新中国成立以来，为促进绿洲农业灌溉和生活供水的需要，截止2019年全疆和兵团已建、在建及拟建水库724座、总库容290亿m³。为展示在该领域取得的伟大成就，本文综述了在复杂地质环境和脆弱生态环境等条件下，新疆水库建设的探索与实践。新疆水库建设中，筑坝材料不断改进，面板坝、沥青心墙坝、常态及碾压混凝土坝等各类坝型不断涌现，过鱼设施及鱼类保护措施多样化发展，新技术、新材料、新工艺的引进吸收不断创新。新疆水库工程的建设在灌溉、供水、防洪、发电、水产养殖、旅游等方面发挥了重要的社会、经济和生态效益。

洪水灾害是新疆最严重的自然灾害，调查并研究洪水灾害的特征与规律对防洪减灾有重要意义。本文通过调查新疆洪水灾害相关的年鉴、公报、简报及文献资料等，统计分析了新疆1949-2019年近71年主要洪水灾害，给出了洪水灾害的时间及地域分布规律、灾害类型特征。对洪水灾害造成的直接经济损失及占国民生产总值的比例进行了统计分析，并重点对2006年以后的受灾人口与死亡人口、直接经济损失进行了分析。结果表明，虽然洪水频次与洪灾直接经济损失有增加趋势，但因灾死亡人口及直接经济损失所占GDP比重不断减少，并趋于平稳，防洪减灾效益明显。本文研究为新疆洪水灾害风险评估、防御应对与决策支持提供了借鉴参考。

堆石坝密实度是评价其质量好坏的重要指标。本文以高密度面波的基本原理为基础，建立了不同密实度堆石体的数值模型，采用有限元数值模拟法，研究面波在堆石体结构中的传播特性，建立了堆石体密实度与面波速度的关系曲线，并对已建水库的堆石坝进行了工程应用，同时论述了有限元数值建模和检测数据处理流程。可得出：（1）考虑基阶模态的反演分析时，堆石坝体密实度与面波波速成抛物线性关系，与材料的弹性模量相关性不大；（2）对已建堆石坝内部密实度进行快速的无损检测，并实现定量评价，可作为已建堆石坝压实质量评价的依据。

新疆KLYML水库大坝为沥青混凝土面板坝，供水灌溉洞穿过大坝中坝段，进水塔塔体置于上游坝坡之中。为了保证防渗体系的整体有效性，确保供水灌溉洞与大坝面板之间的接头能适应两者的相对变形，本文截取供水灌溉洞所在坝段，建立面板接头的有限元精细模型，对进水塔塔身与面板上游坝坡之间的接头以及大坝底部灌溉洞进水口与面板之间接头的三向变形进行计算，为接头的具体结构设计提供依据。同时，为了反映接头部位两侧结构相互作用的影响，对接头部位的摩擦系数选取两种数值进行对比分析。结果表明，供水灌溉洞与大坝面板之间接头的最大张开位移、最大剪切位移和最大沉陷值分别为5.61、3.62和3.69 cm，当进水塔和进水口混凝土结构与面板之间结合力较弱的时候，接头变形会进一步加大。

新疆某混凝土重力坝自2007年开工以后，主河床坝段布置了温度计对大坝进行温度场的现场观测，至2012年积累了5年的温度观测资料。本研究依据已取得的现场温度观测资料，通过三维有限元反馈仿真分析，进一步校准仿真计算的边界条件和有关参数，达到提高大坝温度场和应力场预测精度的目的。研究表明仿真计算采用的方法是正确的，计算参数及边界条件也基本符合大坝的实际情况，完全可以满足大坝后期温度场及应力场预测的要求。大坝应力场计算结果显示，大坝在运行阶段受环境因素等影响，局部区域施加的温控措施的效果有所减弱，导致这些区域出现应力超标的现象，建议采取相关措施进行预防和处理。

