践行双碳战略，能源是主战场，电力是主力军，构建以新能源为主体的新型电力系统是实现碳中和的必由之路。在分析碳中和背景下电力行业减排目标、电力结构及其占比的基础上，针对构建新型电力系统面临的问题与挑战，提出加快常规水电和抽水蓄能电站建设是新型电力系统可靠性和长周期调节能力的重要基础。结合我国能源资源禀赋和开发利用现状，提出强化水电与新能源协同发展战略思路，依托流域梯级水电建设更大规模清洁能源基地，并加快抽水蓄能电站和储能工厂建设的发展路径，重新定义了水电在新型电力系统中既提供基础电量又发挥容量功能的新定位，进而提出促进清洁能源大基地和储能工厂建设的政策建议。研究成果可为清洁能源基地规划设计和相关政策文件的编制与修订提供一定参考。

水利管理对象数量大、类型多、空间分布广、运行环境复杂、交织作用因素众多，对其进行全生命周期的精细化管控极其困难。将以关联分析为特点的水利大数据技术和以因果关系为特点的水利专业机理模型相结合，对海量多源的水利数据加以集成融合、高效处理和智能分析，并将有价值的结果以高度可视化方式主动推送给管理决策者，是解决水利对象精细化管控难题的根本途径。本文主要对水利大数据的概念认知、技术体系及其应用于水利规律解析、水利态势研判、水利趋势预测和水利决策优化的研究现状进行了综合分析，提出了水利大数据发展趋势为需求场景化、管理集成化、分析智能化、服务平台化、保障体系化。在水利大数据应用中，数据是根本，分析是核心，利用大数据技术提高水治理效率是最终目的，应深度挖掘水利业务管理需求，整合水灾害、水资源、水环境、水生态、水工程等领域全息数据，全面布局水利大数据的基础理论和核心技术研究，加快推进大数据技术与水利的深度融合，支撑我国水治理彻底转型升级。

随着工程总承包模式在水利水电行业的普及应用，以设计为龙头的设计施工一体化模式已成为降本增效、统一管理、科学决策的有效手段。本文全面评述了国内外及水利水电行业总承包模式、设计模式、建造模式和设计施工协同模式的发展现状，明确了水电工程设计施工一体化目前的行业痛点及主要发展瓶颈，提出立足于信息化技术前沿，深化技术创新与实践，以正向设计和精益建造模式为基础，解决设计施工一体化过程中设计优化效率低、设计施工信息互馈过程烦琐、智能化建造水平不高等问题。针对这一理念，本文以数字孪生技术为未来的基础应用架构，详细阐述了未来的重点研究方向，为提高水电工程设计施工一体化水平，弥补水利信息化短板提供技术指引。

本文回顾了大坝建造发展历程，总结了大坝智能建造的发展趋势和关键技术，梳理了大坝智能建造的关键问题与智能控制的关系，提出了大坝建造的智能控制理论，详细阐述了智能控制的概念、定义、特征、理论结构、要素，明确了“智能决策+自动控制”为智能控制的两大核心要素，构建了“自主感知与认知信息、智能组织规划与决策任务、自动控制执行机构完成目标”的大坝智能控制系统，并对其设计理念、组成要素、模块特征、应用层级进行了说明。本文所提出的智能控制理论为解决大坝建造过程中结构服役状态调控、全寿命周期安全性能评估、施工风险预测预警、成本造价控制难题，实现“高质、高效、安全、经济、绿色”的智能建设目标提供理论基础。

机理与数据的融合对大坝建造-运维全生命周期性态准确高效评估与调控至关重要。本文梳理了大坝建造面临的主要难题与融合模型的发展历程，提出了融合模型串联、并联、混联的三种结构型式、基本特征及适用性，并通过混凝土拱坝温度场监测分析工程实例阐述了融合模型的应用方式及适用性。研究表明：融合模型分析预测能力强、准确性高、泛化能力强，能够处理复杂动态演化的数据；相比于非融合模型，三种结构型式的融合模型均体现出显著的优势，为解决大坝建造与运维过程中参数反演、监测分析、策略优化等问题提供一种新的视角和范式。

针对传统深度学习的裂缝检测方法在复杂环境下鲁棒性低、边缘区域识别精度差、损伤量化结果误差大的问题，本文提出一种复杂环境下基于级联神经网络的混凝土裂缝检测方法。该方法分为三步：第一步利用改进的语义分割模型对复杂环度参数获取算法计算裂缝宽度。试验结果表明，相较于传统裂缝识别方法，本文方法在精确率、召回率、准确率、F1分数和交并比五项评价指标上均有提升，且总体检测准确率在95%以上，能实现复杂环境下境下的裂缝进行初步识别，判断图像中裂缝的大致感兴趣区域；第二步采用本文所提基于金字塔池化的掩膜优化方法对粗分割图像进行优化，精确捕获裂缝边缘上下文信息；第三步采用二维码靶标的图像像素解析度和裂缝宽混凝土裂缝的检测与定量分析。

