基于受高速射流冲击的水垫塘中掺气对岩块稳定性影响的系统试验研究，本文给出了一种基于物理特性冲刷模型的适应性研究成果。在综合冲刷模型中实现了对射流掺气模型的改进，使其得以再现有关冲刷形成的物理– 机械过程，其中涉及三相，即水、岩体和空气。改进方法考虑了因挟带气泡引起的掺气射流动量减少以及射流扩散剪切层的能量消耗。岩块从岩体脱离取决于掺气的时均压强系数及修正的最大动力冲击系数的组合，对于深水垫塘中的高速射流，该系数为定值0.2。上述改进模型的模拟结果与卡里巴大坝冲坑原型观测结果吻合良好。

本文总结了中国水利水电工程的发展，并与国外的情况进行了比较，对高坝建设安全保障、江河治理与非均匀不平衡输沙理论、跨流域调水工程、巨型水电机组、抽水蓄能电站、地下洞室以及生态保护等方面的重大技术进展进行了阐述。

水电是一种清洁、可再生，且对环境友好的能源。全球每年的水力发电量达到3930 TW·h，占全球总发电量的16 %，同时占可再生能源发电量的78 % (2015年)。水电和气候变化具有双重的关系。一方面，水电作为一种重要的可再生能源，对于避免温室气体排放和减缓全球变暖贡献显著；另一方面，气候变化会改变河道流量，进而影响水资源可用量和水力发电。水电对于减少温室气体排放和保障能源供应至关重要。与常规燃煤电厂相比，水电每年可避免3×109 t CO2 的排放，占全球年CO2 排放量的9 %。除了对电力行业的贡献，水电项目还可作为多功能水库的融资工具，以及水资源应对气候变化影响的一项适应性措施，这是因为水库的蓄水可作为气候变化的缓冲器，有大水库调节的流域更能适应水资源变化，而不容易受到气候变化的影响。从全球层面来看，预期气候变化对现有全球水力发电的整体影响较小，甚至可能产生一些积极影响。然而，世界不同地区甚至各个国家内部可能存在巨大差异。总之，对水电的解读为：水电是一种廉价、成熟的技术，对减缓气候变化有重大贡献，且可以在水资源适应气候变化中发挥重要作用。有必要关注并减轻巨大的环境压力和社会成本，预计未来几十年内可新增水电装机容量1 000 GW。

近年来，风险分析技术日渐成为大坝安全管理的有效工具。本文系统总结了由国际大坝委员会大坝分析和设计计算专家委员会主办的基准研讨会中与大坝风险分析主题相关的三方面研究成果。2011 年，基准研讨会讨论了估算重力坝滑动破坏模式下的溃坝概率等问题；2013 年，会议讨论了大坝风险分析中后果评估在计算方面所面临的挑战；2015 年，会议对土石坝滑动和漫顶破坏的概率进行了分析。从这三次会议关于大坝风险分析数值计算的研究进展可以发现，对于大坝系统的风险分析，包括下游后果评价以及结构模型的不确定性，风险分析方法都是非常有用的工具。

对任何蓄水大坝工程的基本性能要求都是安全性，它包括以下安全要素：①结构安全性；②大坝安全监控；③运行安全和维护；④应急计划。长期安全包括：首先，分析影响项目的所有灾害，即自然环境灾害、人造环境灾害、特定项目和特定场地灾害。本文讨论的是大坝地震安全的特点。大坝是自20 世纪30 年代以来最早开始进行系统性抗震结构设计的建筑物，但由于多数大坝设计采用的是现今认为已过时的地震设计标准和动态分析方法，因此无法了解那些老坝的地震安全性。因此，需要基于当前最新做法，重新评估已建坝的地震安全性，并改造有缺陷的大坝。通常建议对大坝进行特定场地的地震危险性分析。当前的大坝以及用于控制强震后水库安全的设施必须能承受安全评估地震的地面运动。地震动参数可以利用概率或确定性地震危险性分析确定。强震作用下，大坝可能发生非弹性变形，因此需要在时域内进行地震分析。此外，地震对大坝造成的危害包括地面震动、断层移动、块体移动等。工程师所需的地面运动并非实际的地震地面运动，而是地面运动模型，用以进行大坝的抗震安全设计。同时必须牢记，在大坝较长的生命周期内，需要进行多次大坝安全评估。

