重庆市属典型的山地城市,地表水资源相对贫乏,且时空分布不均,地下水资源甚少。在不考虑长江、嘉陵江过境水资源的情形下,水资源短缺程度总体为中度缺水,短缺类型总体为工程型。全市现有地表水型集中式饮用水水源地1200多个,约占全市集中式饮用水水源地总数的85%,分布于三峡库区长江、嘉陵江、乌江干流及其次级支流上。据最新水源地环境状况调查评估结果,全市集中式饮用水水源地安全保障总体较好,但部分水源地的水量和水质仍不能满足《集中式饮用水水源地规范化建设环境保护技术要求》(HJ 773)。三峡水库是典型的河道型水库,重庆主城区处于其变动回水区。在正常蓄水高水位175m运行时,库区重庆江津花红堡下游江段均处于回水顶托状态;在消落期通航限制水位155m运行时,库区重庆果园港区以下江段处于回水顶托状态;在汛期防洪限制水位145m运行时,库区长寿长江黄草峡以下江段处于常年回水状态。长江、嘉陵江重庆主城区江段在155m及以下蓄水位时仍处于天然河流状态。因此,长江、嘉陵江及其一级支流变动回水段的主要水动力特征(河床糙率、水位和流量)和污染物特征(水平扩散系数、降解系数和浓度)的初始条件都不可避免的受到三峡水库不同水位运行调度的周期性影响。三峡工程在175m高水位运行时,库区大水深、低流速、污染物横向扩散明显;145m汛期防洪限制水位运行时,库区水深小、流速高、污染物横向扩散相对较弱;155m消落期通航限制水位和其余3种过渡期运行水位(枯水期供水、汛前腾库和汛末蓄水)的水文水质演变过程均处于其包络图范围内。此外,重庆市境内有流域面积大于50 km~2的山地河流510条,大量穿城而过的河流已成为沿岸城镇饮用水水源地取水、工农业生产、景观旅游等活动的重要载体,且城市化进程的加快和水生态环境保护规划相对滞后的矛盾日益凸显,部分城市河段的水生态环境急剧恶化甚至逐步演变为黑臭水体。然而,用《饮用水水源保护区划分技术规范》(HJ 338)推荐的解析解模型计算后划分的保护区无法满足山地城市集中式饮用水水源地保护区随三峡水库不同蓄水位动态变化的特殊需求,依法划定的水源地保护区面临过度保护或保护不足的困境。因此,遴选已经国内外广泛验证可靠的水环境模型,研究其不同水位条件下河床糙率、水平扩散系数和主要污染物降解系数等核心参数的确定方法,应用于识别库区非点源和点源污染负荷的关键区域和流域,科学合理的布局饮用水水源地并划分保护区,已成为环境监管急需优先解决的技术难题。采用实测的水文和水质数据对丹麦水利研究所开发的MIKE 11、MIKE21水环境模型和清华大学水利水电工程系改进的深度平均二维模型率定和验证,对其核心参数本地化后应用于典型水域小流域型(梁滩河流域)、大江大河型(长江、嘉陵江重庆主城区江段)和河道型水库(三峡水库长寿经开区江段)的集中式饮用水源保护区划分技术研究。应用SWAT非点源模型对三峡水库不同蓄水位时40条一级支流流域内的非点源污染负荷的关键区域和流域进行识别,结合历年来三峡库区长江重庆段典型排污口污染带水文水质同步跟踪监测成果,对其点源负荷的影响范围和程度进行识别,从三峡库区水污染防治重点区域和重点流域两个层次分别提出了饮用水水源地优化布局新方案。三峡水库不同蓄水位运行期间的上游来水背景水质、入江排污口和支流入江口污染负荷及其所处位置等都会对库区长江干支流回水段水质产生影响。综合运用MIKE11、MIKE21、深度平均二维水环境数学模型数值模拟方法和科学实验研究方法,结合三峡库区典型污口污染带水文水质同步监测成果和SWAT模型大尺度非点源数值模拟计算成果,识别出三峡库区各类污染负荷影响的关键区域和流域的河段分布,其成果可供环境管理部门在开展山地城市集中式饮用水水源地优化布局和保护区划分时决策参考。应用本地化数学模型引领辅助决策,提出的大江大河模型大水深水体的河床糙率、水位初始条件、污染物水平扩散系数、污染物降解系数初始赋值等核心参数的初始值赋值方法是论文的主要创新点。对三峡水库不同蓄水位运行期间的河床糙率、水位参数、污染物水平扩散系数、降解系数等水文水质模型核心参数的初始值空间分布方法进行了应用研究,形成的可复制推广的本地化水文水质模型参数,为三峡库区山地城市河流型饮用水水源地保护区科学划分提供了科学的实用方法。根据河道型水库的河床高程在纵向、横向的空间差异性和不同蓄水位时水力停留时间的细微差别,采用EXCEL宏文件编程计算方法,代入模型计算域不同高程点的经验值,经迭代试算、参数率定和模型验证等复杂分析计算过程,将不同高程点分别赋予经验证可靠的计算域河床糙率、水位、污染物水平扩散系数和降解系数初始值。同时,采用Data Manager和Mesh generate工具软件分别生成其计算域的空间散点分布和空间连续分布初始值,获得了大水深大尺度水体河床糙率、水位、污染物水平扩散系数和降解系数的面文件赋值方法。将上述方法获得的4个参数的面文件应用于三峡库区重庆主城区江段典型水域的水文水质变化趋势预测,其模拟误差均降低了约15个百分点。