由于全球极端气候影响和人类活动对河流水文过程干预的加剧,不仅导致河流生态环境的退化日益严重,还造成河流水文条件发生变异。如何科学确定水文变异条件下的河流生态流量不仅是亟待解决的学科难题,也是当前我国流域生态保护修复的重要需求。赣江是长江“双肾”之一鄱阳湖的最大支流。受全球气候变化及高强度人类活动的影响,赣江不仅水文情势变化十分显著,其流域还面临着严重的生态系统退化问题。本文面向新时期长江生态保护修复中科学制定生态流量的关键技术需求,以赣江外洲区域为研究对象,研究了水文变异条件下河流生态流量计算和适应性评估学科难题。针对河流的水文变异精准诊断与天然径流序列延长的学科难题,采用了水文变异诊断系统和水文非线性时变增益模型（DTVGM）理论方法,揭示了赣江流域的水文时间序列变异点及水文变异成因,建立了流域自然条件下的降雨径流非线性过程关系。针对强水文变异条件下的流域生态流量计算的难题,建立了基于延长的天然径流序列和概率加权FDC法的生态流量计算优化方法,科学计算了不同丰平枯来水类型年下赣江流域的生态流量过程,提升了水文学法计算结果的可适用性,阐明了流域生态流量的适宜性状况。主要研究成果和结论如下:（1）赣江年径流序列的变异诊断及其成因研究。采用多种水文变异诊断方法对外洲水文站年径流序列依次进行初步诊断、详细诊断和综合诊断,并最终判定赣江于1991年发生水文变异。水文变异导致外洲站年均径流量增加近10%。水文变异物理成因分析结果表明气候变化和人类活动共同作用导致了赣江水文变异,其中流域于1991年发生的气象变异是水文变异的主要因素,人类活动对土地利用和径流序列年内分布的改变是水文变异的次要因素。（2）基于DTVGM模型的水文变异条件下天然径流序列的延长。基于水文、气象、DEM等数据构建流域水文物理模型,对DTVGM模型参数进行率定和验证。评价结果显示在模型率定期和验证期,日径流和月径流序列的模拟值与实测值均具有较高的拟合度（NSE＞0.84,r＞0.92）,表明该模型结果具有良好的可靠性。因此,基于构建的DTVGM模型,模拟得到水文变异点后的天然日径流和月径流序列。（3）水文变异条件下的生态流量过程变化与差异研究。基于延长的天然径流序列,采用概率加权FDC法计算了不同来水类型年下的生态流量过程,生态流量在丰水年、平水年和枯水年的变化范围分别为398～3771 m~3/s、352～2160 m~3/s和277～1657 m~3/s。不同来水类型年下的生态流量过程差异主要体现在汛期,尤其是5月份。其次,对比NGPRP等传统水文学法计算的生态流量结果,基于概率加权FDC法计算的生态流量不仅考虑了赣江水文过程的年际年内差异,也考虑了年月来水类型的“交叉现象”,其结果很好地反映河流在不同来水类型年下的生态需水情况。（4）赣江流域生态流量适宜性综合评估。运用多种生态流量评价指标对赣江流域生态流量的适宜性进行了初步评价及综合评价,结果表明当赣江各月流量均达到相应生态流量的要求时,河流生态系统总体上可处于健康状态,即丰水年和平水年的河流健康等级均在“佳”范围内,枯水年的河流健康等级在“佳”或“极佳”范围。因此,赣江的河流生态保护需要强调生态流量的保障与管理。