【目的】揭示鄱阳湖五河入湖水沙通量的长期变化规律、突变特征及驱动因素，为流域水资源管理和水沙调控策略制定提供科学依据。【方法】基于1960—2018年五河径流量、输沙量及降水、气温数据，采用累积距平法、Mann-Kendall趋势检验、Morlet小波分析和双累积曲线法，系统分析水沙通量的趋势变化、突变年份、周期特征及气候与人类活动的贡献。【结果】(1)五河入湖径流量在研究期内保持总体稳定，无显著长期趋势；输沙量显著下降，1995年为突变点，下降幅度达64.26%。(2)径流量主要呈现10年以内的短周期，与区域季风气候相关；输沙量表现出超过10年的长周期，反映气候与人类活动的综合驱动。(3)基准期(1960—1995年)降水-输沙关系稳定，而变化期(1995—2018年)实际输沙量远低于理论值，人类活动使单位降水的输沙贡献显著降低。(4)双累积分析显示降水-径流关系稳定，但降水-输沙关系在1995年后斜率明显减小，说明水库拦沙、水土保持和采砂管理等措施是输沙下降的主导因素。【结论】鄱阳湖五河输沙过程在1995年后发生显著变化，其中人类活动的调控作用显著强于气候变化的直接影响。未来应结合水库调度优化、水土保持工程和采砂管控政策，加强对流域输沙长期变化的管理与预测，为鄱阳湖生态安全和水沙调控提供支撑。
【目的】分析钢纤维和橡胶颗粒对大流动性混凝土力学性能、抗冲击能耗、延性比和韧性系数的影响，并对大流动性混凝土力学和抗冲击性能进行改善。【方法】设计不同钢纤维掺量(0.8%、1.2%和1.6%)和橡胶颗粒体积替代率(10%、15%和20%)的钢纤维橡胶混凝土试件，对其进行冲击落锤试验以及基本力学性能试验，采用两参数Weibull函数模型对大流动性钢纤维橡胶混凝土抗冲击寿命进行预测。【结果】(1)钢纤维可以提高大流动性混凝土的立方体抗压强度和劈裂抗拉强度，橡胶颗粒的掺入降低了混凝土的强度；(2)钢纤维可以显著提高大流动性混凝土的抗冲击性能，橡胶颗粒体积替代率为20%、钢纤维掺量为1.6%的混凝土终裂冲击次数最多，表现出最佳的抗冲击性能；(3)在钢纤维掺量不变的条件下，大流动性橡胶混凝土抗冲击延性比和韧性系数随橡胶颗粒替代率的提高而增加。【结论】钢纤维和橡胶颗粒对大流动性混凝土力学性能影响不同，但均可以显著提高大流动性混凝土的抗冲击性能，大流动性钢纤维橡胶混凝土的抗冲击寿命符合Weibull分布模型。该研究成果可为大流动性钢纤维橡胶混凝土抗冲击性能的评价提供参考。
【目的】开展南水北调中线水力调控综合评价，为实现精准调度决策提供科学支撑。【方法】考虑水位控制目标、水位降幅约束、闸门调节频次、响应时间快慢等因素，构建了南水北调中线水力调控评价体系。结合可变模糊集理论和云理论，建立了一种基于三角形分布的可变云综合评判新模型，对拟定的10组南水北调中线输水典型水力调控方案进行评价优选。【结果】(1)方案3相对最优，综合计算等级值为2.76,评等级价为良；方案6相对最差，综合计算等级值为4.09,评等级价为较差。(2)大多数调度方案的效果评价等级为一般，综合计算等级值范围为3.02～3.52,这反映出不同评价指标之间存在矛盾。(3)排序结果显示，体现安全性的水位限值和变幅控制的指标对方案优劣判断的影响较大，这与南水北调中线调度运行中安全优先的实际调控原则相符合。【结论】可变云综合评价模型能够较好地综合量化评估各调度方案，并实现方案的优劣排序。未来可结合数字孪生工程建设，进一步研究调控模型优化和实时控制，为中线工程智慧调度提供技术支撑。
