刀盘一直是全断面岩石掘进机研究领域的难题。论文通过对背后换刀形式的全断面岩石掘进机刀盘系统的分析，定义了刀盘联接板并建立了其形变微分方程；确定了刀盘联接板与刀盘间互为固定联接关系并导出了刀盘联接板挠度方程解析式，因此发现：刀盘联接板上任一点的挠度值与刀盘联接板厚度的三次幂成反比；刀盘联接板的挠度随其厚度的增大逐渐趋于均匀，当其厚度为0.04m时，刀盘联接板的挠度已足够均匀。论文研究方法和相应结论可为TBM刀盘理论的发展和设计理论的建立提供参考。

水利水电工程在建设过程中和建成后的运营期间，不可避免地遇到大量滑坡体和边坡，这些边坡地震时极易发生失稳，将严重威胁水利水电枢纽工程安全。掌握边坡的地震失稳机理，采用合理方法防范此类灾害发生是确保工程安全的必要任务。本文从试验分析和计算仿真两个研究手段出发，查阅了大量文献，系统阐述了水利水电工程边坡地震安全研究的发展历程。并对这一领域的最新研究成果进行了归纳，评述了各类边坡稳定分析方法的优点和不足，展望了进一步研究需要加强的工作，着重指出了建立切实可行的边坡地震稳定性评价指标与安全标准是当前研究中最为紧迫的任务。

大型蓄滞洪区洪水数值模拟往往涉及众多中小河道，需要构建一二维耦合水动力学模型。针对传统一二维耦合方式建模及计算效率低的问题，本文基于二维网格边元设置河道的方法构建了一二维耦合模型；并选择海河流域大陆泽、宁晋泊蓄滞洪区为典型应用区域，对该方法进行了应用检验；同时根据构建好的模型分析了下渗对于蓄滞洪区洪水演进的影响。研究结果表明下渗会显著减小蓄滞洪区洪峰水位，缩短淹没时间，在蓄滞洪区实际调度使用中应该考虑下渗的影响；模型的成功应用表明基于边元设置河道的耦合方式可以有效地计算蓄滞洪区中小河道与地面水流的交互过程，模型具有较好的应用推广价值。

降雨数值模拟是延长水文预报预见期的重要方法，但由于降雨数值模拟中驱动数据所提供的初始场和边界场条件和大气的实际状态并不是完全吻合，导致模拟结果存在误差。减小降雨数值模拟的误差是提高水文预报精度的关键问题，特别是在大气数值模式和分布式水文模型耦合模拟过程中，高精度的降雨信息是准确模拟的关键。本文基于WRF模式和三维变分数据同化方法，选取雷达反射率和GTS （Global Telecommunication System）数据作为同化资料，开展基于数据同化的降雨数值空间分布模拟研究，从降雨的空间展布和指标评价两方面对同化前后的模拟结果进行对比。结果表明：同化后的模拟数据在CSI指标和RMSE指标上都优于同化前的模拟数据，说明同化后模拟数据的误差小于同化前的误差；将同化前后的数据展布在网格图中，发现同化后的数据可以更加准确地刻画降雨的空间分布规律，说明通过数据同化方法提高了模拟降雨和实际降雨空间分布的一致性，改善了WRF模式模拟降雨空间分布的能力。

鄱阳湖水利枢纽工程的建设运行必然会改变鄱阳湖的水情。本文利用EFDC水龄模块模拟了鄱阳湖的水龄分布，并分析研究拟建的水利枢纽工程在丰、平、枯等典型年份对水龄的影响，结果表明：受"五河"来流流量以及长江顶托倒灌作用的影响，鄱阳湖水龄在赣江入湖三角洲和入江水道较小，平均水龄分别是16.6 d和23.2 d，而在东北湖湾较大，平均水龄为119.4 d；水利枢纽工程的建设会减小鄱阳湖枯水期的流速，从而增大水龄，主要影响区域是北部过江水道区域以及中心湖区西侧的赣江入湖三角洲区域，尤其是过江水道的东侧，水体有明显滞留；水利枢纽工程增加了整个湖体的水力更换时间，在枢纽调控方案的补偿调节期和低枯水期水力更换时间增加了20%左右。研究结果可为鄱阳湖水利枢纽工程的建设提供参考。

