【目的】农业用水安全对于区域粮食安全至关重要，科学评估区域农业用水演变特征已成为保障区域水资源、社会经济、生态环境复杂系统协调可持续发展的重要基础性研究问题。【方法】为深入解析区域农业用水演变特征及未来变化趋势，依据Budyko模型描述的农业用水变化与自然水循环过程之间的相似性假设，构建了基于水资源利用效益最大化原则的区域农业用水最优配置Budyko模型，并将其与系统动力学(SD)模型相结合，提出了基于Budyko-SD耦合模型的区域农业用水演变特征及未来变化趋势分析方法，并将该方法应用于安徽省历史年份农业用水演变特征分析中。【结果】整体来看，安徽省全省单位缺水量造成的农业部门生产损失低于非农业部门对应的生产损失；由于安徽省农业生产占主导地位，皖北、皖中地区农业用水部门保证水平高于非农业用水部门保证水平，而皖南则相反；2023—2026年，安徽省农业用水量将呈现上升趋势，在2026年达到峰值193.8×10~8 m~3,在2027—2030年保持稳定。【结论】总体来看，上述研究结果与安徽省历史年份农业用水变化特征及社会经济产业发展统计数据相符，进一步验证了模型计算结果的合理有效性，研究成果可为制定和实施农业用水及产业发展方案提供科学依据。
【目的】针对黄河水源地水资源供应与节水能力不足等问题，开展黄河流域15个饮用水源地水质评价，为优化黄河水资源管理提供科学基础。【方法】依托智慧水务技术平台，采用熵权法与层次分析法相结合的组合赋权模糊综合评价方法，选取溶解氧、化学需氧量、氨氮等16项核心指标，对2022—2024年黄河水源地水质进行动态评估，并基于评价结果提出优化策略。【结果】(1)模糊综合评价结果的准确度达96.85%,该评价方法科学可靠，可有效支撑黄河水源地水质动态监测。(2)黄河流域15个水源地水质以Ⅱ、Ⅲ类为主，满足饮用水源地基本要求，但存在显著时空差异。(3)空间上，中游受产业与农业活动影响，污染严重，水质整体较差；时间上，水质呈现一定的季节性规律，部分断面汛期因径流增加水质改善，非汛期因污水治理能力受限而污染负荷凸显。【结论】基于智慧水务的组合赋权模糊综合评价方法可有效支撑黄河水源地水质动态监测。建议未来应构建“监测-评价-管理”一体化治理体系，推动黄河流域水资源管理向智能化、集约化转型，为黄河流域高质量发展提供技术支撑。
【目的】综合评价区域可持续发展能力，缓解水资源、经济社会和生态环境之间日益加剧的供需矛盾，促进区域可持续发展。【方法】构建了基于水资源、经济社会和生态环境3个维度共25项指标的可持续发展能力评价指标体系，结合EFAST方法和云模型理论对2011—2020年中原城市群可持续发展能力进行了评价。【结果】中原城市群水资源子系统受自然条件制约，可持续发展能力最不稳定；经济社会和生态环境子系统可持续发展能力呈现显著增长态势，可持续发展指数年均增长率分别为2.75%和3.15%;水-经济-生态复合系统整体可持续发展指数的年均增长率为1.71%,核心发展区的年均可持续发展指数(0.603)略优于非核心发展区的年均可持续发展指数(0.586);济源、淮北、郑州是可持续发展指数排名最靠前的三座城市，南阳、驻马店、商丘的可持续发展指数增长幅度最为显著。【结论】中原城市群水-经济-生态可持续发展能力显著提升，并呈现区域差异和类型分化特征，研究结果为探索区域可持续发展路径提供理论依据。
