系统总结了200ｍ级面板坝建设的主要经验与教训，对４座３００ｍ级面板坝典型工程进行了分析，提出了３００ｍ级面板坝需要研究的基础科学和关键技术问题。
系统研究了糯扎渡水电站高心墙堆石坝坝料特性，提出了静动力本构模型修正方法和水力劈裂发生的物理机制；研究了掺砾土料的压实特性、压实标准及填筑质量的检测方法；采用PDA、GPS、GPRS技术，通过传输网络，实现大坝填筑碾压各项参数的全面、实时、在线、自动监控的新技术。
介绍了我国地下工程技术取得的主要成就。面对城市化进程加快、资源短缺、环境恶化和土地衰退的严峻挑战，地下空间将成为新型国土资源加以开发利用，地下工程需求潜力巨大。提出了今后地下工程技术创新前沿研究的基础科学和关键技术问题。
高心墙堆石坝和高混凝土坝的施工质量与施工进度控制是工程建设的重要技术问题。针对常规人工控制手段难以确保高心墙堆石坝施工质量，以及高强度连续施工下高混凝土坝施工进度难以实时控制等问题，提出了高心墙堆石坝填筑碾压质量实时监控技术、坝料上坝运输过程实时监控技术和施工质量动态信息PDA实时采集技术，实现了大坝填筑碾压全过程的全天候、精细化、在线实时监控；在建立高混凝土坝施工进度实时控制数学模型基础上，提出了施工进度实时预警与动态调整方法，为高混凝土坝施工进度的实时预测、适时预警、动态调整与优化提供了分析手段；提出了网络环境下数字大坝系统集成技术，研制开发了数字大坝系统，为大坝竣工验收、安全鉴定及运行管理提供了支撑平台。成果已应用于10余项重大工程，取得了显著的经济效益和社会效益。
在对高心墙堆石坝坝面碾压系统进行全面分析的基础上，提出了以填筑单元为仿真单位的碾压施工仿真理论，建立了能够反映碾压过程中不确定因素的精细化仿真模型，保证仿真贴近实际施工。研究成果在糯扎渡心墙堆石坝工程的填筑单元中得到了应用，验证了方法的可靠性，对于大坝现场碾压施工具有指导意义，为工程进度控制和管理提供了技术支持。
基于现场监测数据及先进的数值分析方法，建立土石坝全生命周期的工程安全评价及预警信息系统，是目前土石坝发展的必然趋势。以糯扎渡高心墙堆石坝为依托，开发了理论严密、方法先进且可靠实用的大坝工程安全评价与预警信息管理系统。该系统由系统管理模块、安全指标模块、监测数据与工程信息模块、数值计算模块、反演分析模块、安全预警与应急预案模块和数据库及管理模块共7个模块构成。其中，数值计算和反演分析模块可利用所取得的坝体监测数据，进行渗流、大坝应力变形、坝体裂缝、地震动力反应和坝坡稳定等土石坝关键计算分析，是本系统的核心部分。利用工程前期已经取得的坝体变形监测数据，对坝体进行了变形反演分析并对大坝关键时间结点的形态进行了预测分析。
结合HHT方法在描述信号瞬时特性和信号处理方面的独特优势，提出了一种基于HHT的泄流结构损伤实时监测诊断方法。首先，利用信号能量谱构造能量分布向量ηi，进而定义结构异常指标和预警指数，最后通过计算相邻时间段内的异常指标，实现结构损伤的在线监测。应用文中方法对一导墙结构进行数值仿真试验，结果表明，文章中定义的异常指标能够较准确地判断结构的损伤，同时具有一定的抗噪能力。
依据二滩水电站地下厂房和机组的原型观测数据对机组和厂房结构振动的相关性进行分析，据此建立基于粒子群优化最小二乘支持向量计算法的厂房振动响应预测模型，预测结果与实测资料吻合。在此基础上将运行水头作为输入因子引入到智能预测模型中，扩大了该智能预测模型的适用范围，取得了很好的效果。
针对水电工程风险因子的时变特性，用随机过程的方法模拟结构抗力与荷载作用，分析水电工程结构特性与运行方式，综合运用改进层次分析法、时变可靠度理论和风险率阈值，建立水电工程运行安全风险率评估模型。以土石坝工程为算例，详细展示时变风险率评估方法的分析流程。算例表明，工程运行安全风险率与服役时间及设计标准有着密切关系；考虑时变效应，风险率随时间推移而逐渐增大，其与设计标准的交点反映结构技术性使用寿命。应用文章提出的评估模型，预测运行期风险率变化趋势，可为水电工程的安全运行和风险决策提供科学依据。
为了提高风暴潮灾害应急处置能力，确保防潮安全，文章建立了耦合流体体积函数（VOF）法的三维非稳态水气两相流k－ε模型，采用等效糙率的方法处理城市密集建筑群，既考虑了其阻水作用，又考虑了其蓄水作用。针对天津市滨海新区海河与永定新河之间区域的风暴潮洪水演进数值模拟与分析，对100年一遇风暴潮洪水淹没情况进行分析，并对不同频率的风暴潮洪水的严重性进行了比较。结果表明，随着风暴潮发生频率的增加，风暴潮淹没范围逐渐减小，水深随着频率的增加是逐渐减少的，该研究为海堤安全管理、风暴潮灾害的快速科学评估提供了理论依据和技术支持。
