面向石油化工、煤化工、航空航天、电力、核能等国家重要领域，围绕承压设备所处的高温、腐蚀等极端环境，开展了多种气氛环境高温蠕变疲劳性能测试仪的研发，攻克了稳定可靠的加热元件选择、超高温夹持结构设计、超高温变形测量、自定义加载路径控制、拉压疲劳机械间隙消除、电子信号动态实时校准等关键技术，首次研制出了四台套由结构独特的机电伺服加载机构、超高温与多种气氛环境装置(氢气、氩气、水蒸气、真空)组成的蠕变疲劳性能测试仪，填补了国内空白，达到了发达国家同期水平，提升了我国极端环境承压设备的设计与制造能力，同时为相关理论模型的试验验证、极端服役环境(高温、超高温、复杂气氛环境)下失效机理的研究、材料性能数据库的建立乃至新材料的开发提供了不可或缺的工具。测试仪研发过程中形成的关键技术如下:1)针对现有试样夹具难以满足超高温要求，研发了具有特殊结构与循环水冷的超高温夹具，满足了1500℃下的夹持要求。2)针对现有引伸计无法满足高温环境下变形测量的问题，在消化吸收美国EPSILON公司的高温引伸计的基础上，攻克了引伸计弹性体热处理工艺改进、温度补偿技术、高性能应变片应用、冷却结构及方式等关键技术，在大量试验测试的基础上研发出了高温引伸计，并开发出了相应的变形测量方法，解决了1500℃下的变形测量。3)围绕实际工况中复杂应力的加载需求，攻克了测试仪机械传动部分及电气驱动部分的灵敏可靠性、上位机与控制器之间数据的稳定可靠传输等技术难题，最终形成了可自由设定不同加载路径的动静态组合试验系统。4)针对拉—压过零疲劳试验的间隙消除问题，开发了由交流伺服电机、零间隙滚珠减速器、多楔带传动和滚珠丝杠构成的机电伺服加载机构，并对各部件见的连接方式及结构进行了有效的改进，解决了传动间隙引起的拉压过零停滞问题。5)针对长时实验中环境温度变化导致电子元器件与信号调理电路的温漂、时漂、零漂问题，研发出了一套嵌入式全数字式控制系统(含控制器及相应软件),实现了标准化、精确化、小型化，保证了系统的通用性、可靠性和稳定性，可定时自动校准力、变形、位移测量系统，保证了测量系统具有较强的抗干扰能力和长期稳定性。6)针对承压设备实际使用中复杂氛围的模拟问题，研发了过热水蒸气环境试验装置、超高温大气气氛环境试验装置、真空(充气)气氛环境试验装置与氢气气氛环境试验装置，实现了多种复杂环境氛围的加载。

针对复杂多变条件下大江大河流量在线监测技术、高寒高海拔恶劣环境下的河流湖泊水文要素在线监测技术、声学多普勒流速剖面仪检验测试技术与方法等关键技术问题，项目在理论研究方面，深入分析代表性流速指标分布规律，开展了天然河道粒子图像测速试验和多方法流速流量测验比对试验，反演了湖泊面积动态变化，分析了湖泊水量均衡项。在装备研制方面，攻克大江大河流量在线监测方面的关键技术，完成超声波无线时差法流量在线监测技术与新型装备样机的研制，形成定点式声学多普勒流量在线监测技术与新型装备样机、UHF雷达流量在线监测技术与新型装备样机、图像法流量在线监测技术与新型装备样机和K波段雷达一体化流量在线监测技术与新型装备样机的研制。针对高寒高海拔特殊环境，完成雨雪量计、蒸渗仪及双频冰厚雷达关键部件和样机的研制。利用自主搭建的高精度拖曳水槽流速装置，测试了声学多普勒流速仪在不同速度下的流速示值误差，提出声学多普勒流速仪检验测试方法。在装备集成技术与示范应用方面，初步完成表面矢量流场非接触式流量在线监测装备系统集成，并在仙桃水文站进行前期比测数据信息分析。针对适用于高寒高海拔地区的降水、地表蒸散发测量仪器，开展了监测装备的集成，实现了在线监测，通过现场的对比观测试验，形成了一套能够高效在线监测高寒山区水文循环的技术框架，建立示范基地。