和田河干流植被生态需水量是多少?河道渗漏水量能否满足两岸植被的生态需水?为了回答这两个事关和田河中下游河道整治必要性的基础问题，本研究定量分离河道损耗水量，探究河道渗漏水量与天然植被生态需水之间的定量响应关系，结果表明：（1）多年平均来水条件下，和田河干流河损量约为6.46×10⁸ m³，其中，蒸发量与渗漏量分别为3.5×10⁸和2.65×10⁸ m³，各占河损量的58.88%和41.12%；（2）和田河干流天然植被的生态需水量1.37×10⁸ m³，河道渗漏水量可以满足植被生态水量需求。因此，本研究认为开展河道整治，不仅不会影响干流植被生态需水，还可以减少水面蒸发，提高和田河输水能力，更有利于开展生态水量调度，保护和恢复干流天然植被。

本文以1990-2018年4期遥感解译数据为基础，在RS与GIS的支持下，运用景观单一动态度、转移矩阵模型及景观格局指数等方法对塔里木河流域的绿色生态空间与景观格局变化进行研究。结果表明：全流域的绿色生态空间总体呈持续减小的趋势，尤其是2010年后绿色生态空间急剧萎缩，其中减少量最大的绿色空间为草地。在各景观类型中，以建设用地和耕地等人为利用为主的人工景观增多，而以草地等自然覆被为主的自然景观减少。1990-2018年间人类活动对全流域景观格局的干扰不断增强，且在1990-2000年间，人类干扰强度最为显著；各类景观的空间分布结构均趋于失稳状态，总体呈现出景观破碎程度不断加深、景观异质性不断增强和景观格局趋于复杂化的特点。

岩土体力学参数测试是岩土工程工作的基础性问题，也是影响工程设计的关键问题，因此本文基于室内和现场试验研究覆盖层土体和筑坝堆石料力学参数的室内外联合确定方法，针对粗、中、细各类土，构建了室内和现场试验相结合、材料试验与模型试验相结合，大、中、小不同尺度相结合，强度、变形、残余变形等多参数测试相结合的理念先进、设备齐全、功能完善的系统实验平台，开展了联合室内和现场试验确定土体静动力特性参数的系统研究，形成了涵盖覆盖层土体和坝体堆石料力学特性的室内外联合测试和判释方法，开辟了一条考虑覆盖层土体原位结构效应和考虑筑坝堆石料尺寸效应确定土体工程力学特性参数的可行途径，能够为覆盖层地基和坝体系统的静动力分析提供成套的系列参数，研究成果已应用于十余项国家重点建设工程的设计。

鉴于新疆阿尔塔什水利枢纽工程发电洞地下埋藏式调压井上部围岩较薄、开挖跨度大、地质条件复杂等突出问题，本文结合施工单位提供的初拟开挖方案，采用三维有限元法验证了该施工方案的合理性。得到无支护与有支护条件下岩体的应力变形特性，并提出了更合理的开挖顺序与支护方案，为竖井安全施工提供了保障。同时，探明了地下洞室开挖施工模拟，系统锚杆、锚索的预应力施加方式等计算方法的有效性，本文成果为今后类似地下洞室开挖施工方案优化提供借鉴。

金沟河是以融雪为主要补给水源的山区性河流，为了更好地指导流域的水资源分配工作，在借助金沟河流域水文气象数据、DEM数据与MODIS数据的基础上，利用融雪径流模型进行金沟河流域的融雪径流模拟研究。研究结果表明：（1）SRM模型在金沟河流域具有良好的适用性，流域2009年4-9月份的拟合优度确定系数与体积差分别为0.87与2.0%，基本达到模型在其他流域应用的平均水平。（2）模型汛期峰值与峰值出现时间模拟出现偏差，汛期径流补给来源较为复杂。模拟结果可为金沟河流域径流预测提供一定的参考依据。