温排水是滨海核电厂面临的重要环境问题，模型预报是评价排放影响的主要手段。三维数学模型能精细反映温排水扩散，是预报模型的主要发展方向，但目前其模拟适用性尚需要进一步深入研究。本文以某浅水明渠排放核电厂为例，开展了海域潮流及温排水三维数值模拟，并与二维模拟及物理模型试验进行了对比分析，比较结果表明，三维数学模型模拟的近区水温垂向分布与物理模型吻合，模拟的表层4℃和1℃温升范围与其它模型相比具有合理性。研究结果表明三维数学模型能合理反映浅水明渠排放浮力作用下的水温分层，较好兼顾近区和远区的模拟精度，对此种排放型式具有较好的适用性。

随着沥青混凝土心墙坝坝高的增加，在高压水下心墙是否会发生水力劈裂越来越引起工程界的重视。已有试验表明，沥青混凝土孔隙率很小且沥青不会传递水压力，所以沥青混凝土的水力劈裂一般可以不考虑。但在实际工程中，剪胀会导致沥青混凝土孔隙率的增加，由此是否会引发水力劈裂问题尚不清楚。本文针对某工程进行了孔隙率增大后沥青混凝土的水力劈裂模型试验，结果表明，在孔隙率增大及局部拉应力作用下有发生水力劈裂的可能，说明针对实际工程中沥青混凝土可能发生的缺陷进行水力劈裂论证是必要的。

基于北京市未来发展功能定位，寻求科学高效的水资源利用模式及适宜的产业结构调整策略，是缓解北京市水资源短缺与经济社会持续发展矛盾的重要举措。论文综合运用投入产出模型与主成分分析法，在评价区域行业用水效益的基础上，对主导行业与其他行业的关联度进行了评判。结合北京市2015年18个主要行业的水资源利用量及经济效益等相关数据，客观分析了行业用水效益特征。研究结果表明，北京市主导行业中，交通运输仓储和邮政业、建筑材料制造业、电子仪表行业用水效益较高，且与其他行业关联度较高，其结构调整会牵动经济系统其他行业变化。而第一产业（农业）和第三产业中的教育行业用水效益较低，与其他行业关联度也相对较低，是主要的调整目标。基于此研究成果，笔者认为北京市建设节水型社会应进一步挖潜农业、教育等行业的节水潜力，实施教育行业（高校）向外区有序疏解策略，促进北京市水资源在经济社会系统中的最优配置。

在机械通风冷却塔风机出口设置风筒可以降低出口动压，降低风机能耗。本文利用流体计算软件FLUENT进行数值模拟，研究了风筒内空气流动，发现风筒内空气呈旋转紊流射流流动；不同风筒高度与扩散角研究结果表明，随着风筒扩散角增大，风机风量和风筒动能回收率都呈现先增大后减小的变化规律；风筒高1/2D时，最佳扩散角为18°；风筒高1/3D时，最佳扩散角可以增大到20°；扩展了规范规定的最大扩散角不大于15°的限制。研究结果可供风机风筒设计改造时参考。

香鱼是楠溪江较为名贵且对环境敏感的一种鱼类，由于人类活动影响，香鱼栖息地遭到破坏，导致香鱼数量急剧减少。为进一步开展楠溪江香鱼栖息地的水生态保护与修复工作，本文对楠溪江香鱼栖息地水质及着生藻类进行了现场调查与分析，结果表明：香鱼产卵期的产卵场及育肥期的育肥场水质相对较好，能为香鱼的产卵、育肥提供较好的水质环境；上溯期的中游产卵场河段及下游感潮河段水质均较差，不利于香鱼从下游河段向育肥场迁移。产卵场和育肥场着生藻类生物量丰富，以硅藻为主，有利于香鱼的产卵和育肥。为促进楠溪江香鱼栖息地的保护与修复，针对楠溪江下游感潮河段开展水环境综合治理工作，提出了重点关注TN的削减的建议。