随着我国经济社会的高速发展,出现了较为严重的水资源短缺、生态环境恶化等问题,迫切需要对江河流域水资源进行统一管理。本文从流域水资源管理的特点、体系、理论与方法等方面进行了研究,尤其是对流域取水许可、水量调度、干旱应急机制以及河流纳污总量控制等进行了较为深入的探讨,取得的主要成果如下:(1)在定义江河流域水资源统一管理相关概念和阐述其内涵的基础上,提出了流域水资源管理的主要研究内容,构建了相应的理论体系,并从行政、经济和法律等角度,论述了流域水资源管理的作用、特点和手段。(2)以支持向量机为基础,结合最小二乘技术、混沌优化技术,建立了基于混沌优化的最小二乘支持向量机需水预测模型。分析了水资源合理配置的内涵和基本原则,对以需定供、以供定需、宏观经济以及可持续发展等的水资源配置理论机理、特点、优缺点进行了分析,在此基础上,建立了用户参与、按权重配水、同倍比配水、优化配置模型以及水库群优化调度模型,研究了水资源和环境承载力计算方法,并以黄河流域、西北地区和乌江为例,应用上述模型和方法,取得了满意结果。(3)在分析与借鉴国外取水许可制度的基础上,结合我国流域水资源管理的实际情况,探讨了我国取水许可制度建立的原则、适用范围、基本要求、管理体制、管理权限以及申请审批程序等,并对我国水权市场、总量控制与定额管理、建设项目水资源论证、流域取水许可监督管理进行了重点研究,提出了适用于我国的流域取水许可制度。(4)设定了江河流域水量调度干旱应急情况的标准,确定了特殊干旱年基本要素,建立了干旱应急机制,并将该机制应用于黄河流域干旱应急战略中,制定了2003年黄河流域旱情紧急预案,并分析了水量调度的实施情况,提出了具有建设性的预防措施和应急对策,建立了水量调度突发事件的应急体制。(5)根据污染物总量控制理论,建立了一维、二维河流污染物计算模型,以河流功能区为控制单元,实现总量的优化配置;并以黄河为实例,计算分析了兰州、包头、三门峡及花园口河段的水质现状,并提出了改善措施。(6)从数字化流域与管理两方面阐述了数字流域水资源管理与调度决策支持系统建设,构建了黄河流域水资源管理调度框架、体系,对其功能进行了描述,并开发了黄河水量调度方案编制与管理子系统,系统功能齐全、界面友善。