某水库规划砂砾料场由于人工采砂，导致砂砾料级配劣化、离散性大，原设计包线、开采条件和坝的填筑控制标准等均发生变化，为保证大坝的填筑质量，大坝设计填筑标准相对密度由75%提高到了80%。为了验证新填筑标准的合理性，并确定经济高效的碾压施工参数，本文通过天然含水和充分洒水条件下不同铺料厚度、不同碾压遍数下的现场碾压试验，系统研究了含水率、铺料厚度、碾压遍数和含砾量等因素对扰动砂砾料压实性能的影响，在此基础上结合新的填筑标准，探讨了碾压施工参数和施工工艺。

为研究冲沙泄洪闸坝段左导墙在复杂地基开挖面上的抗滑稳定及静动应力分布规律，本文运用大型通用有限元软件ABAQUS对冲沙泄洪闸左导墙坝段进行了三维数值仿真计算。研究表明：左导墙坝段建基面处扬压力水头呈现上下游坝段高，中间坝段低的分布特征；各典型纵横断面以及导墙坝段整体在顺河向和横河向上的抗滑稳定安全系数均符合规范要求，不存在滑移问题；左导墙坝段建基面沿坝轴向最大拉应力超出其轴心抗拉强度，竖向最大拉应力区宽度以及最大剪应力等均满足地基承载力要求。但是计算结果反映出，导墙在坝左0+099.00与建基面的结合部位为应力薄弱面，出现了混凝土拉裂破坏的情况，对工程安全造成极大的隐患，建议进一步进行结构优化设计。

为探究翼片式斜板沉沙池结构参数对截除率的影响，并获得截除率最优时结构参数组合，选取翼片间距、翼片倾角、翼片高度三个因素，在不同表面负荷工况下进行了三因素三水平正交试验，采用极差分析法和方差分析法对试验结果进行敏感性与显著性分析。结果表明：表面负荷≤ 24 m³（/h·m²）时，截除率敏感因素与主要显著性因素为翼片间距，表面负荷>24 m³（/h·m²）时，截除率敏感因素与主要显著性因素为翼片高度。应用投影寻踪回归（PPR）法建立了截除率的仿真计算模型，确定出各影响因子对截除率贡献权重系数由大到小为：表面负荷，翼片间距，翼片高度。通过PPR模型可得到不同表面负荷下截除率最优时的结构参数组合建议。研究结果对优化翼片式斜板沉沙池结构，提高截除效率具有重要的指导作用。

本文结合新疆某在建碾压式沥青混凝土心墙坝工程，通过室内试验进行了心墙沥青混凝土细骨料全部使用天然砂和人工砂的性能对比分析。结果表明，在相同配合比下，两种细骨料制备的心墙沥青混凝土各项性能均能满足规范要求；表面光滑的天然砂与沥青作用后形成了较多的自由沥青，力学性能略低于人工砂，但可有效改善沥青混凝土拌和物和易性，提升心墙沥青混凝土适应变形的能力；由于坝址区天然砂储量丰富，可就地取材方便施工，并能节省工程造价。因此，选择天然砂作为该工程心墙沥青混凝土的细骨料是合适的。

为了解预埋式注灌装置对土体局部冲刷的原因，采用k-epsilon Realizable湍流模型和VOF多相流模型相结合的方法对在进口压强P=13.8 kPa这一物理试验工况条件下预埋式注灌装置充水过程中的水气二相瞬态流动进行数值模拟，模拟结果表明：在该工况条件下，0~0.9 s时段预埋式注灌装置出水流道内的水流为瞬变流，出水流道内压强大小随时间产生剧烈波动。各监测点的瞬时压强均大于进口压强，最大压强值是进口压强的3.27倍。出水孔流量变化规律与压强随时间变化规律一致，压强峰值对应瞬时流量峰值，为充水过程结束后恒定流出流量的1.66倍。充水过程中出水流道内反复出现的极端压强使孔口出流流量瞬时陡增，造成出水孔周围的局部土体严重冲刷。研究成果可为优化预埋式注灌装置结构体型，减少出流对果树根区土体冲刷提供指导，对预埋式注灌装置在干旱区节水灌溉领域进一步推广提供技术支撑。