.4（54%，28%，18%）、2.0（27%，53%，20%）万元。海绵设施综合效益参数敏感性由高到低依次为年均降水量、雨水回收率、缺水导致的经济损失等，其中降雨量和降雨特征限制了北京、兰州的效益值，而兰州较低的水使用价值也影响了其效益值。

山丘区建设项目受地形及工程造价影响，需尽可能减小围墙外排洪沟断面的过水流量，但通常建设项目围墙外山洪沟低洼处已有或拟建塘坝库容较小且难以扩容，常规方法无法满足减小排洪沟断面设计流量的要求。因此，提出一种建设项目防排洪设小水库留空库容削峰调洪技术方案，较传统水库调洪可大大节省库容，同时满足下游减小排洪沟流量的要求，并结合实际工程实例，详细阐述了留空库容削峰调洪系统的功能和设计要点，可为山丘区建设项目特小流域防排洪工程提供重要的技术支撑和经验借鉴。

全球气候变化背景下，河流洪灾风险评估对流域防灾减灾具有重要意义。基于1960~2021年南流江流域洪灾的时空变化特征，构建洪灾风险评估指标体系评估洪灾风险。结果表明，南流江洪水灾害的年际变化呈波动上升趋势；1993年为洪水灾害变化的大突变年；总体上上游盆地、中游河谷及下游入海口平原为洪灾的高发区，洪灾风险呈东南高西北低的分布格局，与历史洪灾数据特征一致。该结果可为南流江流域综合管理提供科学依据。

针对传统量水堰无法测量径流含砂量且传统的测量方法精度不高，难以在大坝的量水堰现场实现在线测量的不足，提出了一种基于量水堰的大坝渗流含砂量测量技术，通过分析量水堰水流含砂量与图像灰度值之间的负相关性关系，自动测量量水堰水流含砂量。试验结果表明，含砂量的检测结果与实际值偏差较低，是一种具有一定的便捷性、高效性、实时性的测定方法。研究结果对坝体渗流监测具有参考价值。

基于有限元法对运行期坝基防渗墙轴线向下游偏移时的应力性态及产生的不利影响进行数值分析，并提出补救措施及参考临界值。结果表明，当轴线不发生偏移时，坝基防渗墙仅受到弯矩作用而产生局部拉应力，但影响不大；当轴线向下游偏移且偏移量小于30 cm时，坝基防渗墙受到压力与弯矩的共同作用，出现应力集中现象并产生不利影响。在不做其他处理情况下，轴线不发生偏移及偏移量小于15 cm时可暂不处理；轴线向下游偏移量超过15 cm且不大于27 cm（实测最大偏移量）时，在后续施工中需将混凝土基座向下游拓宽至少20 cm，以减少坝基防渗墙拉应力极值使应力集中现象减弱，达到改善坝基防渗墙应力性态的作用。有限元模拟为坝基防渗墙偏心时的安全性评价和处理措施提供了借鉴。

针对邓肯-张模型在面板堆石坝有限元计算中不能反映中主应力对堆石体强度和变形的影响，利用APDL语言对ANSYS进行二次开发，开发出邓肯-张E-B模型及其优化模型的计算程序模块。分别采用邓肯-张E-B原始模型及其优化模型对云南省某面板堆石坝进行三维有限元静力计算，结果显示由优化模型计算得到的坝体沉降减小、水平位移减小，而应力变化较小；优化模型的计算结果更接近实际值。可见考虑了中主应力的优化邓肯-张E-B模型可更好地反映面板堆石坝的应力变形特性。

针对城镇供水的二次供水水资源利用效率低下的问题，提出基于用户角度的需水侧管理模式（DSM），从用户需求侧管理方面入手，以管网末端二次供水系统中的低位水箱为例，采用自适应FCM聚类分析和灰色关联度分析的数学模型分析法，针对不同类型小区，分析用户用水特征，进行调蓄潜力的挖掘与错峰方案的研究，最终确定合适的错峰方案，从而以需求侧管理的用水模式实现良好的错峰。

