汛限水位的设定是水库运行管理中的关键环节，直接影响水库防洪安全、经济效益和生态环境。以新疆迪那河流域五一水库为例，基于洪水季节性的变化特征，综合运用成因分析法和数理统计法将汛期划分为主汛期、后汛期，采用分期最大值跨期方法进行洪水样本选取，基于P-Ⅲ型频率曲线计算后汛期洪水频率，并运用设计洪水过程线方法推求得到后汛期运行水位。结果表明，主汛期洪水类型以融雪—暴雨混合型洪水为主，后汛期则以暴雨型洪水为主；将主汛期与后汛期的分界点确定为8月10日；后汛期运行水位上限为1 366.4 m。本研究立足工程实际运行管理，可操作性强，在确保防洪安全的前提下显著提升了水库综合效益，可为类似水库汛期运行水位优化提供科学依据和技术支撑。
水工薄壁大体积混凝土结构在施工期易发生温度致裂，严重影响结构安全性和耐久性。基于热力学理论框架，结合相场断裂理论，构建了考虑水化放热、徐变特性、自生体积变形等时变材料特性的热—力—相场多场耦合模型，并采用增量迭代法进行求解，模拟了挡水墙等常见水工建筑物的施工期温度裂缝，分析了裂纹成因和扩展规律。结果表明，模拟得到的裂纹分布与实际工程中观察到的温度裂缝吻合较好，从而验证了该模型在工程中的适用性。该模型为早龄期混凝土温控防裂设计提供了理论支持，可进一步推广至其他大体积混凝土结构的裂缝预测与防控研究。
为合理应用立式分层闸站工程，分析了合建枢纽工程排涝工况出水流场特性。以河北省龙堂闸站工程为背景建立三维模型，分析工程结构和运行机理，并与典型水力模型进行对比，确定了排涝工况下两种最不利工况(半有压流-自由出流、有压流-淹没出流)。应用Fluent软件进行数值模拟，得到特征断面的液相分布和速度矢量分布情况。结果表明，涵洞内流态特性与涵闸流态相似，自由出流工况下形成三处明显的涡旋结构，涡心为低速区；淹没出流工况下存在折冲水流，无明显低速区；竖井段挡板附近流速普遍较低(<0.2 m/s);水泵运行对涵洞主流流态影响微弱；出流均未直接冲击潜水泵及挡板。研究表明，立式分层闸站工程适用于支流河底高于干流，且泥沙含量较小的灌溉区交叉河段。
江西省是我国重要的粮食生产基地和生态湿地保护区，研究其干旱时空演变特征对保障国家粮食安全、保护生物多样性方面具有重要意义。采用适宜的干旱指标对提升区域旱情监测预警结果精度具有重要作用，因此基于1960～2022年逐月降水和气温数据，分析了降水量距平百分率PPA、标准化降水指数SSPI、标准化降水蒸散指数SSPEI在江西省的适用性，最终选用SSPEI分析江西省气象干旱的时空演变特征。结果表明，3个指标识别干旱事件的准确率由高到低为SSPEI(74%)>SSPI(73%)>PPA(71%);江西省年际干旱频率在25.87%～40.29%之间，季节性干旱频率在25%～45%之间，月尺度的平均干旱频率为35.6%;年尺度下干旱主要发生在江西省东北部和南部，季节尺度下，春、夏两季干旱主要发生在江西省东北部，秋季全省普遍发生，冬季主要在赣州南部。研究结果旨在为江西省气象干旱监测提供参考借鉴。
粗砂屏障是一种新型环保的管涌加固措施，其优点在于与被保护的堤基强透水层之间形成良好的反滤保护关系，粗砂屏障能否有效实施的关键在于建立合理的反滤设计方法。针对我国常见的内部不稳定砂砾石土堤防地基采用传统反滤设计方法不再适用的问题，在已有六面体和四面体颗粒排列模型的基础上，提出了更符合实际土体堆积状态的反滤层改进孔隙网络模型，建立了适用于被保护堤防土体为内部不稳定土的粗砂屏障反滤设计方法(Dc15/df85≤1,其中，Dc15为反滤层累计孔隙含量15%所对应的孔径；df85为被保护土体细粒部分累计质量含量85%对应的粒径),并基于一系列室内试验，验证了新方法的可靠性。
