平原河网地区水网发达，河网水流方向顺逆不定，污染排放口分布范围较广，水环境模拟分析具有相当难度。为了更好的认清平原河网地区水文水质现状，实现区域水资源动态模拟与引水调度的科学性与合理性，在对当前水资源动态模拟及优化配置的相关概念、理论、方法和国内外研究进展进行了梳理和回顾的基础上，以平原河网—西溪湿地为例，通过分析污染物入河量与水体水质的关系、降雨与产流汇流的关系等，结合平原河网区域社会经济发展和水资源管理的需求，采用多学科交叉研究的方法，在引水总量控制条件下，通过对丰、平、枯不同典型年河网水质水量变化的分析，建立包括降雨产流、汇流、面源污染负荷、河网水量水质、河网动态纳污能力计算等方面的数学模型，提出适合平原河网地区水功能区动态管理的理论体系和计算模式。通过对研究区未来水质进行模拟预测，预先确定调水水量及分配过程，提高水量调度分配的预见性，并利用WebGIS与模型的耦合集成，实现平原河网水资源量质一体化的调度模拟。研究成果对于平原河网水功能区水资源动态管理具有重要的理论意义和实际应用价值。本文开展的研究，主要内容如下:　　(1)研究区水资源与水环境综合评价与分析　　根据研究区水体的功能要求，综合考虑研究区水环境现状和污染物主要来源，采用单因子评价法进行研究区水质评价。从水质评价的结果来看，钱塘江引水入城工程运行前三年的总体达标断面在15％左右，运行后的区域河网断面达标率接近50％，丰水期达标率更高，为87％，说明钱塘江引水入城工程环境效益显著;从污染物随时间变化情况看，各断面水质枯水期较平水期与丰水期差;从区域水体的氨氮随着水体流动而普遍超标的实际情况来看，说明区域内居民的生活污染排放是研究区污染的主要来源。但由于区域内部生活污染随机排放，且钱塘江引水水质不稳定，造成区域河网水质不能稳定达标。入河污染物的总量统计结果表明:入河COD的最大来源是引水，其次是生活污染;入河氨氮的最大来源是生活污染，其次是引水;入河总磷的最大来源是生活污染，其次是引水。由此可见，进入区域河网的污染物以引水污染与生活污染为主，面源污染中，氨氮入河量也占相当的比重。从污染物质的成分分析得知，污染物因子以氨氮为主，总磷次之。　　(2)水量水质联合调度模型研究　　利用水量水质联合调度开展流域水资源优化配置研究是当今国内外水资源配置研究领域的主要研究方向。本文以研究区多年降水、流量、水位以及下垫面数据为基础，建立包括降雨产流、汇流、面源污染负荷、河网水量水质、河网动态纳污能力计算等方面的数学模型，并采用以上模型与参数模拟并验证了研究区河网流量与水位过程以及主要污染物因子的浓度变化过程。模型验证的结果表明:水位过程、流量过程的验证取得了较好的效果，模型模拟精度较高。整个验证期内，日平均流量实测值与模拟计算结果过程线峰谷基本对应，各监测断面流量模拟值与实测值之间的相关系数最大值为0.82，最小值0.78。日平均水位实测值过程线与模拟计算结果过程线基本重合，各监测断面水位模拟值与实测值之间的相关系数最大值为0.95，最小值0.94。而与水位流量过程的验证结果相比，区域水质过程的验证误差稍大。这主要是由于部分监测断面处于以农业用地和农村居住用地为主，且人口较为密集的区域，如:莲花港与冯家河，生活污染的排放存在较大的随机性，造成水质模拟难度加大。但从水质过程验证结果的总体情况来看，水质模型能够较好地模拟研究区COD、氨氮和总磷的浓度变化过程。　　(3)典型年动态纳污能力分析、污染负荷削减与水质预测　　依据研究区降雨频率分析结果，确定降水典型年，结合自流式引水水源钱塘江的潮位分析结果，以潮位最低的2010年为引水条件，与降水典型年组合作为设计典型年。采用降雨产流模型，结合各典型年的降水与蒸发资料，计算各典型年的产流汇流与污染入河总量，结果表明:各典型年水资源总量差异不大;各典型年的面源污染入河总量与生活污染入河量相比，占比不大，各典型年的入河污染物COD、氨氮和总磷来源均以生活污染为主，其中，各典型年COD的生活污染排放占全部入河COD的比重最高，其次是总磷和氨氮。　　采用河网动态纳污能力模型，在不考虑污染物削减，仅以现状引水条件计算各典型年的动态纳污能力，结果显示，现状水平年(2010)的污染物入河总量与各典型年年均纳污能力相比，除总磷小于各典型年的年均纳污能力外，氨氮和COD的排放都超过了各典型年的年均纳污能力。显然，如不进行污染物的削减，丰水年、平水年、枯水年不到1000万m3的水量差异无法使水质达标。由于面源污染不易控制，而区域污染主要来源于生活污染，污染物的削减相应的考虑对生活污染的削减。以各典型年的污染物入河总量为依据，通过分析动态纳污能力，区域生活污染入河量削减至产生总量的10％以下，或削减至现状入河量的三分之一以下并辅以引配水措施，可以保证各典型年区域河网水质稳定达标。　　(4)给定水质约束条件下的典型年最小引水量分析　　通过引水与自动水质监测站点数据的联动调度，合理确定水量调度规则，可以准确地确定不同典型年条件下与污染物排放与削减相适应的全年最小引水量。本文研究中，设定区域河网各监测断面污染物浓度不能标，采取浓度达到水质标准限值的90％以上时，能引则引，否则设定最大引水流量不超过10m3/s的调度方式，可获得给定水质约束条件下各典型年的最小引水量。各典型年最小引水量都大大低于设计引水量，即使与现状水平年的实际引水量比较，最小引水需求比也有较大幅度的降低。　　(5)基于GIS的水资源动态模拟与可视化调度　　通过分析地理信息系统与水文环境模型的各种耦合方式及其优缺点，采用基于数据交换接口的耦合方式，研制了引水工程河网配置管理系统。系统采用地理建模方式，利用ModelBuilder建模工具，实现模型数据的自动提取;通过ArcGIS Schematics提取节点与河道中心线的逻辑关系，建立河网逻辑关系，实现水文模型各计算要素的逻辑组织与管理;利用线性内插的方式渲染河段污染物浓度，实现水量水质变化的静态展示与动态模拟;通过和水环境数学模型进行数据交互，获取水环境数学模型的模拟计算数据，实现引配水的实时调度与预见性调度。系统的实现为平原河网地区水功能区动态管理与调度决策提供技术支持。