长江源地区由于特殊的地理和气候环境,其水循环机理具有独特性,根据长江源地区气候、降水、冰川和冻土特点,分析了长江源大汽水、固态水和液态水三水转换机理。研究结果表明：长江源区虽然降水量少,但储存的固态水多,其独特的三水特点及转换机理构建了长江源地区脆弱的生态系统,一旦水循环机理变化,就会显著影响长江源的生态环境。
以长江口天生港、浒浦闸(闸下)和吴淞3个潮位站为例,采用M-K检验、小波分析以及滑动平均序列提取趋势项等方法进行了1956—2009年的年平均潮位的一致性检验与修正。M-K检验表明,各站的潮位均有明显的上升趋势。小波分析表明,天生港、浒浦闸(闸下)和吴淞站的潮位序列分别具有17 a,16 a和16 a的主周期。根据各站年平均潮位的变化周期,分别求出天生港、浒浦闸(闸下)和吴淞站的17 a,16 a和16 a滑动平均潮位序列,提取滑动平均序列的趋势项以量化潮位的变化趋势,并据此对年平均潮位序列进行一致性修正,为长江口水资源可持续利用提供参考。
水质和水量分割在不同体系进行监测和管理的传统水污染治理技术,使水域只能被动接纳水体。为此,提出了一种创新技术体制——水流分质排放方法,建立了水质、水量监测和水体分流设施一体化的智能感知与控制系统。论述了实现该法的技术难点；运用相关性原理分析发现水质项目间存在多向相关项目,论证了从多向相关项目中选取能进行快速在线监测的项目以及求取和分级的方法；并按其监测速度分成若干优先监测级别,使被保护水域能快速选择性接纳符合水质管理目标的水体,实现创新技术体制。查新报告表明,在国内外未见相同文献。实践证明,该方法能快速灵敏选择水体,有效防止污染扩散和输移。
感潮水闸引水量计算基本采用一潮推流法,但一潮推流法工作量很大,并不适合所有情形的水闸, 特别是对于闸门变动较大的水闸, 每年需重新校测,测验任务繁重,目前还没有较好的解决方法。以定波闸为例,研究了引水量计算的一种新方法,以水力学公式为基础,分析水位差流量关系,结果表明精度完全达到规范要求。为沿江水闸的引水量统计提供了一个比较精确的简易可行的方法,为精确掌握沿江引水量,实行最严格水资源管理制度提供基础数据。
以1993—2009年松华坝水源区及昆明市的气象资料、2009年土地利用资料、第二次全国土壤普查资料、水源区牧羊河小流域的径流和泥沙观测资料为基础,用SWAT模型模拟分析了牧羊流域土壤侵蚀的空间差异。结果表明：牧羊河小流域输沙在年际上表现为与年降水量和输沙量峰谷变化具有较好的一致性,在年内表现出,输沙主要集中在6—9月；空间上牧羊河土壤侵蚀模数多年平均值介于21.4~4 586.5 t/(km2·a),且以中轻度为主,土壤侵蚀模数的空间变化与土地利用类型和地形坡度密切相关；土壤侵蚀模数与降水在年际变化上有较好的一致性。这一研究可为水源区土壤侵蚀空间分布的掌握和估算,以及制定有针对性的水土保持措施提供重要的理论依据。
以三峡水库支流库湾长期普遍存在的中层倒灌异重流为背景,构建室内物理模型,以入流量、初始水位、温度差3个主要影响因子,设计系列工况对中层反坡异重流运行特性进行模拟试验研究,分析异重流头部移动速度、交界面高度、头部厚度等主要水力学要素的变化过程及受入流量、初始水位、温度差的影响规律。借助钱宁等有关异重流的头部速度理论公式,计算了各种工况下的中层异重流头部理论速度,对比实际头部速度的实测值与理论值,两者相差不大,相对误差均小于5%。
