湿地植物群落结构和空间分布格局对湿地生态系统结构和功能起着决定性作用。传统的野外监测和受控实验在研究大尺度湿地植物群落结构和空间分布方面存在局限，在建立“生态过程-空间格局”有机联系并预测动态变化方面存在不足。因此，数学模型成为研究湿地植物种群扩张、空间分布及相互关系的重要工具。通过综述国内外相关研究文献，按照模型对生态机理及空间格局刻画的程度，湿地植物生态模拟的数学模型可分为统计模型、物种分布模型和种群动力学模型三种类型。尽管当前湿地植物模型在理论方法层面取得一定进展，但环境条件模块与植物模块的时空匹配问题，以及湿地植物生活史过程的机理融合问题显著制约了模型的合理性和准确性。最后，以大型通江湖泊湿地-鄱阳湖为例，构建了水动力驱动下的湿地植物生态数值模拟框架，从机理和应用两个层面提出了湿地植物生态数值模拟的发展方向。在机理层面，应基于通江湖泊独特的水文过程，强化生态学机理支撑;在应用层面，应聚焦江湖关系变化下的水文情势，在水动力模型基础上耦合种群动力学方法，刻画植被演替动态及空间格局，并通过野外调查和遥感影响比对验证，以提高模型精度。

预应力钢筒混凝土管(PCCP)的承载能力计算涉及管芯开裂时的弯矩重分布，是管体结构设计的重要组成部分。本文针对现有计算方法中管芯开裂判定的经验性和现有试验结果中管芯开裂后管体变形的剧烈性问题，提出了三边承载试验下PCCP承载能力计算模型。模型基于刚性管假设推导了管壁截面的弯矩与轴力系数，采用简化的混凝土应力应变关系作为管芯开裂的判别标准，给出管芯开裂后的管腰处弯矩重分布和管顶(底)处轴力作用线移动的数学表达，开展了基于分布式光纤传感器测量的三边承载试验，并验证了计算方法的合理性。对比验证结果表明，管芯开裂前计算与试验结果基本一致，管芯开裂后计算与实测结果在趋势上相同。本文采用的计算模型与原型试验的对比分析框架，有助于更深入了解PCCP受载变形规律，并在未来用于管体设计参数的确定与优化。

再生水灌溉是缓解农业水资源短缺的重要措施，然而再生水中内分泌干扰物的健康风险尚不清晰。本研究采用盆栽试验，研究了双酚A和壬基酚在土壤-玉米系统中的累积和转运规律，评价了双酚A和壬基酚对玉米的根系性状和玉米产量的影响。结果表明：(1)土壤和玉米植株中双酚A和壬基酚的含量随着初始浓度的增加而增加。玉米根系中双酚A和壬基酚含量高于茎和叶，根系中双酚A和壬基酚分别为0.05~0.16 mg/kg和0.33~1.13 mg/kg。(2)较高浓度处理对玉米根系和产量指标有明显的抑制作用，分别对根长、根体积、根表面积、穗粗、穗长和百粒重存在抑制作用。(3)双酚A和壬基酚在玉米各组织中转运能力较弱，双酚A和壬基酚的转运系数大多都小于1。

针对BP神经网络在用水量预测时影响因素多以及易陷入局部最优的问题，本文构建一种基于主成分分析和改进粒子群算法优化的BP神经网络(PCA-IPSO-BP)用水量预测模型。本文首先提出一种基于正弦函数的非线性异步学习因子，改进粒子群算法(PSO)，形成IPSO算法，然后通过主成分分析筛选用水量因子，最后应用IPSO算法组合BP神经网络，以乌鲁木齐市2005—2020年用水量数据为例开展用水量模拟，并对未来用水量进行预测。结果显示，有关经济、人口、气候、用水效率等方面的14个因子可由降维后的主成分F₁、F₂、F₃代替;PCA-IPSO-BP神经网络模型最先收敛且适应度值最小，用水量模拟的RMSE、MAE、MAPE分别为0.103亿m³、0.093亿m³、0.89%;未来用水量有增加趋势，2025年、2030年、2035年用水量分别为12.58亿m³、13.98亿m³、14.31亿m³。该模型消除了因子之间的冗余信息，提高了预测精度，基于非线性异步学习因子的IPSO算法有效避免了模型陷入局部最优，该模型可为城市用水量预测提供一种新的方法。

研究生态系统服务时空变化及其权衡关系对推动生态系统可持续管理及平衡经济发展与生态文明建设具有重要意义。本研究综合土地利用、高程及降水等多源数据，采用InVEST模型及相关性分析等方法，分析了2000—2020年长三角一体化示范区土地利用变化以及生态系统服务(包括碳储存、水质净化及生境质量)的时空分布特征及其权衡/协同关系。结果表明：(1)研究区土地利用以耕地、建设用地和水体为主，占总面积的98%;2000—2020年，土地利用变化主要由耕地向建设用地的转变，导致耕地面积减少437 km²。(2)2000—2020年，示范区水质净化、碳储存及生境质量均呈下降趋势。(3)在空间分布上，碳储存量逐渐由西北低东南高转变为相对均匀分布，水质净化能力在建设用地和耕地与水域交界处较低，生境质量逐渐由南低北高转变为相对均匀分布。(4)示范区生境质量与碳储存呈现权衡关系且权衡强度逐渐减弱，生境质量与水质净化之间为协同关系，碳储存与水质净化之间为权衡关系。研究结果可为长三角一体化示范区高质量发展提供决策依据。

