坝体应力应变监测是高混凝土坝必设的重要监测项目。目前国内有关文献的应变计组的应变不平衡量处理存在不尽合理甚至错误的情况，这可能在混凝土应力计算中引入不必要的系统性偏差。本文明确指出应变计组的不平衡量调整与测绘学的条件平差数学上等价，并利用其算法来统一处理各向应变计组的不平衡量调整问题。与传统的公式相比，得到的应变计组的应变不平衡量调整公式，具有更严格的数学基础和更明确合理的物理意义，有助于提高混凝土应变监测的数据质量。

冬季寒冷的北方河流易形成冰盖或冰塞，冰盖的存在对桥墩附近局部冲刷产生影响。在清水冲刷条件下，试验研究了有无冰盖条件下，不同流速和水深对桥墩附近局部冲刷的影响。研究结果表明：对比明流条件，冰盖的存在导致更大的近底流速和近底流速梯度，从而桥墩局部最大冲刷深度更大；其它条件相同的情况下，随流速的增大，桥墩局部最大冲刷深度增大；随着桥墩墩径增大，桥墩局部最大冲刷深度增加；水深增加时桥墩局部最大冲刷深度相对减小。根据试验数据，给出了有冰盖条件下桥墩局部最大冲刷深度的计算公式，与国内外相关试验数据吻合较好。

为避免在影响水流运动的构筑物附近进行网格加密而导致计算效率降低的问题，本文采用阻水和导水通道数值模拟方法，以辽浑防洪保护区为研究对象，构建了基于阻-导水通道的水动力学模型，分析了超标准洪水下溃堤洪水的淹没过程及对研究区内社会经济的影响。结果显示：遇超标准洪水，陶家险工和偏养子堤段溃决后，保护区内将进入7.458亿m³和5.852亿m³洪量。受研究区内地势影响，溃决洪水由北向南宣泄，淹没面积达570 km²和268 km²，淹没过程中阻、导水通道较好地体现了构筑物对洪水演进的影响和作用。两种情景下，保护区内41 650 hm²和19 910 hm²农田将被淹没，21万和9万人口受洪水威胁，直接经济损失将达128亿元和52亿元。

白洋淀是大清河流域重要枢纽工程，基于雄安新区建设对大清河流域防洪提出更高的要求，大清河流域水工程联合防洪调度研究显得尤为重要。本文以白洋淀最高水位最小作为联合防洪调度目标，建立联合防洪调度模型并进行求解。在保证水库工程安全的前提下，进行了不同洪水条件下的联合防洪调度研究，通过优化调度，可保证在遭遇百年一遇洪水不开启文安洼蓄滞洪区；在一定程度上降低了白洋淀最高水位，可有效减轻了堤防和白洋淀防洪压力，为保障雄安新区防洪安全提供支撑。

地表反照率（a_c）是计算辐射收支分配的重要参数，其精度对实现大尺度地表蒸散发（ET）的准确模拟有重要意义，在ET模拟中常用线性插值法来获取时间连续的a_c数据，但其a_c重建过程的机理性不足。本研究利用时域重建方法获取a_c的逐日数据，利用Penman-Monteith-Leuning（PML）模型对海河流域ET进行了模拟，并与传统的基于线性插值计算a_c的方法进行对比，分析了不同a_c输入对ET模拟结果的影响。结果表明：（1）采用时域重建方法得到的a_c进行ET模拟时，在海河流域与2008、2010及2018年4个涡度相关数据的相关系数均在0.53以上，相关性较好；（2）海河流域2018年的a_c呈现出北高南低的特征，同时夏季和冬季的高值区相对较小；（3）望都站的示例分析表明，与采用线性插值得到的a_c方案相比，对a_c进行时域重建后进一步降低了ET模拟值的均方根误差和偏离度，可为提高蒸散发精度提供借鉴。