随着我国城市化进程的加快，对水资源的需求与日俱增，而供水管网的漏损造成了水资源的大量浪费，因此供水管网漏损控制研究已迫在眉睫。其中需要精确计算管网漏失量，但目前方法均存在一定不足。基于Kalman滤波，建立管网漏失分析模型，分别运用节点漏失量经验公式、标准卡尔曼滤波算法（SKF）与新息自适应卡尔曼滤波算法（IAKF）计算管网的漏失量。以实际管网工程为例进行EPANET模拟，并将所得计算结果进行比较。结果表明，两种滤波算法计算结果均比节点漏失公式更加精确，且IAKF算法的计算结果优于SKF算法。这也为加快漏损控制技术研究，实施科学有效的漏损控制手段提供理论依据，对城市节水和可持续发展具有一定的意义。

鉴于过鱼设施进口区域集诱鱼效果是影响过鱼效率的关键因素之，提出了一种新的旁道跌流诱鱼优化思路，将上游水流以跌流形式补水至鱼道进口外区域，通过挑流板等辅助设施使平面流场内形成水平吸引流，并依托大渡河沙坪一级水电站鱼道工程，建立了大比尺物理模型进行方案论证及优化，分析了过鱼设施进口附近流场特性，探讨了诱鱼的可能性。试验结果表明，采用一次跌落方案更有利于平面流场内对洄游鱼类形成吸引流，流速为0.3~0.5 m/s，且进口区域流态信息丰富，适宜鱼类聚集。

为了提高台阶消能工的掺气浓度，减缓空化空蚀危害，提高消能率，提出了分段加墩式台阶消能工，采用数值模拟的方法，研究消能墩正墩和反墩布置形式对分段式加墩台阶消能工水力特性的影响。结果表明，分段加墩式台阶消能工在台阶平直段消能墩附近产生水跃，正墩布置形式水跃掺气效果较好，沿程掺气浓度较高，减缓空蚀效果较好；各台阶段沿程流速逐渐增大，正墩布置具有更低的流速，消能效果更好；消能墩迎水面和上游区域形成了较大范围的正压，消能墩顶部及背水面产生了负压，正墩布置对水流的阻碍作用较高，反墩布置负压较大；各流量工况下，两种布置形式消能率较高，正墩布置形式在流量较大时消能率更高，具有更好的消能效果。正墩布置形式在减小台阶空蚀破坏和提高消能率方面效果更好，可为分段加墩式台阶消能工结构设计提供一定的参考依据。

植物根系对土体的力学效应是提高边坡抗冲刷性能的重要因素，为了解植物根系在成片水流下的抗冲性能，以常见的水土保持植物高羊茅和狗牙根为例，对植物模型边坡进行射流冲刷试验，对比探讨了不同种类植物根系边坡的冲刷破坏机理。结果表明，各工况下高羊茅边坡、狗牙根边坡及素土边坡的平均侵蚀深度ΔD_AE的变化规律具有相似性和一致性，随冲刷流速增加均呈指数函数增加，随冲刷角度增加均呈线性函数增加；各工况下平均侵蚀深度大小普遍为高羊茅<狗牙根<素土；各流速下高羊茅的平均侵蚀深度降低值ΔD_AE略大于狗牙根；当冲刷角度一定时，两种植物边坡均在流速为1.6 m/s时各角度的ΔD_AE最大，流速高于1.6 m/s后逐渐降低；当冲刷流速一定时，随冲刷角度的增加，ΔD_AE有减小趋势。

为探究引水隧洞在开挖过程中岩石破坏过程的能量演化规律，选取磁铁矿石开展了常规三轴及三轴峰前恒轴压卸围压试验。结果表明，在常规三轴试验中，岩石在峰值应力前以弹性应变能存储和耗散应变能消耗为主，在峰值应力后以弹性应变能释放和耗散应变能消耗为主；随着围压的增加，峰前剪切断裂能高于峰后；在卸围压试验中，耗散应变能均以指数函数趋势增加，卸荷速率越快，卸荷段经历时间较短，卸荷点与跌落点之间的耗散能在单位时间内能量增量变化速率越高；基于岩爆动力学M-C准则及卸荷路径下岩石内聚力丧失与岩石耗散应变能，新定义了岩石卸荷过程中的损伤变量，从能量角度揭示了岩石变形破坏的损伤程度。