气候变化与能源电力供需关系密切。2022年夏季长江上游出现历史同期最高气温、历史同期持续最长高温天数、历史同期最少降水的“三最”叠加局面，导致水电大省——四川日缺电力1700万kW、日缺电量3.7亿kW?h，对社会经济发展和人民生活造成了重大影响。研究建立极端天气下的电力保供规划机制，对于保障能源电力安全具有重要意义。本文分析了2022年夏季四川极端天气对四川电力的影响，辨析了四川电力发展存在的短板，提出了电力转型过程中先立后破、水风光火储多能互补、电源和电网协调发展的有关对策措施建议。

风光等新能源的大规模利用是实现双碳目标的重要途径，其不确定性影响电力系统稳定运行和对新能源的消纳能力。对此，本文提出了一种计及不确定性的风光抽蓄联合发电系统容量优化配置方法。首先，采用不同的随机分布函数来描述风电、光伏发电的出力特性和负荷分布情况，建立了互补发电系统数学模型；其次，构建了基于信息间隙决策理论与熵权法的双层容量优化配置模型；最后，采用多元宇宙优化算法求解容量优化配置方案。算例结果表明，投资者可以根据投资意愿，对源荷不确定性采取不同的配置策略，所得的运行结果均能很好地满足不同运行模式和多种运行场景的要求；能有效地降低综合成本、提高新能源消纳能力，并且能保持抽蓄电站的长久运行。

大坝“安全、高质、高效、经济、绿色”的智能化建造是未来发展趋势，准确评价大坝工程建设的智能化程度对实现组织级智能建造具有重要意义。然而，当前大坝工程建造正处于数字化到智能化阶段的转型期，尚未形成工程体系的智能化程度评价方法。本文基于大坝智能建造理论，梳理了大坝智能建造的系统特征与层级划分，阐述了智能化程度评估的基本原则，并基于大坝建造的通用框架建立了智能化程度评价模型，构建了通用的模型应用流程。最后，以典型的高土石坝、混凝土拱坝为例，针对不同类型工程特性从执行级、协调级、组织级角度系统性评价典型工程的智能化程度，为大型水利工程智能建造体系设计提供参考。

As a typical multiphase heterogeneous material, concrete has been widely used in high-rise buildings, bridges, dams, nuclear power stations as well as other industrial and civil structures. The whole process of concrete production, transportation, construction, curing and hardening, and its nonlinear mechanical and deformation response subjected to complex loading environments are generally dominated by the physico-mechanical properties of meso-scale ingredients and fabrics, including aggregates, mortar and their interfaces. This paper presents a literature review on the state-of-the-art concrete meso-scale mechanics, emphasizing the development progress on experimental investigation on meso-scale ingredients, pre-processing modeling approaches, and numerical modeling methods for concrete. An in-depth review is also presented on selected aspects on the forefront of the meso-scale concrete mechanics, including the fracture failure mechanism, size effect, multi-scale coupling and rate effect. Finally, some recommendations for future studies are provided.

气候变化和快速城市化改变了城市生态水文循环过程，加剧了水资源短缺、水环境污染、水生态破坏、暴雨洪涝灾害等城市问题。为获取低影响开发措施（low impact development，LID）/绿色基础设施（green infrastructure，GI）与城市灰色基础设施耦合系统空间优化配置方案以及多目标成本-效益最优曲线，本文系统归纳了不同规划目标导向下新建、改建城区海绵城市建设核心指标与控制要点；针对现有研究中的科学和技术问题，构建了雨水基础设施区域优化配置模式，主要由雨水基础设施性能指标数据库、成本效益定量化及计算机辅助决策三部分构成。探讨了数值计算和模型模拟中典型LID设施的关键参数及其性能指标；基于环境经济学理论分析了海绵城市建设成本和效益指标定量化方法；探索有限成本投入下，改善城市水环境、水生态、水资源、水安全的多目标智能优化算法，结合模型模拟以实现城市生态水文良性循环和可持续发展。

