水污染物容量的计算与总量控制的实施是水环境管理基础性技术工作最重要的组成部分,也是保障流域水环境安全、促进流域地区经济社会可持续发展的重要举措。因此,对水环境容量计算和容量总量控制的研究已成为水环境管理科学的前沿领域和热点之一。针对已有研究成果在容量计算与分配方法的科学性、公平性及可操作性等方面存在的不足,本文在综合国内外水环境容量与总量控制研究现状及河流水环境容量计算基本模型与方法基础上,结合东江流域惠州段水环境的特点、污染现状和社会经济可持续发展的规划等要素,提出了基于改进水质模型的河流水环境容量计算新方法,建立了东江惠州段水环境容量总量控制目标确定模型与公平优先的容量总量分配方法,并开发了河流水环境容量计算可视化简易系统,形成了一套既注重理论方法,又注重水环境管理实际可操作性的东江惠州段水环境容量计算与总量控制的方法体系。首先,针对传统一维容量计算忽略了可能存在河段水质全程超标这一典型情形的缺陷,提出“河段达标”的概念,并以“河段沿程污染物平均浓度达标”为约束条件,通过引入和率定“河段水质达标比例”、“混合区不均匀系数”等参数,实现对一维水质模型的改进和算法优化,提高了区域河段容量计算的安全性。其次,针对目前容量总量控制已有研究成果缺乏可操作性的不足,提出了“东江惠州段水环境信息管理系统”总体结构设计思路,开发出“东江惠州段水环境容量计算可视化子系统”,建立了污染源特征数据与受纳水体环境容量变化的输入—响应动态关系,实现了容量计算人机交互、直观演示、简易操作的功能。该系统界面简洁、操作简便,同样适用于其它河流的容量可视化计算,提高了流域水环境管理工作的效率,具有较高的实用价值和广阔的应用前景。最后,建立了东江惠州段水环境容量总量控制目标确定与公平优先的容量总量分配的模型与应用方法。通过对平权排污量Q_P、容量利用程度因子β、目标合理性因子σ及预留比例γ等要素的考察,建立了容量总量控制目标的确定模型;同时,提出在目前国内以无偿分配为主的排污权分配方式的情况下,公平原则是排污总量分配中应遵循的首要原则的观点,并对平权现状排污量、污染物传输率、经济产污率、水资源利用率、行业排污因子、功能区排污削减系数等分配公平性影响要素分别进行了研究,确立了东江惠州段容量总量分配模型,使容量总量分配细化至具体功能区的各污染源(排污单位),为水环境管理部门有效实施容量总量控制和流域水环境保护规划提供了方法依据和决策支持。