导流洞封堵体是水利水电工程蓄水后确保过流安全的关键性工程，目前针对柱形封堵体的计算方法成果较多，但对工程中应用较多的楔形封堵体，设计方法尚不多见。以Karot电站导流洞封堵体设计方案为例开展理论和数值模拟分析，通过楔形体受力分析，提出了楔形封堵体水压承载能力的计算方法，并采用三维弹塑性数值模拟方法，对比分析了扩挖楔形和柱状封堵体，结果表明扩挖楔形封堵体校核水位下最大变形0.8 mm，其超载安全系数是圆柱形封堵体的1.08倍。并通过数值模拟结果与公式计算结果的对比，验证了楔形封堵体承载力计算方法的合理性和准确性，对于楔形封堵体的设计具有重要的指导作用。

雄安调蓄库为抽水蓄能水库，是支撑雄安新区建设发展的重要水源工程，以及保障新区供水安全的关键配套工程，对工程防渗要求较高。库盆范围最大的F₁₇₃断层以NE-SW向贯穿，并在库盆NE侧、SW侧形成低矮的垭口，沿断层局部发育有溶蚀现象。水库岩性、构造封闭条件较差，为控制水库渗漏，库周采用帷幕灌浆防渗。为探索适合雄安调蓄库帷幕灌浆的实施方式，需要通过灌浆试验研究，确定针对F₁₇₃断层的防渗处理措施、灌浆施工方法和施工工艺。结果表明，各部位岩体灌浆后透水率满足防渗标准要求，抗疲劳特性得以改善。

目前对水电站智能灌浆技术已进行了较多研究和探索，研发了智能灌浆设备，针对常规地质条件开发了智能工艺控制策略。但现有智能灌浆技术缺乏压力敏感、破碎地层的智能控制策略，不适用于复杂地质条件下灌浆施工。对此，依托雄安调蓄库工程，采用实证研究法，针对易抬动、易劈裂等薄弱地层开展了智能灌浆及压水工艺策略研究。现场试验结果表明，该智能灌浆技术适应现场施工需要，能智能完成压水和灌浆施工过程，较好地处理施工过程中的抬动和劈裂情况，有利于保障灌浆工程质量、提高智慧施工水平。

鉴于在土工袋挡土墙外侧设置面板可能会影响土工袋挡土墙的工作性状，开展了固定面板和不固定面板的土工袋挡土墙的足尺试验，探究了面板对土工袋挡土墙变形模式与土压力的影响。结果表明，固定和不固定面板的土工袋挡土墙均表现为悬臂式变形模式，但作用在不固定面板上的土压力小于作用在固定面板上的土压力。基于弹性理论建立了有限位移条件下土工袋挡土墙土压力的解析解，分析了土工袋挡土墙土压力与水平变形的关系，发现由于不固定面板的变形约束作用小于固定面板，作用在不固定面板上的土压力与不带面板的土工袋挡土墙的土压力均接近于计算主动土压力，表明不固定面板土工袋挡土墙能更加充分利用土工袋挡土墙柔性的特点，从而有效降低墙后侧向土压力。

早期和及时的缺陷检测对于保证水工混凝土结构的安全运行至关重要。基于深度学习的计算机视觉方法无需复杂的手工特征工程，可以在远程图像中自动判定结构缺陷类别，克服了传统人工视觉劳动强度大、主观性强且易出错的缺点。受此启发，提出了一种基于深度学习的缺陷检测方法，在ResNeXt50网络中引入注意力机制，以自适应地重新校准通道级特征响应，使模型更加关注图像中的缺陷信息，增强特征提取能力。测试结果表明，所提方法可以实现88.0%的F1分数，对于常见混凝土缺陷可以实现较好的分类效果。

滑体作为降雨的载体，其体型特征与降雨入渗过程联系密切，是控制降雨型滑坡稳定性的关键内因。三峡库区降雨型滑坡（水利工程中稳定性对降雨敏感的滑坡一般统称为降雨型滑坡）众多，深入揭示降雨型滑坡的体型特征对于库区滑坡灾害的识别和防治具有重要意义。为此，搜集了三峡库区275个降雨型堆积层滑坡资料，统计分析了其体型特征。结果表明，坡度、坡表及滑带形状等体型特征均符合正态分布；就宏观体型特征而言，库区内降雨型滑坡体型狭长、厚度偏薄、坡度较缓；进一步结合典型滑坡降雨入渗过程的数值模拟发现，该体型滑坡受雨面积较大且入渗雨水更易侵入滑带，使降雨的作用较显著，不利于降雨条件下滑坡稳定。

