随着世界城市化、工业化进程的加快,人类在享受社会进步与生活水平提高的同时,也面临着自然资源匮乏与破坏的巨大压力。《水污染防治行动计划》“水十条”(【2015】17号)以及中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要“《十三五》”(【2016】65号)中都明确强调:“对于生态流量要科学确定,维持河湖的生态用水需求的同时重点保证枯水期生态基流。”为保证社会经济与水资源的可持续发展,兼顾水生态保护的水量优化分配是水资源管理的一个有效手段。本文结合国家自然科学基金项目(编号:51479180),以沁河流域(河南段)河口村水库研究区为研究对象,采用改进的Tennant法对生态流量进行量化研究,综合考虑河道外工业、农业、生活用水与河道内生态用水的保证目标,构建生态流量逐级保证水量优化分配模型。论文主要工作与成果如下:(1)生态流量量化研究。分析生态流量内涵与水量分配理论之间的联系,提出逐级保证的生态流量概念。结合多频率流量比,对Tennant法进行改进,估算不同水平年(丰水年、平水年、枯水年、特枯年)对应的逐级生态流量值。(2)供需水分析及方案设置。结合研究区实际情况进行供需水分析。分析河口村水库的入库径流,获取典型年设计入库径流过程作为供水量;分析区域内用水户的需水要求,结合发展规划,核定规划水平年2020年与2030年的工业、灌区、生活河道外各行业用水需求,并制定不同规划水平年的需水方案。(3)基于生态流量逐级保证的水量分配模型构建。模型目标函数包括各行业供水保证目标与河道内生态流量逐级保证目标;模型约束包括水量平衡约束、各行业供水保证率下限约束、供水调度线不交叉约束、库容约束、下泄流量约束。模型采用粒子群优化算法进行求解。(4)研究区实例计算。基于生态流量逐级量值、供需水分析及水量分配模型研究成果进行实例分析,分别计算近期规划年2020年与远期规划年2030年在不同方案下的水量分配结果,并进行对比分析,获取推荐方案并制定水量分配规则。