在我国,由于人口基数大、水资源时空分布不均、水土配置不协调等问题,加之在许多水资源配置实践中没有考虑生态系统需水需求,导致生态用水被挤占,在较大范围内存在生态缺水问题,不利于社会经济的可持续发展。为保障国家水安全,2015年4月国务院发布关于印发《水污染防治行动计划》(以下简称“水十条”)的通知,其中明确提出,要科学确定生态流量,维持河湖生态用水需求,重点保障枯水期生态基流。近年来,有关生态需水的研究主要集中在交叉学科领域,如生态需水与水资源配置、流域综合管理相结合;基于物理机制或与生物学相结合的生态需水计算;以及有关生态需水计算结果的评价与应用效果分析。其中对于水文变异条件下的生态需水计算以及对生态需水保障程度进行评价的研究较少,然而在实际水资源规划配置与管理中,对变异条件下生态需水的计算以及满足程度进行评价具有指导实践的现实意义。本文结合信江流域实际情况,以流域控制站梅港水文站断面为研究对象,分析信江河流水文变异情况;采用分布式时变增益模型(Distributed Time Gain Variant Model,DTVGM)对研究区进行径流还原,得到还原后的径流序列,并进行生态需水计算;最后利用生态用水保证率指标对生态需水计算结果进行评价。论文的主要研究工作包括以下几个方面:(1)采用突变分析、变动范围法和指标优选等方法对梅港水文站日径流资料进行分析,结果表明:梅港水文站径流序列在1991年发生突变,主要成因为气候变化,大多数干扰后的IHA指标高于RVA阈值上限,各月平均流量存在上升的趋势;断面整体水文改变度为36.99%,处于中度改变;生态最相关水文指标包括最小7日流量、高流量持续时间等8个指标。变异后枯水流量次数减少;高脉冲流量事件与大洪水流量事件量值明显增加,次数明显增多;流量事件整体量值增加,流量模式趋于单一化。(2)采用DTVGM模型对研究区进行径流还原,得到还原后的径流序列,并计算生态需水。结果表明:率定期与验证期模拟径流和实测径流的拟合程度较高,从而验证了 DTVGM模型能够模拟信江流域水资源的天然分布状况。采用五种概率分布对逐月径流过程进行适线分析,并根据PPCC检验法对适线性进行检验,得到P-Ⅲ分布、Gamma分布与GEV分布对样本拟合效果最好,正态分布拟合效果最差,选取逐月最优分布函数,获取梅港水文站断面生态需水过程,其年总生态需水量为59.68亿m3。采用Tennant法、NGPRP法、最小月平均流量法和RVA法计算得到的年总生态需水量分别为69.98亿m3、14.91亿m3、5.42亿m3和72.88亿m3。其中,最小月平均法和NGPRP法所给出的生态需水无法反映年内不同月份生态需水的差异;Tennant法得到的生态需水过程只考虑了年内一般用水期和鱼类产卵期的差异;而逐月频率计算法和RVA法得到的生态需水结果考虑了年内生态需水的动态变化,更具有实用性,将其分别设置为梅港水文站适宜生态需水和最佳生态需水。(3)简述生态用水保证率的指标含义,并提出基于频率分析和满足率分析的生态用水保证率计算方法,对丰、平、枯三种水平年、突变前后时段和不同年代分别进行最佳生态需水和适宜生态需水的评价分析。结果表明梅港水文站汛期生态用水保证率均偏低,且波动大,说明汛期的生态用水偏低,不能保证生态系统的需求。60年代到90年代生态用水保证率逐渐增加,但90年代以后变化较小,非汛期保证率高于汛期,但仍然未达到完全满足生态需水目标。