平底Ⅰ型马蹄形断面由于其形状及其尺寸容易控制,是水利水电工程中较常采用的断面形式之一,但其临界水深是超越方程,无解析解。为此,通过对平底Ⅰ型马蹄形断面临界流方程进行数学变换,对无量纲临界水深和无量纲参数之间的关系进行研究分析,应用拟合原理得到了平底Ⅰ型马蹄形断面临界水深的近似计算公式。该公式克服了传统的试算法或查表法存在的计算繁琐、依赖图表、误差较大等缺陷。在工程的常用范围内(即临界水深与拱顶半径之比：0<h/r≤1.447 1), 该公式表达形式最为简洁,最大误差小于0.4%,将为工程设计及水工设计手册的编制提供参考。
利用MTS815.04电液压伺服可控制刚性试验机,对标准粉砂岩岩样进行了保持轴向变形恒定的卸围压试验,获得了大量的应力、应变实验数据。研究表明：岩体卸围压试验大致分为3个阶段,即初始阶段、裂纹扩展阶段及破坏阶段；岩体破坏时裂纹主要沿着最大主应力的方向开裂,最终形成近似平行于最大主应力的张拉型破坏面。进一步对岩体卸荷过程中轴压σ1与围压σ3的变化曲线进行分析发现：当围压降低到一定程度时,裂纹在拉应力作用下迅速扩展；扩展开的裂纹之间由于没有了摩擦力的作用,相对于加载破坏,岩体更容易发生卸荷破坏；在卸荷过程中岩体弹性模量E,泊松比μ随体积应变εv表现出明显的非线性变化趋势。试验结果可为工程提供借鉴。
针对软岩遇水易崩解、软化等特点,以金沙江中游某坝基软岩为例,选取右岸坝基具有代表性的8块泥质粉砂岩岩样,将每块岩样切割成3部分,分别进行干燥单轴抗压强度试验、室内干湿循环崩解和室外自然条件崩解试验。通过拍照和跟踪观察,记录岩样的初崩时间,并进行试验全过程崩解现象的描述,据此,定性地将崩解性由强到弱划分为完全崩解、中等程度崩解、不崩解3个等级。试验结束时,可直观地观察到室内和室外2种条件下岩样的最终崩解对比情况。之后,对室内浸水崩解试验结束后的岩样进行黏粒含量的测定。试验结果表明：干湿循环条件下岩样的崩解要比自然条件下彻底；所取岩样的初崩时间顺序、最终崩解情况与干燥单轴抗压强度、黏粒含量存在较好的相关性。由于软岩的不良物理现象,特别是其崩解性,将不同程度地增加工程施工的难度,对软岩崩解特性的研究,具有实际的工程意义。
对于具有复杂空间几何特征和地质构造的实际工程边坡,在进行稳定分析评价时,需对其进行三维分析。通过发展完善边坡稳定分析的三维极限平衡法程序CORE-lam3D,可模拟真实的坡面、地质界面、地下水位面、滑动面等复杂空间曲面,可采用3种三维极限平衡分析方法对潜在的滑动面及其可能多个滑动方向进行分析计算,可分析水荷载、地震荷载、加锚等因素作用的影响。通过对瀑布沟库首右岸拉裂变形体的稳定性进行研究,说明了CORE-lam3D的实用性和可靠性。
考虑波的多次反射,采用频域分析方法研究一维波在层状节理岩体中的传播问题。首先基于波动理论、线性位移不连续模型在频域内建立一维波沿多条平行节理传播的总体传递矩阵,结合边界条件解得层状节理岩体中一维波传播的频域解,然后采用离散傅里叶变换和反变换将频域解过渡到时域解,最后运用上述方法研究了SV波在不同间距、不同条数节理组处的传播,并与离散元程序UDEC模拟结果进行对比。结果表明：随节理间距增大,位移透射系数|TN|(透射波与入射波振幅比值)的变化趋势呈现上升、下降、平稳3个阶段；在透射系数|TN|呈上升阶段的节理区间内,透射系数|TN|对节理条数依耐性很小；通过与UDEC计算结果对比表明本文求解方法是可行的。
结合湖北省宜昌市小溪塔至鸦鹊岭一级公路改建工程及风化砂改良膨胀土路基施工项目,对膨胀土掺入不同比例的风化砂配制试件,进行自由膨胀率、无荷膨胀率、25 kPa和50 kPa有荷膨胀率以及膨胀力的试验研究,得到了不同掺砂比例下膨胀土的膨胀率和膨胀力指标。研究发现：掺砂对抑制膨胀土的膨胀是有效的,经过风化砂改良的膨胀土的自由膨胀率小于35%,达到了路基施工规范的要求。不同的掺砂量对改良膨胀土的膨胀指标有着显著的影响：当掺砂比例为10%时,自由膨胀率、膨胀力降低最为显著；当掺砂比例为40%~50%时,25 kPa有荷膨胀率的变化最为明显；掺砂比例为30%~40%,50 kPa有荷膨胀率变化的幅度最大；掺砂比例为40%时,荷载的增加对抑制膨胀性效果最明显；掺砂比例对无荷膨胀率影响很小,基本呈平缓线性变化。通过对掺砂效果的综合比较,掺砂10%能最快最经济抑制膨胀。