鉴于三峡库区白水河顺层滑坡的形成演化过程及蓄水后的变形特征研究尚不深入，在野外地质调查的基础上，利用最新勘察资料和白水河滑坡GPS监测资料，采用岩芯对比分析方法分析了白水河滑坡的岩土体结构及蓄水后的变形特征，发现白水河滑坡演化过程经历了滑坡前期演化阶段、岩质滑坡演化阶段和堆积型滑坡演化阶段，目前白水河滑坡处于堆积型滑坡演化阶段；白水河堆积型滑坡是二期岩质滑坡破坏形成的滑坡堆积体垂向叠加的产物，中部存在粘土层；对应135、156~175 m水位，白水河滑坡的变形可划分为两个阶段，变形特征分别表现为缓倾台阶状和陡倾台阶状。该研究结果为白水河滑坡的治理提供了相应的决策建议，同时亦为具有相似结构特征的地质灾害的后期治理提供了方向。

为探究废弃混凝土处置膨胀土使之作为路基填料的可行性，按照96∶4、92∶8、88∶12、84∶16、80∶20、76∶24比例将废弃混凝土与膨胀土混合均匀后制样，进行界限含水率、线性收缩率、膨胀力和击实试验，并在无侧限强度和CBR试验中考虑养护时间的影响，以探究所选材料的改良效果。试验结果表明，液限和塑性指数随废弃混凝土掺量增大呈先降后升的趋势，在掺量为12%时出现最小值，塑限则缓慢上升；线性收缩率随掺量增加先增后减，掺量在12%时线性收缩率最小；不同养护期的膨胀力均随混凝土的掺入量缓慢下降；且在掺量为12%时，处置后的膨胀土干密度大于素土，最佳含水率小于素土。综合考虑各因素，确定掺量12%为最佳掺量，在该掺量下制样养护（足够时间后）混合土的无侧限抗压强度可达到峰值，且此时处置土承载力约为素土的5倍，处置后的膨胀土可作为路基填料。

针对水利工程中运用后悔理论解决多属性群决策问题时出现的后悔值非线性问题，提出一种结合灰色关联分析法的多属性群决策方法。首先利用后悔理论得到决策者对每个方案的感知效用并确定后悔决策矩阵；其次针对后悔值之间的非线性问题，运用灰色关联分析确定属性权重并得出各方案的综合后悔值，然后依据综合后悔值的排序选出最佳方案；最后通过水利工程事故案例分析，验证了该方法的可行性。结果表明该方法可以解决后悔理论中的非线性特性及权重问题，使决策结果在考虑心理因素情况下更具合理性。

鉴于合理制定调水工程水价对促进工程良性运行及可持续发展具有重要意义，以环北部湾广东水资源配置工程为例，提出一种测算水价的新思路，即首先通过敏感性分析识别出工程水价的影响因素，然后通过深入考虑各因素取值及其时间变化过程，使测算的水价前低后高、符合实际、易于承受、有利于调水水价和受水区现状水价相衔接。结果表明，水价测算时设计参数取值合理、测算结果可行，研究结果可为受水区政府对工程供水成本核算和水价制定提供参考。

在水轮发电机组中，推力轴承油槽的体积最大、内部结构相对更为复杂，故油槽内产生的油雾多，常会出现内甩油和外甩油现象，对机组的安全稳定运行产生很大影响。基于计算流体力学基本理论对某电站推力轴承建立计算模型，并改变压油叶栅数量，利用ICEM对三维模型划分网格，在Fluent中进行计算，利用CFD-POST分析推力轴承油槽油雾相关参数。结果表明，在水轮发电机组设计时，可适当增加压油叶栅数量，以增大叶栅上下温度差、降低叶栅下方油温、增大压力，从而更好地抑制内甩油现象，有效防止油雾因低压而扩散。