【目的】通过夜光遥感技术，探究灯光变化与东平湖区域非法采砂、移民等行为的关联关系，为东平湖治理和规划提供决策参考。【方法】采用NPP/VIIRS、珞珈一号夜光遥感数据，结合河湖流域的社会经济及已有违法先验信息等数据，利用改进的基于时间滑动窗口的隐马尔可夫模型影像优化算法，在大尺度空间上分析东平湖非法采砂和移民行为。以区域夜光强度指数和区域夜光梯度指数为统计指标，得到东平湖区域整体夜光分布。【结果】(1)2013—2020年，老湖区湖面夜光和非法采砂呈下降趋势；2014—2015年，区域夜光强度指数降幅达到37.2%,同时湖区南部非法采砂活动骤然减少，非法采砂行为得到有效控制；2019年，湖区夜光几乎消失，非法采砂销声匿迹。(2)移民行为集中在2013—2017年，2017年湖区北部夜光消失，移民搬迁完成；2020年老湖区移民回迁工作顺利开展，湖区北部浒源社区处再次出现微弱夜光。(3)随着经济社会的发展，人类活动更加活跃，滞洪区夜光呈上升趋势，2015—2020年加权后辐射亮度值年均增幅为5.31%。【结论】夜光遥感可有效监测东平湖非法采砂与移民活动的时空变化，其结果与治理成效高度吻合。未来可将夜光遥感纳入河湖动态监管体系，为违法活动取证和人口迁移分析提供技术支持。
【目的】揭示天山乌鲁木齐河源1号冰川水文过程的演变规律及其对气象因子的响应机制，为区域水资源管理与气候变化应对提供科学依据。【方法】采用M-K方法检验1号冰川1989—2019年物质平衡序列，识别突变年份及变化趋势；依据物质平衡线将1号冰川划分为积累区和消融区，并通过小波分析探讨冰川水文过程的周期、频率和相位特征。【结果】(1)1号冰川物质平衡于1993年和1996年发生突变，总体呈持续下降趋势；(2)积累区和消融区物质平衡对降水和气温的响应具有多尺度效应，以1年共振周期为主，滞后响应时间约半年；(3)消融区与积累区的物质平衡存在半年短周期和1年长周期共振，两者之间的水文传递过程具有高度同步性；(4)降水、消融区物质平衡和蒸发对冰川区总径流的影响均表现为1年共振周期，总径流对降水和蒸发的响应滞后为1～2个月，对冰川融水的滞后响应约半年。【结论】1号冰川物质平衡呈现阶段性突变与持续亏损趋势，其水文过程具有多尺度共振特征，且不同水文要素间存在差异化的响应滞后，揭示了冰川对径流的缓冲调节机制。在全球变暖背景下，需重点关注冰川融水的滞后补给效应，并加强冰川区多要素的长期定位观测。
【目的】为了改善混凝土表层嵌贴CFRP板与混凝土之间的黏结性能，提出了一种新型内嵌锚具加固方法。【方法】利用螺栓对钢制锚具挤压产生的夹持力实现对CFRP板的机械锚固，完成了3种直径锚具在不同螺栓拧紧力矩下的夹持力和锚固力的测试研究，并在此基础上开展了9个表层嵌贴CFRP板的黏结试件和24个内嵌锚具夹持CFRP板的锚固试件的单面剪切试验，研究了两种试件的破坏形态、CFRP板的应变分布规律、锚固力等。【结果】在测试中，锚固试件出现了锚具与CFRP板间的相对滑移破坏以及CFRP板被拉断破坏。3种直径锚具夹持的CFRP板锚固试件的锚固力不受混凝土强度和锚具间距的影响；较大直径锚具具有较大的锚固力；锚具数量的增加可有效提高试件的锚固力。【结论】揭示了内嵌锚具夹持CFRP板的传力机理，推导出多种锚具的锚固力计算公式，为内嵌锚具夹持CFRP板加固构件的设计与性能评估提供理论支撑。
【目的】分析影响区域水资源供需平衡的关键因素，构建科学的调控策略，为推进水资源可持续利用与区域高质量发展提供理论支撑与实践路径。【方法】基于水足迹和蓝绿水理论，创新性地从广义水资源角度探讨流域水资源压力机制。以延河流域为例，采用SWAT模型计算流域蓝绿水量，耦合系统动力学模型，设定自然发展、水资源调控、经济调控、生态调控4种情景，量化分析不同情景对水资源承载力的影响，进而提出提高水资源承载力的调控方案。【结果】SWAT模型率定期和验证期的决定系数R2、纳什效率系数NSE分别为0.69、0.61和0.88、0.78,模拟精度良好；延河流域多年平均蓝水量为14.08亿m3,多年平均绿水量为31.93亿m3,绿水是流域水资源的主要组成部分；预测到2035年，流域农业、工业、生活、生态需水量均呈现上升趋势，而流域蓝水可供给量仅为0.93亿m3;水资源调控情景下供需差额最小，平均为0.059亿m3,但苹果、蔬菜产量与规划预期分别相差36.13万t、35.27万t,工业产值相差22.13亿元，工农业发展受限；经济调控情景下供需差额最大，平均为-0.522亿m3,供需压力进一步加剧；生态调控情景下的结果与规划目标基本符合，供需差额平均为-0.129亿m3。【结论】生态调控情景下水资源供需比为1.33,各子系统的模拟值基本符合远景目标。该情景有效实现了生态保护、经济发展与水资源利用的动态平衡，是延河流域未来实现高质量发展的策略参考。