鸭绿江流域横跨中国与朝鲜两国，该流域的降水等气候要素变化对预防洪水和干旱风险至关重要。然而，目前关于该流域降水特征的研究，尤其是基于最新气候变化模式CMIP6的成果较少。本文基于ERA5-Land再分析数据集和最新的CMIP6中8个模式、3个情景的降水数据，采用M-K检验和Morlet小波分析方法，分析鸭绿江流域历史和未来降水特征。结果表明：(1)该流域朝方侧历史时期(1950—2022)多年平均降水量略高于中方侧，流域内年降水无显著变化趋势。(2)流域历史降水存在29年和49年两个周期，其中49年为第一主周期。(3)流域未来(2025—2100年)年降水呈显著增加趋势，且存在由东南到西北逐渐减小的空间分布特征，朝方侧年降水大于中方侧，且未来近期(2025—2060)和远期(2065—2100)年降水变化趋势存在明显差异。(4)未来三个情景的年降水周期特征较为接近，第一主周期均为52年。研究可丰富基于CMIP6的研究成果，为鸭绿江流域的防洪抗旱管理提供科学参考。

塔里木河(简称塔河)流域是典型的干旱绿洲农业区，明晰农业灌溉面积增长对流域水储量的影响，对于维护流域生态环境稳定和可持续发展尤为重要。本文提出了基于作物长势的实际灌溉面积遥感监测方法，采用Landsat卫星影像解译了塔河流域2003—2022年实际灌溉面积，利用相关系数及脱钩指数评价了流域实际灌溉面积变化与水储量的相关和依赖关系。研究结果表明：(1)干旱区灌溉与非灌溉植被长势差异显著，以卫星遥感影像计算的作物生育期内最大植被指数(NDVI)为分类指标，采用随机森林分类器辅以一定数量的样本，可实现大范围年实际灌溉面积的快速提取;(2)塔河流域2003—2022年间实际灌溉面积由2989万亩增加到5420万亩，增长比例为81.33%。5个地州中增长量最大的是阿克苏地区，共增了926万亩，增长比例为87.94%;其次是喀什地区，共增长了668万亩，增长比例为77.44%;(3)从相关系数上看，塔河流域2003—2022年间实际灌溉面积与陆地水储量的相关系数为-0.74，5个地州中阿克苏相关性最高，为-0.96，克州最小，为-0.56;(4)从脱钩指数上看，整个流域灌溉面积的增长强依赖于水储量消耗，虽然依赖度近年来有所降低，但未达脱钩状态。从空间上看，喀什、克州、巴州、阿克苏均为强依赖状态，和田为脱钩状态。上述结果表明，对塔河流域大部分地区而言，如果灌溉效率没有显著提升，灌溉面积已不宜继续扩大。本文的研究结果可为塔里木河流域水资源管理与可持续发展提供参考。

渗滤效应下水泥颗粒在砂土孔隙通道上滞留沉积，严重影响扩散远端的注浆改良效果。基于两相流理论对渗滤效应的动力学过程进行了分析，并考虑质量守恒和渗流性连续条件建立了浆液扩散的微分控制方程，然后进行了平面一维渗流问题的数值模拟计算。结果表明渗滤效应对砂土孔隙率，浆液压力、流速及浓度存在显著影响，数值计算结果与Darcy定律相比，最大差值达40%左右。揭示了渗滤效应的根本特征及其对砂土注浆加固效果的影响机制，指出渗滤作用下扩散至远端的浆液水泥含量少，不能产生理想的加固效果。所得结论对砂土注浆工程设计、施工具有较高的参考价值，对多孔介质渗流力学的发展也具有一定指导意义。

为提高水电厂监控系统性能，本文研究提出了水电厂监控系统新型通信模型。论文基于以太网的开放系统互联参考模型 OSI(Open Systems Interconnection Reference Model)架构，分析了目前水电厂监控系统普遍采用单播和广播相结合的以太网通信的优点和不足，分析了传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)模型架构和报文发送、握手连接及断开连接过程，阐述了用户数据报协议UDP(User Datagram Protocol)网络模型的特点，提出了改进UDP网络协议安全性的措施。本文系统对比分析了单播、组播和广播网络信息传输模型的特点，探讨了单播、组播和广播网络信息传送模型与TCP和UDP相结合的以太网网络通信模型的特点。基于对TCP网络协议模型在广播中的可靠性与实时性研究，本文提出了一种UDP与IP组播技术相结合的新型水电厂计算机监控系统网络通信模型，可大幅提高监控系统通信实时性和可靠性，并通过实际工程应用案例进行验证和分析，为水电厂计算机监控系统通信模型建立提供新的选择，具有巨大的应用前景和推广价值。

The rapid identification of planting patterns for major crops in a large irrigated district has vital importance for irrigation management，water fee collection，and crop yield estimation.In this study，the OTSU algorithm and Mean-Shift algorithm were employed to automatically determine threshold values for mapping two main rotated crop patterns at the pixel scale.A time series analysis was conducted to extract the spatial distribution of rice-wheat and wheat-maize rotations in the Chuanhang irrigation district from 2016 to 2020.The results demonstrate that both threshold segmentation algorithms are reliable in extracting the spatial distribution of the crops，with an overall accuracy exceeding 80%.Additionally，both Kappa coefficients surpass 0.7，indicating better performance by OTSU method.Over the period from 2016 to 2020，the area occupied by rice-wheat rotation cropping ranged from 12500 to 14400 hm²;whereas wheat-maize rotation cropping exhibited smaller and more variable areas ranging from 19730 to 34070 hm².These findings highlight how remote sensing-based approaches can provide reliable support for rapidly and accurately identifying the spatial distribution of main crop rotation patterns within a large irrigation district.