为揭示扬州城区古运河水质时空分异特性,选取扬州城区古运河扬农化工厂河段至运河三湾风景区河段为研究区,对该河段干支流断面的水温(WT)、pH、电导率(EC)、溶解氧浓度(DO)与NH4+等污染物离子浓度进行观测,采用变异系数法、单因子水质标识指数法与多元线性回归法对水质参数的变异性、水质类别及水质参数之间的影响关系进行分析评价,并构建河流污染物一维随流分散模型对运河三湾风景区河段的NH4+运移过程进行数值模拟,主要研究结果如下:(1)研究河段干支流断面WT均呈季节性变化;化工厂河段干流断面DO随WT升高而降低,随pH升高而升高;大部分时段研究河段干流同期的DO从上游至下游依次减小,而同期的EC从上游至下游逐渐增大;研究河段支流的DO、EC与pH变化的随机性较强。(2)同一年内WT一四季度的变异系数大于二三季度;大部分时段DO季度变异系数大于同期其他参数;pH季度变异系数多小于0.1,波动程度小;除化工厂河段支流之一的安墩河观测断面各水质参数的权重从大到小依次为DO>EC>WTpH,其余断面均为DO>WT>EC>pH,DO对水质变化的贡献及相对重要程度最高。(3)研究期间当WT小于20℃且pH大于7.5时(一四季度),化工厂河段干流断面大部分时段水质类别为Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ类水,而二三季度水质多劣于Ⅲ类水;支流断面大部分时段水质类别为Ⅳ、Ⅴ或劣Ⅴ类水,且水质标识指数变化随机性较强。(4)DO与WT呈负相关,与pH呈正相关;除三湾河段支流断面,其余断面DO与WT、pH的线性关系均为显著;三湾河段干流断面WT与pH均对DO有显著影响,化工厂河段干流上游断面与化工厂河段支流断面WT对DO有显著影响,而pH影响不显著,三湾河段支流WT与pH对DO的影响均不显著。(5)当温度系数θ取1.02或1.04时,模型模拟精度随系数a的增大先升高后降低,且温度系数θ为1.04时的模拟精度高于θ为1.02时的模拟精度;当温度系数θ取1.06时,模拟精度随系数a的增大先降低后升高;当系数a、温度系数θ分别取3.5、1.04时,模型总体的模拟精度最高。(6)三湾河段干流上游断面模拟结果的纳什效率系数(NSE)为0.960,下游断面NSE为0.582,上游断面模拟精度较高,下游断面模拟结果总体可信;上游断面模拟结果的平均误差为0.288mg/L,下游断面为0.687mg/L;模拟结果显示,单日内河段上游NH4+浓度逐渐减小,下游NH4+浓度逐渐增大,最终各断面NH4+浓度趋于同一水平。