【目的】揭示人口增长、不透水面扩张与用水量变化之间的关系，为河南省人口、土地和水资源协调发展提供科学依据。【方法】基于2000—2022年的面板数据和遥感数据，采用强度差异指数、脱钩指数和数据包络方法的CCR模型，对河南省各地市人口增长和不透水面扩张强度进行测度，分析其变化趋势，揭示其对用水量的影响。【结果】(1)河南省各地市人口和不透水面变化强度均增大，人口增长强度在2010年由高于不透水面扩张强度变为低于不透水面扩张强度，人口和不透水面配置存在空间错位现象。(2)省级尺度下，人口和不透水面的关系始终是弱脱钩型，但人口增速和不透水面扩张速度之间差距逐渐增大；市级尺度下，人口和不透水面的脱钩关系经历了“弱脱钩”为主到“弱脱钩”“强脱钩”为主的变化过程。(3)省级尺度下，人口作用效率高于不透水面作用效率，人口增长是用水量增加的主导因素；市级尺度下，人口和不透水面对用水量的作用效率存在区域差异，人口增长主导与不透水面扩张主导交替出现，呈现区域差异化特征。【结论】人口增长和不透水面扩张都促进用水量的增加，人口与用水量的相关性更强。河南省应统筹协调各地市人口和不透水面的规模与增速，调整用水计划与产业结构，实现人口、土地和水资源协调发展的目标。
【目的】为了克服在深厚覆盖层上建设高土石坝的难题，开展深厚覆盖层的现场试验与室内试验，为坝基与坝体设计提供科学依据。【方法】针对拟建的中波水电站坝址河床深厚覆盖层开展现场原位旁压试验，获取不同地层的地基承载力参数；通过有限元数值分析方法模拟旁压试验过程并分析其变形机理，基于遗传优化算法对旁压试验进行反演，获得坝基沉降变形分析所需的各地层邓肯-张E-B模型参数；结合坝基土层开展室内大型三轴试验，获得邓肯-张E-B模型参数，提出室内试验参数与反演参数的折减公式，并应用工程案例对折减公式进行比较验证。【结果】(1)旁压试验的结果表明，覆盖层的原位结构性与试验段水平土体的压密特性是反演参数结果比三轴试验参数结果大的主要原因。(2)有限元数值分析的反演曲线斜率与现场试验实测曲线的一致，证实了数值反演旁压试验规律的准确性。(3)提出的室内试验参数与反演参数的折减公式应用于工程案例，验证效果良好，说明折减公式的预测性好，能够实现室内试验参数结果与反演分析参数结果之间的相互转换。【结论】通过现场旁压试验反演本构模型参数并经过公式合理折减能够准确获得土体材料的变形计算参数，为类似的堆石坝工程提供有益参考。
【目的】研究纳米SiO2和混杂纤维增强环氧树脂水泥基修复材料(NF-ECRM)抗压强度的变化规律，揭示环氧树脂乳液、纳米SiO2和聚乙烯醇(PVA)-钢混杂纤维对抗压强度的影响机理。【方法】通过立方体抗压强度试验分析了环氧树脂、纳米SiO2和PVA-钢混杂纤维的掺量对NF-ECRM抗压强度的影响规律；通过扫描电子显微镜试验研究，揭示NF-ECRM抗压强度的增强机理。【结果】随着环氧树脂掺量的增加，环氧树脂水泥基修复材料和NF-ECRM的抗压强度均呈下降趋势；NF-ECRM的抗压强度随着纳米SiO2掺量的增加呈逐渐上升的趋势，随着PVA纤维掺量的增加呈先增大后减小的趋势，且在PVA纤维掺量增加至0.9%时达到峰值。【结论】环氧树脂可有效缓解水泥基修复材料基体内应力，抑制微裂纹的产生和扩展；纳米SiO2可减少水泥基修复材料基体孔洞缺陷，提高界面过渡区的致密性；PVA-钢混杂纤维可显著提高水泥基修复材料基体的整体性和抗裂性。