传统的"中华水塔"范围是指青藏高原东部黄河、长江、澜沧江的三江源地区，多年平均产水量为499亿m³，而整个青藏高原面积257万km²，多年平均产水量约7780亿m³，孕育了流出高原的大中型河流20条。受气候变化及人类活动影响，青藏高原冻土退化、冰川消融和蒸发增加，对资源、生态与环境等造成重大影响，保护好"中华水塔"是"国之大者"。本文提出将"中华水塔"范围由三江源扩展到整个青藏高原，有助于推进青藏高原生态保护的关键工程建设，以遏制水源涵养功能的加速退化；有助于构建涵盖雅鲁藏布江、怒江、澜沧江的国家水网，以应对中低海拔冰川消融和冻土释水消失后北方地区的缺水危机；有助于加强青藏高原地区饮用水安全保障，以应对生源要素改变与病原微生物进入水体带来的水环境风险。

智慧水利是水利现代化的重要标志和新阶段水利高质量发展的重要实施路径。落实智慧水利总体方案，有序推进水利"新基建"，构建面向未来的水利基础设施体系是贯彻党中央关于"十四五"发展的决策部署的关键之举。本文提出了以自然水系数字化（Digitalization）、水利工程智能化（Intelligentialization）、水利管控智慧化（Smartening）为主要内容的智慧水利DIS体系构建思路，并结合不同的应用场景展望了DIS体系建设的关键技术。

为进一步提高流域水能资源利用效率，更好发挥梯级电站群综合效益，需实现水电调多业务协同交互，解决梯级水电站集控中心数据跨安全区传输、异构数据处理等问题。本文分析了智能梯级水电集控的技术需求，以一体化平台为基础，提出了梯级水电集控的智能化解决方案，完成了多源异构海量数据处理、对象化智能报警、高可靠性数据通信与同步、多业务一体化人机交互、梯级水电站智能优化运行等关键技术研究，克服了传统梯级水电站集控方案的不足。该技术方案已成功推广应用于金沙江下游昆明调控中心、清江梯调水电调集控中心等，满足了水电调一体化管理需求，提高运行管理水平，取得了良好的经济社会效益。

饱和土体的固结过程伴随着土骨架的压缩和孔隙水的排出，其孔隙比及渗透系数随固结过程不断减小，但当前的Biot和Terzaghi固结理论均没有考虑固结过程中孔隙比及渗透系数的变化。这种处理方法对于压实土地基的固结过程来说，计算结果与实际相差甚微，但对于孔隙比很大的欠固结软黏土层、尾矿堆积层以及淤地坝库区的固结沉降来说，计算结果与实际过程的差异则会很大。首先建立土体固结过程中孔隙比与体应变的关系式，再利用渗透系数与孔隙比的关系式建立了渗透系数与体应变的关系式，最后利用弹性力学的几何方程得到渗透系数与单元位移的关系式。将这一关系式代入Biot固结理论，即得到变渗透系数固结理论，并在COMSOL中实现了求解计算。理论分析和数值计算表明：变渗透系数固结理论能够反应固结过程中因孔隙比减小造成的孔压消散缓慢、沉降速率降低的客观现象；土体初始孔隙比越大，体应变越大时，修正的渗透系数对固结过程的影响越大；渗透系数的减小只影响固结过程，不影响固结计算的最终结果。

为分析电站进水口采用叠梁门型式分层取水方案的可行性，本文通过1：21.05的水工模型对大石峡水电站叠梁门分层取水进水口水力特性进行了系统研究。主要研究内容包括对不同叠梁门高度取水时，进水口的水流流态、叠梁门体的压力分布、叠梁门顶及竖向流道的流速分布、进水口段总的水头损失系数等。试验结果表明：电站进水口设置叠粱门后，叠梁门顶水头大于18.0 m时不产生有害吸气旋涡，门体压力分布接近静水压力分布；进水口段的水头损失在1.17~1.30 m之间；靠近叠梁门门顶部位的水流流速较大，表层水流流速较小；叠梁门后不同高程竖向流道的水流流速接近于梯形分布，主流偏于进水塔靠下游挡墙侧。在进水口设置叠梁门进行分层取水方案是可行的。

