粉煤灰是我国工业固体废弃物的最大单一污染源，未能综合利用的数量可观的粉煤灰多采取筑坝形成贮灰场加以贮放。贮灰场长期运行中与封场后的安全环保是其全生命周期内面临的关键问题，贮灰场事故不仅会直接导致重大的人员伤亡或财产损失，还会引发链式环境污染，造成严重的次生灾害。本文在搜集整理我国大量贮灰场实际资料的基础上，对我国贮灰场当前发展形势与安全问题进行了探讨。现阶段，在我国粉煤灰贮存总量大幅增长的同时，贮灰场贮灰方式已从湿式为主过渡为干式为主，涌现出模袋坝、石膏坝等新型贮灰方式，上百米高的灰坝不断出现，部分贮灰场周边城镇化与工业化高速发展，由荒郊步入城市，甚至成为“头顶库”，贮灰场日常运行中不仅易遭降雨等极端气候的冲击，还会受到粉煤灰回采、基础设施建设、采矿、爆破等人为活动影响与灰场周边山体滑坡等自然因素影响，在多年运行和封场后还面临排水排洪设施老化等问题。这些新形势不仅会对贮灰场安全产生直接影响，还会对贮灰场溃决风险起到交织放大作用。建议今后贮灰场设计、建设、运行、封场、再利用的全过程中，要全面考虑贮灰场的潜在致灾因素，在科学论证分析的基础上有效化解风险，提升新形势下贮灰场的韧性和安全水平。

现有的溃坝洪水分析模型理论与方法存在诸多缺陷，导致计算结果与实测资料相差甚远，而基于河流动力学原理的溃坝扩散模型理论严谨、计算简捷高效、成果合理。本文应用溃坝扩散模型（DB-D）分析小岗剑上堰塞湖溃决过程以及初始溃口宽度、深度对泄流特性的影响；模拟了洞庭湖溃堤溃口侵蚀下切过程、溃口展宽过程以及溃口流量、流速、水深变化过程线等；以某两座大型堆石坝连溃为例，得到的上下库溃口流量、流速过程线、库水位降落与溃口高程下切过程线、溃口展宽过程线等与实测资料吻合良好，溃口纵剖面、横断面形状变化合理。研究给出应用溃坝扩散模型进行堰塞湖、防洪堤、堆石坝溃决分析时冲刷参数A和展宽系数k的选取方法，为同类工程的防洪抢险应用提供了参考。

完善水费收入分配机制是实现水网工程运行管理单位公平合理取得水费收入，保障工程良性运行的关键。结合当前水网区域综合定价研究与试点，本文基于水网工程系统供水水量传递与费用收支平衡规律，运用“分账法”实现综合定价模式下水网区域供水水费在利益主体间科学、公平、合理清分的可行性，提出“谁参与、谁收益”“基本与计量，分项解耦”“单源与混合，分期解耦”的水费清分规则，对基本水费的“固定比例”和计量水费的“双比例”清分方法。以山东省骨干水网胶东地区为例，对棘洪滩受水点综合水价收取的年度基本水费与计量水费在供水利益主体间进行了科学分配，给出了相应的分配比例，验证了方法的科学性与可操作性。研究成果可为推进水网建设运行水价形成机制创新与改革提供参考。

河道横断面形态是河道排洪输沙能力的主要影响因素，开展宁蒙河段横断面演变机理研究对于黄河治理意义重大。本文采用实测资料分析的方法，建立了黄河宁蒙河段横断面演变特征与水沙过程的响应关系。研究结果表明：1986年黄河上游龙羊峡和刘家峡水库联合调控运用后，宁蒙河段水量有所减小，沙量大幅度减小，洪峰流量削减严重;同时期，宁蒙河段平滩河宽缩窄，平滩水深变浅，平滩面积减小，平滩宽深比增大。建立的宁蒙河段横断面演变和水沙过程的响应关系表明，宁蒙河段平滩面积随汛期水量的增大而增大，随汛期来沙系数的增大而减小，平滩宽深比随汛期水量的增大而减小，随汛期来沙系数的增大而增大;由河床演变原理可知，汛期水量大、来沙系数小，则水沙过程有利泥沙输移，河道平滩面积增大，河道平滩宽深比减小，横断面形态朝着窄深方向调整;汛期水量小、来沙系数大，则水沙过程不利于泥沙输移，河道平滩面积减小，河道平滩宽深比增大，横断面形态朝着宽浅方向调整。

农业灌溉耗水量巨大，在农田建设中推广应用高效节水灌溉技术是解决水资源短缺的关键。本研究以华北地区冬小麦为研究对象，基于地下滴灌技术+膜调控技术，研究膜调控地下滴灌技术对冬小麦耗水和产量的影响。研究结果显示，在膜调控地下滴灌技术下，冬小麦棵间蒸发强度在整个生育期内一直处于一个较低水平，日平均棵间蒸发强度比传统畦灌减少了32.73%~40.00%；与传统畦灌相比，膜调控地下滴灌技术冬小麦的耗水量同比减少了 15.00%~19.14%，产量同比最大可提高19.46%，水分利用效率同比提高了22.72%~40.40%；此外，膜调控地下滴灌技术下，冬小麦基础作物系数Kcb随着生育阶段的推进呈现出先增大后减小的趋势，与 FAO-56推荐值的变化趋势基本相符。膜调控地下滴灌技术具有显著节水和增产效应，符合国家节水行动的要求，为雄安新区及河北平原区的农业水资源管理提供新思路。

