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随着我国城市化和工业化的快速发展，河流污染日益严重。进行以水质目标为导向的综合管理是改善重度污染河流水质的根本途径。在我国平原区重度污染流域，河流水量及污染物基本上完全由人类活动所控制，目前的研究方法和思路很难解决这种人为控制剧烈，污染源和河道过程更为复杂的问题。如在负荷核算上，由于人为干扰和数据不充分，许多机理性模型完全失效，难以实现流域定量化的管理。各行政单元间缺乏协调机制，缺乏统筹管理，对河流水环境的治理效率低下。因此，需要建立适用于我国流域管理机制的综合管理体系。 本文针对人工干扰流域和重度污染河流的特点，结合水质模型和水环境管理存在的问题，建立了完整平原区重污染河流水质目标管理理论和技术方法体系，并以子牙河流域的目标管理中取得了实际进展。论文的主要结论如下: 系统分析了子牙河流域水质时空分布特征及重度污染原因;结合我国实际管理需求、人工对流域产流汇流影响和流域技术经济水平，制定了合理可行的水质目标并完成了污染控制单元的划分;应用非点源污染的改进输出系数计算模型，河段污染物质量平衡模型，QUAL2K模型和多元统计模型等负荷估算方法，实现了资料缺乏且强人工干扰流域的河流水质模拟和负荷核算，并针对中国流域模拟的需要增加了COD模拟模块。通过水环境容量计算和公平高效的分配方法，将所需削减负荷到每一个污染源，将河段的水质目标和污染源管理目标紧密结合，并根据管理目标制定管理方案，有效的保证了管理措施的执行。本文(1)发展了重度污染河流的水环境问题诊断方法，通过监测数据、野外考察和统计分析的方法，分析了流域的主要污染物特征和水质恶化的原因。在子牙河平原区，大多数污染指标超过5类标准，以COD和氨氮为主的耗氧性污染物是子牙河水系最主要的污染物。流域内水资源极度匮乏，污水收储率低且污水厂难以稳定达标，污染源复杂多变和河道自净能力差等原因是造成水质差的原因。 (2)建立了平原区强人工干扰流域水质目标制和定控制单元划分原则和方法。水污染控制单元综合考虑了流域污染源分布、流域产流汇流过程和行政单元，保证各控制单元污染来源相对独立。在子牙河平原区水质目标的设定综合考虑水功能区划、地方水环境规划和各地区技术水平的要求，总体上达到近五类水的要求。子牙河平原区划分为三级控制单元，共划分了五个一级控制单元，十七个二级控制单元和三十七个三级重点控制单元。 (3)针对流域资料缺乏和人工干扰严重的特点，结合平原区河流产流汇流特征建立了强人工干扰平原区河流的水陆界面非点源污染物通量的估算和分析方法和建立了河流的水质稳态和动态模拟模型，从而定量描述了从流域不同污染源到河道断面的响应关系。根据核算结果，点源是河流的主要污染物，滏阳河邯郸段和滹沱河段下游绝大多数时间处于断流状态，对子牙新河的贡献为零。汶河是子牙新河最重要的补给来源，贡献了大概65.7％的水量，57.7％的COD负荷量和26％的氨氮负荷量。 (4)通过各河段的水环境容量计算并对其进行分配，分配过程综合考虑了公平性和效率性。在子牙河流域平原区，在流域到支流的分配，主要采用基于环境容量进行分配，即根据各个河段的水质目标计算的水环境容量作为各支流总的水环境容量，然后采取排污绩效和经济最优法分配到各污染源。 (5)根据容量分配结果制定了各控制单元和污染源的管理目标，并根据实际的管理目标制定了具体详细的水污染治理实施方案。包括各控制单元污水处理厂改造升级、新建污水厂、扩大污水处理厂收储范围，未处理点源治理清单，农村非点源综合治理，河道综合整治，湿地建设等具体的管理目标和措施。