水电机组轴系对机组稳定性影响显著，针对机组轴系的劣化评估能够直观反映机组运行状态。因此，提出了一种利用瞬时轨迹特征图像和条件对抗生成网络的机组轴系劣化评估方法。先将各支承面反映振动轨迹的垂直信号构造为复信号，使用多变量复信号变分模态分解方法将信号分解并提取椭圆瞬时轨迹离心率、正反向进动分量等瞬时轨迹特征，构造出多个轴承面的特征图像。使用条件对抗生成网络构建健康模型，将机组工况参数和白噪声作为输入，分别拟合出每个轴承面在不同工况中健康状态下特征图像的分布，利用真实图像与健康图像的差异构建健康指标。利用遗传算法对多个轴承面的评价指标权重进行寻优，降低健康区间指标波动性，获取综合轴系劣化曲线。在水电机组轴系数据中进行试验，证明了所提方法的有效性。

为研究灯泡贯流式水轮机不同桨叶开度结构在大中小流量工况下的内流特性，以三维流线分布、中心子午面流线分布及中心子午面压力分布为研究指标，对过流部件结构和协联关系优化做理论支持。结果表明，流态分析中灯泡贯流式水轮机转轮处流速最大、流态混乱，为效率优化重点，并分析了尾水管内产生涡旋的原因，提出可通过减小死水区域达到优化效果；压力分析中内部压力从进水流道到尾水管总体呈减小趋势，经计算转轮泄水锥处压力值最小；尾水管中沿水流方向压力逐步增大，当流量达到124.92 m³/s时，最高压力值为82 464.15 Pa。该计算结果及分析为灯泡贯流式水轮机改造优化提供了参考依据。

水电机组振动趋势预测是保障机组正常运行的重要举措，但由于机组振动信号的复杂性和非平稳性使得准确预测成为难题。为此，提出一种基于自适应变分模态分解和时间卷积网络（TCN）的组合趋势预测模型。首先利用鲸鱼群算法（WOA）优化选择变分模态分解（VMD）参数，避免盲目选择参数的弊端，实现振动信号的最优自适应分解，然后对分解后的每个分量信号进行归一化处理并建立TCN进行趋势预测，最后将所得结果叠加即可得到原振动信号预测结果。以国内某电站实际运行数据对所提模型进行论证试验，结果表明所提模型具有较高的预测精度，可用于工程实际。

电站轴承油槽油雾的逸出不仅会污染电站环境，还会给电气设备带来安全隐患。结合水电站的实际情况，安装油雾吸收装置，可有助于油槽内过量油雾的排出，有效避免电站油雾污染问题。为探究油雾抽吸过程中油槽内的油雾分布、速度、测点压力、油雾抽吸量等变化，对某抽蓄电站推力轴承油槽及负压抽吸管道进行了数值模拟计算。结果表明，经过油雾抽吸，大部分油雾均能被有效排出；出口油雾抽吸量总体变化遵循先上升、后下降的规律；在-500 Pa的抽吸压力下，油雾最大抽吸量可达0.008 23 kg/s；油雾抽吸完成后，油槽顶部的压降达96.07%，压力差的降低可有效阻止油雾外逸至油槽盖板、风洞、转子等处。研究结果可为油槽油雾抽吸过程提供一定的理论帮助，以便于更好地制定油雾治理策略。

水轮机调速器紧急停机装置既要满足二十五项反措中“失电动作”的要求，又要避免装置电磁阀线圈长期带电易烧损带来的机组非计划停运隐患。介绍了某大型水电厂水轮机调速器紧急停机装置从双电磁铁两位电磁阀、单电磁铁弹簧复位二位电磁阀到基于双电磁阀搭配联动阀的三代技术改进历程，阐述其工作原理，对比其各自优劣。证实基于双电磁阀搭配联动阀的水轮机调速器紧急停机装置是实用可靠的调速系统急停控制优化方案，在水电厂极具推广价值。

为了提高含调压井水轮机调速系统的控制性能，提出一种基于改进鲸鱼优化算法（IWOA）的控制参数优化方法。首先建立含调压井水轮机调速系统的数学模型，即利用连续性方程和管道传递函数建立包含调压井动态的水轮机进口水头—流量传递函数，然后与水轮机调速模型一起构成含调压井的水轮机调速系统模型。以该系统中水轮机的转速偏差时间积分值作为优化过程的适应度值，并以该适应度最小化为目标，采用IWOA对研究对象的PID控制器参数进行优化。在Matlab平台对研究对象常见运行工况进行仿真，结果表明IWOA算法具有收敛速度快、精度高等优点，寻优操作后的PID控制器使研究对象面对各类型扰动具有更好的调节及鲁棒性能。

