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水资源是一项基础性的自然资源和战略性的经济资源，它代表着一个国家的综合实力。现在社会经济迅猛发展，人口也在不断增加，与其相生伴随的就是水资源的过度开发利用，过度开采利用水资源进而就会产生一系列的环境问题，像生态系统平衡被破坏、水资源短缺、水污染加剧、洪水泛滥等。面对出现的这些现象，于是专家和学者们开始研究水资源，探讨水资源的适宜开发强度及其怎样合理配置利用水资源，将人类的活动控制在生态、资源与环境允许的范围内，以保障社会的可持续发展及水资源的可持续利用，禁止无限制的开发利用水资源，进而忽略环境与生态，这是当前一项艰巨而且刻不容缓的工作。
目前，我国对生态需水方面的研究尚处于起步阶段，还没有形成一套比较完整的计算方法和理论体系。基本上都是理论探讨方面的资料比较多，在创新成果和实例研究方面还相对较少。这就使得在重大工程实例研究时缺乏基本的水资源调度依据，进而无法合理分配生态水资源。当前我国的水资源问题比较严重，建国初期偏重社会经济发展，忽略了生态环境。因此我国的生态需水问题与其他国家相比，它更复杂和严重。我们有必要对于传统的水利工程设计、运行理念与方法进行反思，进一步吸收生态学方面的知识，探索水利工程与生态、环境相结合的技术体系，这不仅满足了经济与生态环境及社会的协调发展，也实现了与自然和谐相处目标的时代要求。
北运河水系属海河流域，位于永定河与潮白河水系之间，发源于北京太行山脉的西山与燕山山脉的军都山相会处，即昌平区境内的关沟。本文是在查阅了大量国内外文献资料的基础上，针对北运河当前的情况，对北运河水量管理进行生态影响评价，根据评价结果，结合河流当前的水质状况，提出了基于闸坝控制的保障北运河生态用水的水质水量联合调度模型。研究内容主要为以下几个方面：
（1）通过阐述生态需水量的国内外发展状况及目前生态水利方面存在的不足，基于北运河实际情况，确定了本文的技术路线。
（2）对北运河基本情况进行介绍，针对当前的洪水管理体系及当前的生态环境问题，提出了北运河水量生态影响评价模型。通过评价，得出北运河处于“非常严重”级别，应该采取措施对其加以治理，以保护流域水资源的可持续利用和生态系统的健康发展。
（3）针对北运河生态水量评价结果，结合近几年北运河水质状况，提出了水量水质联合调度模型方案，此方案结合多目标函数，建立了水量水质联合优化调度模拟模型。以综合河道内外生态需水量缺失率最小、对防洪安全影响程度最小，河道水环境最优为目标，确定水量的时空分配方案，采用最小费用最大流量原理实现水量水质模型与多目标优化调度模型的耦合。