对于温度成层型水库，水电站进水口分层取水方式通常被采用，目的是有选择地取用水库的不同层水体，减免下泄低温水对下游河流环境的负面影响。目前缺乏简单实用的分层取水下泄水温的预测公式。笔者针对糯扎渡水电站工程，试验模拟水库水温分布，量测下泄水温；依据大量的试验数据，建立下泄水温预测公式；所提出的公式得到了锦屏一级电站下泄水温试验数据的验证。
以缺少径流资料的福州市北部山区流域为例，通过数字高程模型（DEM）技术与新安江三水源模型相结合的方法，探讨了资料短缺地区设计洪水的计算方法。通过参证站水文模型参数的移用，解决了流域内其他子流域的产汇流参数的估算问题。在汇流计算中，通过DEM推求等流时线，避免了在地图上勾绘等流时线的繁琐工作。随着全国各地数字高程模型的建立，将其运用到水文计算当中有重要的现实意义。
给出了高碾压混凝土坝智能碾压的概念及实现过程，提出了大坝实时监控和智能反馈控制的原理；在实时分析压实指标的基础上，建立了大坝压实质量多元回归模型，进而提出了碾压混凝土坝压实度全仓面实时评价方法；实现了施工过程中碾压机工作性态的自适应调整，确保碾压机速度、激振力、碾压遍数和压实厚度等全过程达标，可有效保证碾压质量，提高施工效率，为碾压混凝土坝建设质量控制提供了一条新的途径。
利用虚拟现实和3dsmax技术进行了截流施工场景三维仿真建模，并在此基础上，结合龙口水力指标的动态计算，提出了基于虚拟现实的截流施工三维动态可视化仿真技术，实现了截流过程的逼真预演和多方案的比较分析，从而为截流组织设计与决策提供了强有力的可视化分析手段。
针对高拱坝施工过程具有很强的复杂性和随机性的特征，提出将系统集成理论应用于高拱坝施工实时控制中，设计了高拱坝施工实时控制系统集成框架，从数据信息集成、应用功能集成、技术方法集成和监控指标集成4个方面详细论述了系统集成的实现过程，并研制开发了网络平台下的高拱坝施工实时控制系统。工程应用实例表明，基于系统集成理论构建的高拱坝施工实时控制系统能对高拱坝施工过程实现动态的集成控制与分析，有效地提高了大坝建设管理水平。
文章针对高心墙堆石坝填筑施工特点，建立了过程控制指标体系，确定了过程监控方法，提出了解决方案，研制开发了具有实时性、高精度、自动化、全天候等特点的大坝填筑施工过程监控系统，实现土石料上坝运输过程、坝面填筑碾压过程的实时监控。该系统应用于亚洲第一高土石坝——糯扎渡心墙堆石坝的施工现场，建立了以监控系统为核心的施工过程控制体系，对大坝填筑施工的主要环节实现精细化的全天候实时监控，有效地控制了大坝填筑施工参数，提高了施工过程的质量控制水平与效率。
长距离引水隧洞常具有埋深大、洞线长、洞径大和工程地质条件极其复杂等特点，各工序工程量大，相互间影响巨大，因此，在实际施工过程中内外环境和约束条件可能发生变化，使原定的施工进度计划与实际施工进程不可避免地产生偏差。如果这种偏差不及时纠正，将会越来越大，以致原计划进度起不到指导实际施工的作用。文章利用计算机仿真技术、控制论思想和虚拟现实技术，提出了基于仿真的长距离引水隧洞施工全过程进度实时控制与可视化分析方法，对施工进度的实时控制提供了可行性研究和科学依据。
针对水利水电工程多源地质数据的特点，充分考虑了地质精度要求、曲面连续性和数据存储量等多方面的均衡，提出并实现了基于NURBS(non-uniform rational B-splines，非均匀有理样条曲线）技术的复杂地质曲面插值—逼近拟合构造方法。该方法对于工程关键区域集中且均匀分布的原始数据，采用NURBS蒙皮插值方法，使曲面严格通过这些数据点；对于周边区域分布离散的数据，采用NURBS逼近拟合方法，使曲面在给定精度下充分逼近原始数据；最后对整体曲面的地质结构合理性、几何性和精度进行检查分析和调整。实例表明，该方法所构造的地质曲面能满足地质工程师的实际需要，并能为进一步的三维地质建模提供基础。
针对我国大型调水工程建设施工索赔经验少、索赔专家稀缺的实际情况，将人工智能中的基于事例推理(CBR) 技术和基于规则推理（RBR）技术应用于索赔管理，将以往的水利工程索赔事例以一定的结构和方式存储，设计并实现了基于知识的施工索赔决策支持系统，具有较强的实用性。目前研究应用于某大型调水工程施工管理系统。