在河流生态学领域，迄今仍缺乏能较好地描述河流生态系统涨落的概念模型。河流近岸带具有不同于主流带的水动力、水环境及生物特征，其位置及尺度随水文条件的改变而变化的程度较为显著，近岸带变化能较好地反映水文过程的生态学效应及河流水域空间的涨落。本文对近岸带定义进行了拓展，提炼了一种对顺直/微弯、弯曲、分汊等河型均适用、描述河流近岸带尺度变化与水位涨落之间映射关系的概念模型（“水文-近岸带涨落关系”概念模型），该模型曲线上一般具有两个近岸带尺度峰值；从景观生态学的角度提出近岸带是河流水域中时空连续性最强的沿程条带状基质，而主流带可视为流量越过临界值后出现在近岸带这一基质内的“涌现”或“突变”。本文最后以长江上游南溪-江安段为例对概念模型进行了初步的量化研究，并讨论了近岸带的界定方法及该概念模型在生态水文组分划分中的作用。

为编制有关技术标准和推广采用调压阀代替调压井工程措施，开展了水轮机调节系统通用仿真程序的开发：研发了描述水轮机的非线性特性的数据文件；考虑了水击模型对水轮机调节系统过渡过程的影响；计算分析时认真考虑了水轮机调速器主配压阀非线性特性的影响；特别给出了一有压隧洞向三台水轮发电机供水时的水压力数学模型。通过计算证明：水轮发电机组自动启动、空载扰动自动调节、带负荷自动调节、甩负荷自动调节工况下，只要能满足水轮机发电机组稳定运行要求，就可以采用调压阀替代调压井。

河口平面形态对于潮波运动有着明显的影响，特殊的河口汊道平面形态会使得潮波传播出现复杂的特征，从而造成一些河口独特的水位分布状态。本文的研究以河口分汊汊道为例，利用Delft3D建立一系列潮汐河口分汊理想数学模型，通过各个模型河口汊道平面形态的概化设置，探讨了不同汊道弯曲以及宽度收敛等平面形态特征对潮波传播过程的影响，阐明潮汐河口汊道平面形态特征对径潮动力状态的影响机制。研究表明汊道宽度收敛效应是河口潮波传播过程产生变化的主要原因，宽度收敛效应通过调整摩阻项及压力梯度项之间的动量平衡过程增强了潮波传播。

厌氧膨胀颗粒污泥床（EGSB）反应器内部流场及浓度场分布影响反应器运行效率，污染物不均匀分布会导致反应器内微生物无法与污染物充分接触，使处理效率下降。对EGSB反应器内部流场及浓度场进行模拟，研究污染物浓度分布对处理效率的影响，可实现对反应器结构的优化。在流体力学模型的组分浓度输运方程源项中嵌入厌氧消化数学模型，构造CFD-厌氧消化耦合模型进行模拟。结果表明，EGSB反应器内部污染物浓度分布呈现中轴处高近壁处低的不均匀分布，在一定高度处甚至出现死区，不利于微生物的生长，严重降低了反应器处理效率。通过在反应器内增设挡流板，使中轴处污染物随水流向壁面分流，可以有效提高近壁面附近污染物浓度，减小死区体积，提高反应器处理效率。

本文采用GIMMS3g NDVI数据集和气候研究委员会SPEI数据集，通过像元尺度的相关分析，识别了浑善达克沙地1982-2015年NDV (I归一化植被指数，Normalized Differnce Vegetation Index)动态变化及其与SPEI(标准化降水蒸散发指数，Standardized Precipitation Evapotranspiration Index)在不同时间尺度上的响应关系。研究区近34年来平均NDVI为0.22，沙地植被总体呈恢复趋势，NDVI增加面积占沙地面积的55.56%。研究区NDVI与不同时间尺度SPEI显著性相关(α=0.05)面积占区域总面积的86.38%。与NDVI相关性最强的为SPEI-03，其次为SPEI-24，呈两极化现象。从不同季节来看，NDVI对SPEI的敏感程度依次为夏季(SPEI-3，51.17%)>生长季(SPEI-3，46.88%)>秋季(SPEI-3，40.32%)>春季(SPEI-9，33.37%)。总体而言，浑善达克沙地植被生长受中短期水热条件变化影响显著。本研究成果有助于进一步揭示变化环境下浑善达克沙地生态水文过程，对该地区生态修复与沙漠化防治具有一定的借鉴意义。

气候变化和城镇化使得城市洪涝风险加剧，对城市区域的洪涝损失评估有助于洪涝风险的科学管理。以广州市为例，对不同重现期暴雨损失现状进行评估，综合考虑气候变化和社会经济发展影响，对未来暴雨损失进行预测，并对洪涝应对措施展开成本效益分析，结果表明：广州市现状洪涝年均期望损失约为5.88亿元，受气候变化和社会经济发展影响，未来洪涝灾害损失会进一步增加，其中社会经济发展带来的承灾体暴露度增加影响大于气候变化影响；对广州市城市防涝工程的成本效益分析可知，对于50年一遇以下暴雨，工程措施效益较为显著，超过50年一遇的暴雨，可采取以洪水保险等经济手段转移风险。