混凝土面板堆石坝直接利用当地材料，适应性强，经济优势明显，是西部地区一批拟建高坝的重点比选坝型。中国面板堆石坝技术取得了200 m 级高坝的成功经验，为250~300 m 超高面板堆石坝的发展提供了必要的技术储备条件。本文分析了中国及世界上主要200 m 级高面板堆石坝的成功经验及暴露的主要问题，论述了250~300 m 级超高面板堆石坝安全建设面临的主要技术问题和研究取得的最新进展，并提出了今后的研究重点和思路。

三峡工程是治理和开发长江的关键性骨干工程，是当今世界最大的水利枢纽工程。其工程规模和综合效益巨大，工程技术复杂，设计难度超出了世界已建水利水电工程，在工程设计研究过程中提出并运用了一系列新的设计理论和方法，攻克了多层大孔口泄水重力坝、巨型机组水电站、高水头大型连续多级船闸等重要水工建筑物的多项关键技术难题。

中国于2000 年成功建设二滩拱坝( 高240 m）以来，至2014 年年底已建成7 座坝高超过200 m 的特高拱坝，其中锦屏一级拱坝（高305 m）、小湾拱坝（高294.5 m）、溪洛渡拱坝（高285.5 m）不仅坝高达300 m 级，而且因地质条件复杂，水推力巨大，抗震要求高，在安全控制技术等方面取得了新的突破。本文主要阐述300 m 级特高拱坝的基础可利用岩体及合理建基面、体形优化设计、安全设计准则、抗震研究与抗震措施、复杂地基的典型处理、混凝土及施工期温控防裂等关键技术。

近年来，高速铁路各项技术不断发展，列车运行速度从300 km•h–1 提高到400 km•h⁻¹。本文介绍了由韩国研究者开发和论证的技术，即400 km•h⁻¹ 级集电性能评估方法。此外，本文还详细解释了基于视频图像的监测技术，其不需要直接接触供电系统的任何部件，这项技术被应用于检测以时速400 km 运行的高铁上架空接触网组件的稳定性。与常规使用激光传感器或者线相机(line camera)来监控架空接触网的系统不同，开发的新型系统通过视频数据来测量其处于活动状态的参数。根据在商业线路上实地测量的结果，这种系统能有效地测量架空接触网的各项参数。

列车在运行过程中，由于受到系统内外的干扰，容易发生晚点并偏离计划列车运行线，而晚点传播将进一步扩大运行干扰的影响，造成后续列车潜在的运行冲突，这些冲突可能影响后续列车运行计划的安排。因此，可靠的冲突预测结果能够更好地辅助当前运行调整策略的制定，提高运行图实施效果。相比于既有研究中基于随机干扰的冲突预测方法，本文基于历史运营数据对计划列车运行图中的时间区间进行模糊化处理，并基于赋时Petri 网建立高速铁路列车运行图模型。为了全面度量冲突预测结果，本文将冲突划分为确定冲突和潜在冲突并给出判定标准。同时提出了单列车运行线平均偏离度和相邻列车作业间的冲突可能性两个冲突评价指标，并给出了计算方法。基于调整后的模糊时间知识推理算法，本文提出了一种新的高速铁路列车运行冲突预测方法，应用于两个不同情境下的仿真算例中。仿真算例结果表明，列车运行图内时间区间模糊化处理后的冲突预测在可靠性和可操作性方面更强，并可为列车运行图调整、优化等提供决策支持。

本文已出勘误，详见
He Zhuang,Liping Feng,Chao Wen, et al. Corrigendum to “High-Speed Railway Train Timetable Conflict Prediction Based on Fuzzy Temporal Knowledge Reasoning” [Engineering (2016) 366–373][J]. Engineering, 10.1016/J.ENG.2017.01.002 

本文对高速铁路线路基础沉降及差异沉降的主要影响因素进行了分析，提出局部地下水开采是影响线路差异沉降的直接诱因。通过对不同差异沉降量下无砟轨道附加荷载及高速行车过程中车辆、轨道和桥梁动力响应的研究，初步提出了运营期线路基础差异沉降控制标准。

列车控制系统的作用是确保铁路的安全。本文首先总结了日本、欧洲通用的列车控制系统，在此基础上，笔者根据现有列车控制系统，提出以下问题：应该采用什么方法来提高列车控制系统的功能性、安全性和可靠性，并协助铁路的商业运营？其次，笔者提出了一个有助于基于当前信息和通信技术对新型列车控制系统进行开发的理想架构；同时，还提出了一种新的统一列车控制系统(UTCS)，它能有效地提高列车控制系统的鲁棒性和竞争力。UTCS 的最终架构仅由基本设备组成，如铁轨中的转辙机和铁路道口控制设备。最后讨论了UTCS 在应用中的处理方式。