【目的】抽水蓄能电站大坝水位处于放水-蓄水循环变化过程，大水位变幅致使大坝温度和应力等边界条件不断变化，直接影响到大坝工作性态。为保障大坝的安全运行，开展大水位变幅对抽水蓄能电站大坝工作性态影响研究。【方法】以福建周宁抽水蓄能电站下水库大坝为研究对象，通过分析蓄水运行初期的大坝监测数据，采用三维有限单元法，探讨了大水位变幅下大坝的温度场、变形场及应力场的变化规律。【结果】(1)库水温度与多年平均气温有明显相关性。(2)同一高度的混凝土坝体内部温度较高，两侧温度略低；水库蓄水后，水位以下的混凝土表面温度基本与水库水温一致。(3)在蓄水运行初期，大水位变幅下，大坝的变形和应力变化量较小，最大变形变化量为0.15～0.17 mm/m。【结论】研究结果为大坝的安全运行提供了技术支持，在保障类似抽水蓄能电站大坝的建设和运行安全方面具有一定的推广应用价值。
【目的】针对抽水蓄能电站运维工作复杂、专业知识要求高、传统知识检索效率低下以及通用大语言模型难以准确理解抽蓄运维特有专业术语和复杂工况的问题，为提高运维人员业务水平、运维效率及知识复用效率，满足国家水利电力新质生产力发展要求，构建适用于抽水蓄能电站运维领域的智能辅助系统。【方法】构建基于大语言模型的抽水蓄能电站智能运维辅助系统(PS-AIOM),以本地部署的大语言模型为底座，采用检索增强生成和提示工程技术，通过外挂知识库检索，增强大语言模型在抽水蓄能电站运维领域应用的准确性。为确保运维业务回答的准确性，构建了运维专业知识库；为验证系统的有效性，构建了测试数据集。【结果】(1)采用综合关键词和语义相似性的方法对PS-AIOM的回答进行评分，既考虑了回答内容的具体匹配程度，也考虑了整体的文本相似性，实现了较为全面的评估。(2)PS-AIOM对运维业务的回答满意率为83%,综合平均分为0.813 8,能够较好地辅助运维人员工作。(3)PS-AIOM的表现远优于先进的通用大语言模型(模型Z:回答满意率为4%,综合平均分为0.398 2;模型T:回答满意率为17%,综合平均分为0.477 5)。【结论】通过结合本地化部署的大语言模型底座、检索增强生成技术和专业领域知识库，PS-AIOM系统有效克服了通用大语言模型在专业领域知识匮乏的问题，实现了在抽水蓄能电站运维领域较为准确的知识应用。
【目的】冻土的水—冰相变交替过程会造成水文环境与地表工程的破坏，从而导致路基塌陷、山体滑坡、洪水暴发以及冰川溃决等灾害，智能感知潜在风险对保护冻土区工程建筑具有重要意义。【方法】采用2017年1月—2023年4月194景Sentinel-1A影像，利用SBAS-InSAR技术获取了黄河上游沱沱河盆地冻土区形变结果，结合近7年沱沱河盆地GNSS监测数据验证了InSAR结果的可靠性，并引入降水和气温数据分析环境因素与人类活动对形变的影响。【结果】冻土地表形变明显且空间分布不均匀，监测时间段内最大形变速率可达13 mm/年，冻土区青藏铁路路基形变呈现“冻胀融沉”的季节性变化，暖季匀速沉降，冷季缓慢抬升，在气候变暖背景下，暖季逐渐长于冷季；InSAR与GNSS监测结果的变化趋势一致，RMSE和R~2分别为4.33 mm和0.9;引入降水和气温因素后发现，冻土区形变具有显著聚集特征，在人类活动频繁地区存在较大形变。【结论】该研究对冻土防灾减灾、保障人民生命财产安全具有重要意义，为高纬度冻土工程建设提供参考。
【目的】抽水蓄能电站输水系统竖井经常遇到硬-软-硬复合地层，为应对在高外水压力作用下，竖井软岩段开挖过程中出现大变形、支护压力较大等稳定性问题开展本研究。【方法】以某穿越砂砾岩层输水系统竖井为例，采用数值模拟方法分析了竖井区域地应力场分布，以及有、无支护措施下竖井围岩变形、应力和塑性区特征，评价支护措施的合理性，并分析运行期高外水压力作用下支护应力演变特征。【结果】地层由硬岩转变为软岩时，竖井最大主应力减小，之后随埋深逐渐增大，砂砾岩段最大主应力以自重应力为主。采取支护措施后，竖井围岩径向位移、竖向位移和塑性区显著减小，围岩受开挖影响范围由约3倍洞径减小为1倍洞径。【结论】锚杆、混凝土衬砌等的支护应力均在设计范围内，运行期高外水压力下竖井也可以安全运行。研究结果对于竖井穿越软岩地层的开挖支护设计及长期有效运行具有重要参考价值。