风驱动算法是一种新兴的基于群体迭代启发式的全局优化算法，与遗传算法、布谷鸟算法等相比，具有明确的物理背景，但该算法避免不了易陷入早熟和收敛效率慢的问题。针对早熟，本文提出了扰动策略，对当前最优适应度值对应的任一元素进行扰动，且随着迭代次数的增加，扰动量逐渐减少。针对收敛效率不高，提出了空间压缩策略，采用奇偶相间的方式，通过计算约束更新解的上下限以保证该解是可行解。将改进的风驱动优化算法运用到某水库的优化调度中，并与粒子群算法和标准风驱动算法进行比较。结果表明改进的风驱动优化算法更为可靠、高效，能以较快速度收敛于最优解，且最优解值更大，为水库优化调度模型求解提出新的解决方案。

西江胶结坝为充分利用工程弃渣料，将弱风化料和强风化料均作为筑坝材料。胶结强风化料筑坝，其层间抗剪性能关乎大坝抗滑稳定，现场开展层间原位抗剪试验研究旨在得到抗剪断参数，验证大坝抗滑稳定。本文按照现行规范，对两组胶结砂砾石试件开展了原位抗剪试验。试验得到的两组胶结砂砾石层间抗剪断参数，经复核计算，大坝均是稳定的。试验还表明强风化料胶结砂砾石多为本体和层面混合剪断，弱风化料胶结砂砾石多为层面剪断；强风化料胶结砂砾石内摩擦角f′较大，抗剪断黏聚力c′较小。胶结砂砾石试件剪切变形属于脆性材料特性。本次试验成果可供千枚状绢云母板岩及变余层凝灰岩地区参考。

归一化水体指数（NDWI）是水体遥感反演的一种重要指标，其阈值及修正直接影响反演结果的精度。基于Landsat-8与GF-1光学多光谱影像，使用归一化水体指数法阈值0（TH₀）、最大类间方差法（OTSU）自适应阈值（TH_otsu）与均值漂移聚类算法（Mean-Shift）自适应阈值（TH_MS）分别对典型正常水体、云雾覆盖水体、富营养化水体、高含泥沙水体进行水体遥感提取与效果分析，结果表明：正常水体以TH₀为阈值提取精度最高，THMS提取精度次之，TH_otsu提取精度最差；而云雾覆盖水体、富营养化水体以及含泥沙水体使用THMS提取精度最高，尤其少量云雾覆盖下的水体，TH_MS具有更明显的优势，TH₀提取精度次之，TH_otsu提取精度最差；对于不同的阈值，Land?sat-8比GF-1总体表现出更高的水体提取精度。Mean-Shift算法应用于NDWI阈值修正与水体遥感反演具有快速、水质适应性强、效果稳定的优势，对尤其是复杂条件下的水体信息遥感反演具有较好的提取效果。

为减少修筑在深厚砂砾石覆盖层上土石坝的渗流损失，提高大坝的安全稳定性，针对某深厚砂砾石覆盖层心墙土石坝，提出一种“库盘水平铺盖+坝基砼垂直防渗墙”空间正交组合渗流控制体系。利用Geo-studio软件耦合Seep/w和Slope/w模块进行坝基渗流方案模拟，基于饱和-非饱和渗流理论研究库水位骤降速率对坝坡瞬态抗滑稳定性的影响。通过对比渗流稳定性态约束条件和经济技术条件，提出坝基渗控最优方案。研究表明，“库盘水平铺盖+坝基垂直砼防渗墙”空间正交组合渗流控制体系在技术经济方面优势显著，可为类似坝基条件下土石坝渗流控制和安全调度运行提供一定的技术参考。

国家对大中型水库移民实行前期补偿加后期扶持的政策，后期扶持工作是帮助移民重建社会和经济关系的系统工程。对于后期扶持政策的实施效果评价，目前多采用基于最大隶属度原则的模糊综合评判法。但该方法在应用过程中可能会丢失大量信息，从而引起评价结论失真。非对称贴近度方法能够在一定程度上避免最大隶属度原则的缺陷。本文首先结合文献和专家意见建立后期扶持效果评价指标体系，利用层次分析法确定指标权重，在此基础上构建基于非对称贴近度的移民后期扶持效果评价模型，并将其应用于龙门县大中型水库移民后期扶持政策实施效果评价。实例分析表明，该模型能客观地反映当地移民后期扶持的效果并揭示不足之处，评价结果较为可信、合理，可为水库移民后期扶持工作实践提供参考。

为探究含石量对不同围压下砂卵石土的颗粒破碎及抗剪强度与变形特性的影响，利用室内大型三轴试验仪开展了固结排水剪切试验。试验设计了0~100%之间5级含石量，在0.5 MPa、1.5 MPa、2.5 MPa三种不同围压条件下进行固结排水三轴剪切试验。基于试验结果，分析了含石量及围压对砂卵石土抗剪强度和剪胀、剪缩特性的影响，并分析了相应的颗粒破碎情况。试验结果表明，在相同含石量下，砂卵石土抗剪强度随着围压的升高不断增加，体变初期表现为明显剪缩，之后剪胀性随围压升高而降低，颗粒破碎率随围压升高而增加；在相同围压下，含石量在50%~75%时，颗粒破碎率最大，并出现最大抗剪强度，而围压越高，试样剪胀越不明显。