针对层状岩体地下厂房围岩变形稳定问题，本文基于三维块体离散元软件（3DEC），采用数值模拟，研究岩层产状对层状岩体地下厂房围岩松弛变形特征的影响规律。研究结果表明，当岩层倾角小于30°时，厂房开挖后围岩最大变形发生在顶拱和底板部位，当岩层倾角大于60°时，最大变形发生在边墙部位；在相同条件下，随着岩层倾角的增加，厂房开挖后围岩的最大变形量和松弛区的深度表现出了先增大后减小的趋势，且当岩层倾角到达60°~70°时，其达到了峰值；随着厂房纵轴线与岩层走向的夹角的增大，围岩的最大变形量和松弛区的深度表现为逐渐减小的趋势，且当厂房纵轴线与岩层走向的夹角超过一定角度后，其基本上无明显的减小趋势。对于陡倾角层状岩体，地下厂房设计时，建议洞室纵轴线与岩层走向的夹角不宜小于60°。

地表-地下水交互作用关系对于水资源调度管理具有重要影响，深入理解这一关系是进行科学调度的基础。本文基于MODFLOW建立了黑河中游地区的地表-地下水联合模拟模型，通过1995—2000年间的实测资料对模型进行了参数率定和模型验证，并模拟了2001—2006年黑河水量调度实际情况。结果表明，黑河流域地表-地下水之间的交互作用是影响调度效果的重要因素，丰水年河水补给地下水导致河道下泄比例偏低，枯水年地下水补给河水导致河道下泄比例偏高。对比丰水的2003年和枯水的2001年，地下水向河道的净补给量减少了将近2亿m³，因此在丰水年即使压缩中游用水也无法完成正义峡分水指标，导致了分水方案执行过程“越丰水越难完成任务”的现象，建议通过调整分水方案或者增加调蓄工程来解决这一问题。

裂隙岩体介质渗透特性是研究地下水问题的重要参数，不仅取决于结构面产状规律同时与所处地应力环境相关。本文针对裂隙岩体渗透性问题，考虑结构面分布随机性，利用UDEC软件，通过多个数值分析模型，研究了结构面特征和应力边界条件对裂隙岩体等效渗透性的影响。结果表明：裂隙倾角、间距、隙宽和迹长对岩体的渗透特性均有明显影响，裂隙倾角与渗流主方向较为接近时，该方向的岩体渗透系数较高；岩体的渗透系数随裂隙间距的增加呈幂函数降低趋势，随隙宽的增加而增大；各渗透分量均随迹长的增加而增大，但增长速度由快变慢；岩体所赋存环境地应力场对岩体的渗透系数有明显影响，地应力水平的提高会导致有效水力隙宽减小，进而降低岩体的渗透性，渗透系数随地应力的变化基本呈线性关系。

本文研究了宝泉抽水蓄能电站计算机监控系统国产化改造方法。该电站计算机监控系统是由国外供货且LCU主机采用工控机，这种监控系统的改造在国内没有先例。本文系统总结了宝泉抽水蓄能电站监控系统国产化改造方案研究方法，主要内容包括水电站现场安全测试、以太网协议类型筛选、通信应用层协议测试等方法研究，而通信应用层协议测试研究方法又是其中的核心内容。本文逐一研究了通信应用层协议，分析了这些方法各自特点及其在该电站应用的可行性。应用本文提出的数据包分析方法，顺利完成了宝泉抽水蓄能电站计算机监控系统国产化改造方案研究。

大口径长距离输水管道是当前水资源调配的主要手段，在保证水质、管材及线路选择、施工灵活性等方面相对于渠道输水有着较大优势。长输管道工程中管材的选择对工程的运行安全和工程造价至关重要。本文详细分析了钢管、预应力钢筒混凝土管等管材特点，基于层次分析法理论（AHP），建立了长距离输水工程管材适应性评价指标体系，以新疆某长距离输水管道工程为实例，针对钢管、球墨铸铁管、预应力混凝土钢筒混凝土、PVC管等不同管材的适应性进行评价，对比分析最终确定了管道最优选取方案。该方法能科学的评价管材适应性，对于长距离输水工程管材选型设计具有重要的工程应用价值。