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。

长距离高落差有压自流输水管线工程在西北地区日益增多，管线多数呈现出高低起伏形状，整条管线系统在运行调节过程中水力过渡过程也变得十分复杂，水锤防护设置的不合理严重时将导致爆管，严重威胁人民生命及财产安全。为了能使整个系统安全运行，采用特征线法，使用HAMMER V8i水锤分析软件研究分析某输水工程中较长高落差的倒虹吸水力过渡过程，通过在管线沿线设置隔断检修阀、淹没式消能阀及排气阀和在管线末端设调节阀后，管线在正常运行及关阀时管线系统的正压得到有效控制。通过模拟分析爆管后不同流量时管线系统水力过渡过程，设置的水锤防护设备将爆管所造成的危害降至最低，完全爆管后管线系统的流量并不连续。长距离高落差倒虹吸管线水锤防护设备的动作时间及运行规律在整个系统安全中起到关键作用。研究成果可为类似工程提供参考。

针对泵组原型特性曲线在指导泵站实际调度时会存在理论值与实际值出现偏差的现象，从而影响日常调度及能耗评估的精度。为此，以鲤鱼洲泵站为例，提出了由泵站实测数据和相似定律结合的方法对泵组的原型特性曲线进行了校正，并通过构建的流量优化分配模型，以实际运行工况为基础，进行校正前后的泵组特性曲线对泵站流量优化分配方案的差异分析。结果表明，利用泵组原型特性曲线调度时，实际运行扬程与理论扬程的偏差主要集中在8%~11%，实际运行效率与理论效率的偏差主要集中在6%~9%；通过校正后的泵组特性曲线进行流量优化分配方案选取时，结果更贴合实际运行情况，可有效加强泵站流量优化分配方案对实际调度的指导作用。

针对现有盾构掘进速度预测方法存在的模型算法单一、精度不高和泛化性较差等问题，为了提高盾构掘进速度预测精度，建立一种基于变分模态分解（VMD）、蜣螂优化算法（DBO）和Stacking（VMD-DBO-Stacking）集成学习的盾构掘进速度预测模型。首先，为了得到更有效的数据，采用VMD对原始数据进行分解重构得到去噪后的施工参数数据用于后续模型预测；其次，基于集成学习策略，选取支持向量回归（SVR）模型、随机森林（RF）模型、极端梯度提升（XGBoost）模型作为基学习器，高斯过程回归（GPR）模型作为元学习器，从而构建预测精度更高、泛化性更强的Stacking集成学习预测模型；然后，为了进一步提高预测精度，采用DBO对集成学习模型进行超参数优化；最后，将此预测模型用于河南某引水隧洞工程盾构施工中并与其他预测模型进行对比。结果表明，与其他单一模型（SVR、RF、XGBoost）相比，所建模型具有更高的预测精度，平均精度分别提升7.76%、6.70%、4.97%，为盾构掘进速度预测提供一种新思路。

含孔结构在工程结构中广泛存在，孔洞周围的应力集中显著影响结构的承载能力和安全性，因此对含孔结构进行精确的力学计算至关重要，但传统有限元分析方法在处理含孔结构时面临网格划分复杂、计算资源消耗大及结果收敛性差等问题。为此，提出了一种基于叠加原理的含孔结构有限元分析方法，通过生成网格简单的等效模型替代原始模型进行仿真计算，然后根据子模型应力场修正等效模型中孔周应力的计算结果。经过对比发现，等效模型与原始模型仿真结果差异在5%以内，主要模型网格数量降低了25.2%，仿真时间降低了75.1%，显著提高了仿真效率。

为准确计算钢筋混凝土中振捣棒的有效作用范围，提出一种新的基于新拌混凝土流变理论的振捣棒作用半径的预测模型，在受振混凝土满足假塑性流体特征和钢筋网中流动等效为多孔介质渗流的假定下，推导了振捣棒在钢筋混凝土中的作用半径表达式，并结合试验结果对表达式中的经验参数进行了经验拟合。模型计算结果与试验结果对比分析，发现除棒体振动强度较小的个别工况外，作用半径预测模型总体预测精度较高，但考虑到施工现场混凝土浇筑所用振捣棒振动强度大，因此作用半径预测模型可有效指导现场振捣作业和量化评价钢筋布置方案对棒体振捣作用范围的影响。

为保障水工混凝土抗冻性检验的及时性，提高工程建设与运行安全，系统回顾了既有混凝土抗冻性检测方法，比较了慢冻法、快冻法、单面冻融法、抗盐冻剥蚀法的标准差异。分析了以快冻法为基础的抗冻性快速检测技术、以过程参数控制为依托的混凝土快速检测技术两个新趋势。提出了基于硬化混凝土结构参数、加速破坏试验、关键过程参数的混凝土抗冻性快速检测方法新设想，构建了专用曲线核心理念，阐明了新方法的具体应用流程，为水工混凝土抗冻性检验提供了新思路。

混凝土坝变形的长期预测是实际运行中保持其结构完整性的重要要求。为提高混凝土长期变形预测的准确性，构建了基于多层感知机（MLP）和编码器—解码器（Ecoder-Decoder）架构的大坝变形长期预测模型MLP-Ecoder-Decoder（MED），该模型通过深度自动相关（Deep-Auto-Correlation）机制捕获大坝变形与环境荷载的长期依赖性，利用时间序列分解和深度自动相机制进行多步变形预测，并采用该模型对青海省的一座250 m高拱坝在复杂环境条件下的变形进行预测。结果表明，MED模型有效提升了预测精度，在提取长期时间特征方面具有强大的优势。

基于1980~2019年河北省142个国家基本气象站的逐小时降水数据，综合运用Mann-Kendall（MK）趋势及突变检验、K-means聚类算法、水文气象一致区等方法，系统分析了河北省短历时极端降水的时间演变特征与空间分布规律。结果表明，短历时极端降水年际变化存在显著区域差异，高海拔山地地区降水量呈上升趋势，低海拔平原及丘陵区极端降水量呈下降趋势，且在1996年存在明显突变点；地形因子影响显著，平原及山地南坡的极端降水范围缩减，而山地北坡短历时（1、3 h）极端降水范围扩张，极端降水发生区域逐渐向山地转移；季节差异明显，冬春两季降水量呈上升趋势，夏秋两季下降趋势显著，其中第三季度Rx24h下降速率达0.337 mm/a。研究结果揭示了河北省短历时极端降水的时空分异规律，为区域防洪减灾及气候变化适应性管理提供科学依据。