在深埋地下工程施工中，需要通过监测采集微震信号分析施工过程中的岩爆风险，由于现场干扰因素多，数据中混入了大量冗余信号，大大影响了岩爆预测的效率。为有效识别出岩石的破裂信号，本文采用快速傅里叶变换，对比分析了微震/岩爆信号与其它无效信号的频率特征，采用多输入的卷积神经网络方法，建立了基于信号时频特征的微震波形识别模型，实现了对微震/岩爆信号的有效识别。基于引汉济渭秦岭输水隧洞的微震监测资料，采用3770个波形对模型进行了测试，模型识别精度可达96.1%。模型对比了不同输入方式对预测结果的影响，针对随机挑选的100次微震事件和100次无效事件，结果表明：采用信号的时频特征作为输入，模型比单纯采用时域或频域特征具有更高的精度。

以格兰杰因果关系检验为基础，提出了多年调节水库调蓄的影响因素判别与影响时长分析方法，并通过理论分析、实践总结、多元线性回归及相关关系显著性检验辅助判别因果关系的合理性。以黄河龙羊峡水库为例，结果表明：1990-2018年黄河天然径流量和地表水取水量均是龙羊峡水库补水量的格兰杰原因，影响时长均为2年，天然径流量和地表水取水量的当年值对龙羊峡水库补水量的影响强于前1年的影响；天然径流量与龙羊峡水库补水量间具有显著的线性相关关系，但地表水取水量与龙羊峡水库补水量间的线性相关关系较弱。结合龙羊峡水库调蓄机制和实践过程，发现天然径流量是龙羊峡水库调蓄的重要影响因素，地表水取水量对龙羊峡水库调蓄没有显著影响，但龙羊峡水库调蓄保障了黄河地表水的稳定供给。

基坑支护挡墙的应力及位移计算是进行基坑支护设计的关键，对保证基坑安全具有重要意义。因此，基于弹性理论，建立了挡墙应力及位移的计算模型；结合边界条件与相容方程，采用半逆解法得出了极限土压力条件下挡墙应力及位移分量解析解；并考虑土压力随挡墙侧向位移非线性变化，假定挡墙处于RB位移模式，引入有限位移条件下土压力-位移效应公式，修正挡墙应力及位移解析计算式，得出了有限位移条件下挡墙应力及位移分量解析解。同时，利用ADINA软件建立了基坑及挡墙的二维数值计算模型，将解析解与数值计算结果进行对比，两者符合较好，证明了本解析方法的正确性。研究结果表明：文中提出的有限位移条件下的解析计算公式，较将挡墙简单当做悬臂梁计算更为精确可靠，较数值计算更为简单便捷，并考虑了土压力随挡墙位移的非线性变化，可作为支护挡墙常规设计的工具，具有重要的实用价值。

气候变化和城镇化发展使得极端暴雨发生频率增加，实验室降雨试验可为极端暴雨灾害的研究提供数据支撑。通过开展不同情景下的实验室降雨试验与数值模拟，研究了风对落地雨强分布的影响，分析了风导致试验区域平均落地雨强减小的原因。结果表明：（1）风会使试验区域的实际平均落地雨强减小，主要原因是降雨中不同粒径雨滴在风场作用下漂移距离的不同，导致了地面受雨面积扩张。（2）受雨范围内落地雨强的均匀性受风速影响，落地雨强均匀性随风速增加而下降。为提高试验数据的准确性，在进行降雨模拟试验时需要考虑风速的影响，结合实验室实际条件合理确定试验范围。

怒江金丝猴是最新发现的世界上第五种金丝猴，种群数量极少，为我国一级重点保护野生动物。为探究怒江金丝猴的适生状况，基于怒江金丝猴的现代地理分布使用MaxEnt模型预测其现代及未来气候条件下的潜在适生分布区，并使用ENMeval数据包对参数进行调整，采用受试者工作特征曲线和刀切法对预测结果进行检验。研究结果表明：在最优参数下，MaxEnt模型在预测怒江金丝猴的适生区时表现良好，AUC值达到0.9995。温度变化系数、最冷季度平均温度、最冷季度降水量和归一化植被指数是影响怒江金丝猴适生区分布的主导变量。现代气候条件下，怒江金丝猴的高适生区集中于怒江两岸的高黎贡山与怒山，面积为6207 km²；未来气候条件下，伴随全球变暖，怒江金丝猴在中国西南部的适生区向外扩散延伸至金沙江，各类型适生区面积均有所增加。