从河流鱼类早期资源研究和保护的角度，立足鱼卵运动，将传统二维浅水模型与三维粒子追踪结合起来，建立了适用于天然河流鱼卵漂流的欧拉-拉格朗日模型。模型能够模拟对流和紊动扩散作用下鱼卵在河道内的三维运动和散布特性。模型效果通过模拟文献中的室内水槽PTV试验，对比实测鱼卵运动特性参数得到了验证。将模型应用于长江中游藕池河支流鱼卵野外示踪漂流试验中，模拟分析了鱼卵在河道内的平面迁移动态、垂向混合规律、断面分布特性以及河道地形和水动力的影响和作用；重点讨论了鱼卵断面浓度分布不均对产漂流性卵鱼类早期资源量（产卵规模）估算的影响，并通过模拟对传统的断面平均估算方法进行了校正，校正效果得到了示踪鱼卵漂流回捕实测数据的良好验证，鱼卵总量估算误差大大降低。此外，模拟还发现鱼卵漂流过程中的平均速度滞后于水流断面平均流速，在产卵场精确定位时须予以考虑。

本文分别采用地面雨量站和雷达反演降雨数据，利用北京山区洪水预报模型对北京“23?7”暴雨洪水开展了复盘分析。结果表明，雷达反演降雨与地面雨量站测量结果一致性较强，可较好地反映降雨的时空变异性；同时，利用二者分别驱动水文模型后所得的预报效果也基本一致，说明在水文预报工作中雷达反演降雨可作为地面站网的可靠替代品。本文改进的考虑北京山区产流特点的水文模型可对大部分预报断面做出较高精度的模拟。北京山区水文过程具有很强的非线性，基于不同量级历史洪水率定的水文模型参数具有不确定性，为了适应产汇流和洪水演进规律的变化，提高洪水预报的可靠性，预报实践时需要结合实况数据及时优化模型参数，完善洪水预报方案。

高村至陶城铺河段是黄河下游典型的宽滩过渡型河段，“二级悬河”发育严重。本文基于断面法和2000—2016年的水沙与实测大断面数据等资料，统计分析了小浪底水库运行后高村至陶城铺河段主槽和滩地的地形调整过程。结果表明：小浪底水库运行后，2000—2016年主槽持续冲刷，河相系数减小，断面形态更加窄深，平滩面积增幅普遍在200%以上，但是近年来调整强度明显减弱，高-孙段调整模式既有横向小幅展宽也有垂向冲深，孙-陶段调整模式以垂向冲深为主；主槽-滩区系统逐渐从沉积模式转为侵蚀模式，主槽侵蚀速率约0.07 m/a，滩区侵蚀速率在0.002 ~ 0.008 m/a之间，2000—2016年高村至陶城铺河段共累计侵蚀2.251亿m3。时间上看，滩面横比降有所增大；空间上看，滩面横比降集中分布在0.5‰ ~ 2‰之间。

为系统分析气候变化背景下青海湖水位的变化过程及影响机理，本研究利用1971—2020年青海湖流域的站点观测资料，运用时间序列分析、地统计学插值和相关性分析相结合的方法，定量分析了青海湖流域水文和气象要素的时空变化特征，并基于全球气候模式预估了不同情景下降水和水位的变化趋势。结果表明：过去50年间青海湖水位和水面面积呈先下降后上升的过程，径流量、降水量和气温呈增加趋势，而蒸发量则明显减小；青海湖水位受径流量、降水量、气温和蒸发量的影响非常显著，相关系数分别高达0.92、0.92、0.88和0.81；2021—2040年青海湖水位在不同情景下均呈上升趋势，年平均水位上升速率分别为0.218、0.187、0.125和0.132 m/a。本研究将为气候变化背景下高原湖泊水循环机理揭示及其量化分析提供科学依据。

This paper presents a new array-type device of wave energy generation and describes its working
principle.A simulation model for this device was developed and its parameters and finite element mesh were
calculated by the method of AQWA. Using this model, we analyzed the RAO parameters of frequency
responses for a single float of different sizes and drafts and the characteristics of whole float array under
different angles of wave incidence. The results show that for a single float, when its draft is in the range
1.2-1.4m and its diameter 2.8m, the RAO parameter is maximized. And for the float array, a greater average
amplitude of relatively higher efficiency in capture of wave energy can be achieved at an incidence angle of
22.5° with a small variation in the amplitudes of different floats.

自《巴黎协定》签署以来，推动实现全球碳中和已成为国际社会的广泛共识。能源电力的绿色低碳发展是实现碳中和目标的关键，而水电作为具有高度灵活性的可再生能源，将在未来全球能源结构转型中扮演重要角色。由于经济发展水平、水能资源禀赋和开发程度不一，当前世界各国水电呈现不同的发展态势。在当前全球能源转型、应对气候变化、环保政策影响以及地缘政治冲突的复杂背景下，全球水电的发展面临着机遇和挑战。中国在水电开发方面取得了举世瞩目的成就，引领了全球水电发展。为此，全球水电行业需要共同发出声音并积极采取措施，深入推进能源革命，从多方面制定发展策略，推动全球水电持续发展，并作为未来新型能源体系的骨干继续发挥作用，助力碳中和目标的顺利实现，促进人与自然和谐共生。