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河流有广泛的资源，它是人类重要的自然资源。人类的经济活动对河流的演变和河流健康有重要影响，向河流中随意排污和不合理开发水资源等人类活动直接威胁河流生态环境失去平衡。美国环保局（EPA）最早于1972年提出最大日负荷总量TMDL (TotalMaximum Daily Loads)，为改善我国的水环境质量、保障居民生活用水和生产用水、实现我国的水环境安全，我国从20世纪70年代末开始了水环境污染总量控制的研究。本文以南沙河为研究对象，南沙河——鞍山人的母亲河，属于北方严重污染型河流之一。本文首先概述了污染物总量控制、最大日负荷量TMDL和安全余量的研究进展；然后从化学指标、生物指标、物理指标三方面进行了南沙河河流健康综合评价；特别介绍了河流设计水文条件的选择和应用——进行河流容量总量分配时的设计流量，介绍了关于国内外的研究进展，对常见设计流量计算方法进行了比较，并对不同设计流量计算方法的适用性进行了分析，在此基础上计算了南沙河最大日负荷量TMDL。研究的主要结论为：（1）在南沙河河流健康综合评价中，化学指标得分为45.22，生物指标得分为46.67，物理指标得分为60.00，河流健康综合评价得分为48.3，评价结果为河流健康不达标。化学指标中，化学需氧量和氨氮未达到Ⅴ类水质标准，生化需氧量正好达标，总磷、溶解氧和重金属总汞得分较高，化学污染严重。生物指标中，着生藻类完整性指数刚好达标，底栖动物完整性指数和着鱼类完整性指数均较低未达标。物理指标中，水土流失状况较好达标，河道稳定性较差未达标，物理指标综合达标。（2）在确定三个水文站的设计水文条件时，立山站采用稳态设计水文条件的30B3指标，基于多年逐日平均流量计算得出；千山站和温泉站由于常年有断流现象，从而采用最小生态流量指标。此外，还介绍了几种无水文站设计流量的计算方法。（3）南沙河流域内的点源污染：工业污染源的COD排放总量为238.94吨，氨氮排放总量为29.45吨；城镇居民生活污染源的COD排放总量为13786.55吨，氨氮排放总量为1705.37吨。南沙河流域内的非点源污染：农业污染源的COD排放总量为2323.73吨，氨氮排放总量为37.25吨；畜禽养殖污染源的COD排放总量为938.33吨，氨氮排放总量为3.72吨。（4）在南沙河流域内，根据一般功能区划原则划分了4个水环境功能区，南沙河干流上确定了9个控制断面，25个排污口划分了5个纳污片区，利用EXCEL规划求解目标函数，得出COD的水环境容量为2634.20t/a，氨氮的水环境容量为134.97 t/a，重金属汞水环境容量为95.91 kg/a。