【目的】地下水的分布、埋深及储变量监测是实现水资源可持续利用的关键，但由于复杂的地表环境和地质条件，如何利用遥感技术更准确地量化地下水资源仍然是一个技术难题。【方法】从综合评价方法角度，详细分析了水文地质遥感信息分析法、地学要素遥感信息分析法、热红外遥感地表热异常评估法、遥感信息定量反演模型、重力卫星数据测量及地表形变测量在地下水分布、埋深及储变量研究中的应用与进展。【结果】(1)现有遥感技术在地下水分布、埋深及储变量监测方面的应用已成为传统测量方式的有效辅助手段，是一种更高效全面的地下水信息获取方式。(2)综合多遥感评估因子并结合地面勘探数据建立地下水评估模型，既充分利用了遥感技术的广覆盖性和高效性，又具有传统勘探方式的准确性和可靠性，是当前应对特殊地理环境下地下水资源评估的首选。(3)多源遥感数据同化是遥感技术在地下水资源评估中的应用趋势，未来在遥感卫星技术及数据联合处理等方面的技术突破将大大提高地下水资源的监测与管理能力，为水资源综合治理提供更全面、更可靠的信息支撑。【结论】复杂地理环境下地下水分布、埋深及储变量遥感评估模型需综合多源遥感数据与地面勘探数据，通过数据同化突破遥感卫星硬件的局限性，获取更精确的地下水评估结果。
【目的】我国东北松嫩平原上广泛分布着分散性黏土，其极易引发严重的水利工程破坏问题。故以揭示相关破坏模式和机理为目的，开展分散性黏土力学特性试验，指导水利工程的科学治理。【方法】基于分散性黏土破坏所处真实应力路径，采用平面应变状态下的力学试验方法，对分散性黏土的强度进行研究。【结果】(1)平面应变状态下，分散性黏土应力-应变曲线呈硬化型，在固结应力50 kPa下的强度与常规三轴下弱软化型的相差2倍左右；中主应力-应变关系为硬化型，两者之间近似呈线性关系。(2)在低固结应力下，分散性黏土中主应力系数达到0.44,中主应力对土体强度影响不能被忽略，其破坏形态呈鼓胀且无明显的空间剪切带；但在高固结应力下，破坏形态具有剪切带且位置处于对角线。(3)分散性黏土的强度因土体化学离子流出而被削弱，在不同固结应力作用下表现出不同的压硬性和强度。【结论】我国东北松嫩平原上土的分散性严重削弱了土的力学强度，土体强度的下降造成分散性黏土堤防的滑坡破坏。
【目的】为保障南水北调中线工程的安全运行，需监测其渠道表面形变情况。【方法】基于2019年12月至2020年12月74景Sentinel-1A数据，采用SBAS-InSAR技术，对南水北调河南段进行形变普查；引入TerraSAR-X升、降轨各15景数据，利用DS-InSAR技术，对河南长葛段进行多平台InSAR三维形变精确探测。【结果】南水北调河南段存在22处明显形变区，最大形变速率为-98 mm/年，其中长葛段1.6 km渠道沉降超限明显，水磨河村附近渠道和禹州坤成煤矿附近均存在明显沉降漏斗，最大形变速率分别达-26、-40 mm/年，前者仅存在垂直向形变，后者存在垂直向和东西向双向形变。【结论】将水磨河村附近渠道垂直向形变结果与二等水准数据进行对比验证，发现垂直向形变与二等水准数据变化趋势基本相同，最大误差不超过±2 mm,精度可靠，可为InSAR三维形变监测在水利工程灾害预警和防治方面提供理论和技术支撑。