地面厂房上部采用排架柱结构具有节省材料、空间利用高等优点。但由于上下部结构存在显著的质量和刚度突变，地震时将导致上部结构产生强烈的鞭梢效应。因此，厂房排架柱的抗震安全评价及抗震措施研究是排架柱设计的关键问题。其中，排架柱二阶效应的合理模拟是抗震安全评价里的重点和难点，尤其对于国际水电工程设计，如何基于国际规范正确地考虑二阶效应以及降低结构鞭梢效应是目前厂房抗震研究的热点之一。针对上述问题，以印度尼西亚某水电站地面厂房为例开展了厂房上部结构地震响应分析，对比分析了上部结构为排架柱和墙体两种不同设计方案在地震作用下的动力响应特性。研究表明：从基础传来的地震波经厂房下部结构放大后，对上部结构的地震反应影响显著。上部为墙体结构的动力响应小于排架柱结构，增加剪力墙能有效提高厂房的抗震性能。

桩侧摩阻力是决定超长桩基承载力的重要因素。本文基于某高层建筑的超长钻孔灌注桩的现场桩基静载试验结果，分析了桩基在成层土中的荷载-位移发展关系和桩侧摩阻力发展特性，评估了基于静力触探试验(CPT)和标准贯入试验(SPT)结果的若干种预测桩侧极限摩阻的方法的准确性。试验结果表明：试桩表现为摩擦桩。在3种CPT方法中，Bustamante法依赖对经验摩擦系数的选择，对本地区土层桩侧极限摩阻力的预测在黏土中偏小、在粉土中偏大。建筑桩基技术规范对除地表土层以外的其他土层中的桩侧极限摩阻力的预测最为准确。SPT方法的整体精度高于CPT方法，其中Yamashita精度最高，可利用SPT试验结果建立适合本地区的经验公式以准确预测桩侧极限摩阻力。

制定合适的堵排设计方案对于保障赋存水环境复杂水工隧洞的安全至关重要。通过分析堵排措施后隧洞涌水量及围岩孔隙水压演化特征，利用流固耦合数值模拟方法，明确了衬砌外水压力分布规律以及结构受力特性，提出了基于地质和渗控双因素的富水地层隧洞堵排设计方法。结果表明：高压富水地层隧洞外水压力不仅受制于地质因素还取决于渗控措施，应考虑灌浆和排水措施对外水压力折减;排水措施入岩深度过大将削弱灌浆圈堵水作用，反之则影响排水泄压效果，入岩深度达到灌浆圈深度30%~50%时减压控渗综合效果较佳;为解决排水孔非全断面布置引起衬砌局部偏压情况，可设置汇水层以有效疏通衬砌周围的渗流通道，在不影响灌浆封堵效果情况下大幅度提升排水泄压效果。基于地质和渗控双因素的富水地层隧洞堵排设计能为水工隧洞应对富水地层高外水压力提供直接参考。

大坝变形分析是土石坝结构分析和安全评价的重要内容。坝料变形特性参数的确定是大坝变形分析的基础。针对在大坝前期决策阶段（规划、预可行性研究和可行性研究阶段初期）多不具备通过试验确定坝料变形特性参数的问题，基于贝叶斯网络，提出了坝料变形控制参数K（弹性模量系数）的快速取值方法，为前期开展大坝变形分析和安全评价提供了取值范围。主要研究成果和结论为：（1）从地震荷载、坝料物理特性和大坝结构特性三个方面，确定了8个贝叶斯网络节点，建立了土石料变形特性网络模型架构；（2）基于建立的土石坝统计数据库，提出了基于贝叶斯网络的土石料弹性模量系数K快速取值方法；（3）通过对西部某土石坝坝壳料弹性模量系数K进行取值范围预估，验证了本文所提出的快速取值方法在实际工程中的适用性。研究成果可为同类型工程前期决策阶段变形安全评价中土石坝坝料弹性模量系数K的取值提供参考依据。

为研究官厅水库入库水沙变化的长期趋势和极端情景下的响应特征，本文以官厅水库及其上游流域为研究对象，基于石匣里和响水堡水文站1952—2023年水文数据，采用线性回归分析、双累积曲线法及Morlet小波分析法，对官厅水库上游水沙变化的特征及其驱动因素进行研究，重点关注了21世纪以来永定河流域实施流域水沙综合治理和生态修复以及极端天气频发背景下水沙变化特征。结果表明，官厅水库上游径流量和输沙量均呈显著下降趋势，年际和年内分配差异显著，近年来径流量有增加趋势，极端降雨导致流域径流变异性增强而输沙趋于平稳，水库拦沙作用与产沙过程复杂性共同造成水沙响应不同步现象；双累积曲线分析显示，21世纪以来水沙量出现明显突变点，这主要受到流域水沙综合治理和生态修复措施的影响；通过小波分析揭示了两水文站径流量的主周期为56 a和27 a，输沙量的主周期为56 a和38 a；水沙变化的主要驱动因素包括上游水库建设、水土保持措施、人类活动以及气候变化，其中21世纪后人类活动的影响更为显著。

针对砂化白云岩工程特性原位快速评价难题，本研究结合数字钻进技术与X射线衍射分析，突破传统室内试验的局限，揭示钻进参数与矿物成分的内在关联探究其工程特性。依托西南某引水工程，基于潜孔钻机搭载的数字钻进系统开展原位试验，结合X射线衍射分析矿物成分，探究砂化白云岩工程特性，结果表明：钻进速度可有效表征砂化白云岩的空间变异性和结构特征。不同砂化程度白云岩均以白云石为主，差异主要体现在黏土矿物含量上。基于钻进速度与黏土矿物的定量关系，提出砂化程度分级标准，划分为四级，不同等级对应不同的钻进速度区间。该方法突破了传统室内试验的局限，实现了钻进过程中基于矿物成分的白云岩工程特性原位实时评价，为砂化白云岩工程特性的快速识别提供了理论支撑和技术手段，具有显著的工程应用价值。