为研究立式水轮发电机组轴线对轴系摆度和瓦温分布的影响，依托某水电站X号机轴线检查项目，得到机组轴线调整前后的各部轴承摆度、瓦间隙和瓦温数据，分析了机组轴线对轴系摆度、瓦温的影响以及轴瓦间隙、瓦温、摆度三者的关系。结果表明，机组上端轴经推轴处理可大幅降低上导和下导运行摆度，同时也可改善水轮机轴的径向振动；机组旋转中心的偏心位置会影响此区间轴瓦间隙分布；导轴承对称瓦间隙和瓦温呈负相关，即瓦间隙越小、瓦温越高，瓦间隙越大、瓦温越低；降低轴瓦间隙可以增强轴承动力特性，从而降低轴系径向振动。研究结果可为水轮发电机组正常运行提供参考。
为分析在淤积条件下前池内部流场的变化规律，探究前池泥沙淤积的机理，优化侧向进水前池流态。以盐环定扬黄泵站改造工程为例，基于Realizable κ-ε湍流模型，采用CFD技术对前池不同形态进行数值模拟分析，分析了不同前池尺寸、泵站运行组合和水沙条件下的池内水流流态、流场特征以及泥沙淤积规律。结果表明，随着前池尺寸缩窄，前池内各断面平均流速相应增加，进口宽9、6 m的前池水流相对平稳，进口宽3 m的前池水流波动较大；随着前池进口宽度的增大，泥沙淤积量增大，进口宽3、6、9 m的前池淤积量分别为66、121、265 m3。
水轮机导叶通道内泥沙运动对水轮机性能有一定影响，需准确计算水轮机过流通道内的固液两相流场，而不同的阻力模型分析对固液两相流计算精度影响较大。分别采用Spherical阻力模型、Non-spherical阻力模型和Stokes阻力模型对水轮机导叶通道内泥沙运动进行数值模拟，并与泥沙磨损试验结果进行对比。结果表明，在3种模型下，高泥沙体积浓度分布区域和磨损位置主要分布于固定导叶正面进水边；Spherical阻力模型和Non-spherical阻力模型计算下高活动导叶泥沙体积浓度分布区域和磨损位置主要位于进水边和正面下圆盘，而Stokes阻力模型计算下高泥沙体积浓度分布区域和磨损位置主要位于导叶背面；Spherical阻力模型计算结果最接近实际结果，适用性更高。该研究结果可为其他类似数值计算提供参考。
大坝变形与环境荷载存在动态非线性关系，但目前建模较少关注频域特征，限制了模型的预测能力。利用徒步优化算法(HOA)对时间卷积网络(TCN)进行超参数自动搜索，通过寻优后的TCN网络结构提取大坝变形与环境荷载的时间序列局部关系特征，运用频域增强通道注意力机制(FECAM)提高模型对频率特征的敏感性，并融合Informer处理长序列数据的高效性，建立了大坝变形的HOA-TCN-FECAM-Informer预测模型。工程实例应用结果表明，HOA寻优更高效精确，与其他模型相比，该模型预测精度明显提高，能够全面捕捉时频域特征。
在实际工程中，大坝水平位移监测数据通常包含复杂噪声，难以准确预测。因此，提出一种基于卡尔曼滤波与Informer-GRU相结合的预测模型，先采用卡尔曼滤波器对水平位移和环境因子(降雨量、温度、上下游水位)数据进行降噪处理，显著提升了数据的平稳性与特征清晰度；再将基于稀疏注意力机制的Informer与GRU网络融合，构建适应于大坝变形数据时空特征的深度预测架构，并利用麻雀搜索算法进行参数优化。对某重力坝水平位移的预测结果显示，所提模型在均方误差MMSE、均方根误差RRMSE、平均绝对误差MMAE、决定系数R2、皮尔逊相关系数等5项指标上均优于传统模型，具有更高的预测精度与鲁棒性。此外，敏感性分析表明，温度与下游水位是影响水平位移的关键因素。