针对电站综合出力系数随着运行时间的累积、运行工况变化、机组磨损等出现不同程度偏离实际的问题，分别按平均综合出力系数和分段拟合系数率定综合出力系数，其中分段拟合根据调度特性分为按水头分段和综合考虑水头、发电流量分段，并采用精度评价对结果进行复核验证。结合洪家渡电站的历史运行过程，开展实例研究。结果表明，与实际结果相比平均系数法相对误差为2.64%，按水头分段拟合法为2.52%，综合考虑水头和流量的分段拟合法为0.59%，可见分段拟合法计算较平均综合出力系数法更贴近实际生产过程，并且综合考虑水头和发电流量的分段拟合最为精确。

针对水电站调度运行面临的大容量、大机组、机组不规则多限制区控制等新的调度特点和更为复杂的运行需求，以电站安全、稳定、经济运行为目标，建立站内经济运行模型，实现水电站在各运行工况下机组间负荷的最优分配。分析了不同水头下各机组的最优出力范围，研究了电站负荷优化分配规则，建立了站内经济运行模型。在站内经济运行模型的基础上设计负荷最优分配表，提出不同负荷、不同水头、不同开停机组合下，电站的负荷最优分配成果表，以指导电站站内经济运行实时调度。在洪家渡电站的应用表明，优化模型能根据实时负荷指令，合理安排机组启停次序、开机台数，并实时给出机组的启停机建议。能够获得各工况下机组的最优负荷分配组合，降低月平均耗水率0.18%，减少机组频繁启停、频繁穿越振动区等不利工况9.5%，保证机组高效运行，提高电站经济效益。

为了解特高压交流输变电工程所产生的工频电场水平是否满足相关要求，采用EFA-300工频场强仪对锡盟-胜利1 000 kV交流输变电工程变电站和输电线路横断面进行现场实测，并评估了测量结果不确定度。结果表明，变电站厂界测量值最大为3.65±0.18 kV/m（包含因子k=2），低于变电站厂界电场限值（4 kV/m）；线路横断面测量值最大为5.41±0.28 kV/m（k=2），低于架空输电线路下方电场限值（10 kV/m），均满足国家相关标准要求；场强仪自身误差的影响最大，可通过提高工频场强仪校准准确度来降低工频电场测量不确定度。

单相光伏并网逆变器直流侧与交流侧功率不平衡会导致直流侧产生二倍频功率脉动，附加有源功率解耦（APD）电路虽可以有效抑制二次纹波，但由于附加了额外的元件，必然会导致单相逆变器的系统工作效率降低。对此，提出了一种基于Buck变换器的可以降低解耦电路功率损耗的控制策略，通过对解耦电路功率损耗的计算及其工作约束条件的分析，得到功率损耗与解耦电容平均电压值之间的关系，进而提出一种直接控制解耦电容平均电压的控制策略。仿真验证表明，所提控制策略有效抑制了直流侧电压纹波，并降低了解耦电路的功率损耗。

针对避雷器温升计算过程对流换热系数依靠经验确定的问题，提出了对流换热系数计算方法，研究了避雷器内部温度场分布，分析了污秽、风速、日照三种因素对不同受潮程度、不同受潮位置下避雷器温升的影响。结果表明，不同影响因素下，避雷器表面对流换热系数取值范围分别为5~31、27~35、19~34 W/（m²·℃）；污秽位置会影响MOA表面温升分布，且受潮程度越大，对温升影响越显著；随着风速的增加，阀片上的温度下降较小，表面的温度下降较大；日照对受潮时的避雷器温升影响明显增大，但较于污秽和风速影响偏小。

高比例水电电力市场中，建立合理的水电厂日前报价策略对保障水电有效参与市场具有重要意义。先考虑运行日系统出清电价的不确定性，基于历史相似日识别采用高斯过程回归提出了日前出清电价概率预测方法。进而考虑决策者的收益偏好和风险规避心理，以水电厂自身售电收益期望最大为目标，构建了梯级电站日前分段容量优化报价方法。最后以实际梯级电站进行日前分段容量申报仿真分析，验证了所提优化报价方法的可行性和有效性。