文登抽水蓄能电站由引水系统、地下厂房系统和尾水系统以及上下库组成。复杂地下厂房洞室群、上下库大坝防渗系统以及压力管道上方的平洞和密集排水孔幕构成了文登抽水蓄能电站复杂的防渗排水系统。采用GWSS（Ground water Simulation System）软件对文登抽水蓄能电站工程区复杂的渗流场进行了数值模拟分析,重点研究了抽水蓄能电站正常运行后工程区复杂渗流场特性、引水系统管道的外水压力和上水库防渗效果。研究结果表明：在高压隧洞下水平段上部设置排水洞和排水孔幕的排渗方案,对引水管道和岔管具有显著排水降压作用,使该区域的渗控效果满足要求。
郑武客专沿线广泛分布有深厚的粉质土,客运专线对工后沉降控制非常严格,根据沉降监测数据控制填土速率,保证路堤在施工中的安全与稳定,预测工后沉降确定无渣轨道的施工期,控制工后沉降在设计允许范围之内是路堤填筑的关键。对路基沉降观测数据的可靠性、沉降数据的预处理以及沉降观测异常数据判别方法进行了系统的叙述,尝试用最小二乘支持向量机对沉降数据进行预处理；讨论了各种预测模型的特点及适用性。基于沉降资料可靠性和沉降预测方法两方面的研究,形成了粉质土地基沉降系统预测方法,并通过实例详细介绍了预测过程。预测结果显示郑武粉质土地基沉降已基本趋于稳定,运行期不会发生较大的工后沉降,郑武客专地基处理及施工方法是成功的。
基于混凝土重力坝深层滑动面上应力分布情况的数值计算成果,结合分项系数极限状态设计方法,研究了一种评估混凝土重力坝深层组合滑动稳定性的改进分项系数法。在此基础上,利用Delphi 编程工具,结合AutoCAD二次开发技术对该方法实现了程序化,得到了评估混凝土重力坝深层滑动稳定性的可视化软件模块。该方法和软件模块,充分利用了有限元数值模拟方法在计算应力场和考虑坝基及坝体变形影响等方面的优势,又结合了可靠度设计方法,得出的稳定安全系数能够较好地反映重力坝的抗滑稳定特性,且沿用了设计规范中的Ks表示方法,易于计算和普及。
为探讨深厚覆盖层中坝基防渗墙地震反应规律并评价其抗震安全性,以金平堆石坝为工程背景,在三维非线性静力分析基础上,采用子模型技术对坝基防渗墙进行了地震动力时程分析,坝体材料及覆盖层采用Hardin-Drnevich动力本构模型,防渗墙与覆盖层的接触关系采用薄层接触单元模拟。计算成果表明：防渗墙上部靠两岸侧动应力反应较大,动静叠加后其应力变形规律相对静力工况变化较小；受深窄河谷及右岸折坡地形影响,竖直向压应力极值并未如一般规律所反映的出现在墙体中下部,而是位于墙身中上部的右岸侧折坡处；在设计地震作用下,防渗墙拉裂状况基本没有恶化,压应力极值增幅仅3.5%。综合来看,设计地震对防渗墙的运行状态影响不大。
介绍了将计算机、GIS、数据库、无线传感器网络等技术相结合的施工数字化管理系统在大岗山水电站中的运用,并详述了三维可视化仿真、施工灌浆、混凝土温控及安全爆破监测4个成果实例。该系统可建立符合现场大坝施工特点的数据采集模式,实现三维可视化查询、混凝土温控查询和分析,以及基础处理工程的过程控制和质量管理。数字化体系的建立能够实现施工数据的集中整合管理与共享,促进施工现场标准化、规范化、精细化和个性化,为建设方的决策提供技术支持。
