水资源短缺、水环境恶化已成为流域综合管理的重大挑战。本文依托“十二五”国家水体污染控制与治理科技专项“淮河流域水质-水量-水生态联合调度”课题,以受到人类强干扰的淮河-沙颍河流域为研究对象,分析研究区域的水量、水质及其时空分布特征;采用一维水动力水质模型,分析重点研究河段的水量、水质关键要素变化规律,为淮河流域水量-水质综合管理提供技术支撑。论文的主要研究工作包括以下几个方面:(1)基于标准化降水指数,采用干旱频率、干旱站次比、干旱强度三个评估指标评价淮河流域干旱的时空分布。结果表明,淮河流域内河南、安徽境内发生各类干旱的频率相对较高,干旱强度和干旱站次比呈轻微减少趋势但不显著,流域主要发生全局性和局域性轻度干旱。(2)采用综合水质标识指数法、空间聚类法和季节性M-K法评价沙颍河流域水质的时空分布特征。结果表明,北汝河、沙河干流、澧河的水质优良,贾鲁河和小颍河受污严重。各站点水质情况在汛期、非汛期均聚为四类,水质优良区、水质恶化区和两类一般区。2009～2015年,贾鲁河多项指标改善趋势明显,沙河多项水质指标开始恶化,小颍河中上游水质恶化明显,下游和支流渐趋改善,干流下游安徽境内水质改善趋势明显,全流域总磷浓度上升趋势明显。(3)采用MIKE11 HD模型和基于Pressimann四点偏心隐式格式编制的与SQL SERVER数据库交互的水动力模拟模型,模拟沙颍河闸坝集中的周口-沫河口段水动力要素变化特征。将模拟河段划分为五个模拟单元,结果表明,MIKE11 HD模型率定期流量模拟确定性系数均在0.8以上,水位确定性系数0.9以上;验证期流量平均确定性系数为0.74,水位0.88;编制的一维水动力模型率定期流量确定性系数0.82以上,水位确定性系数0.97以上,验证期平均确定性系数分别为0.768、0.85。模型基本可以满足工程应用需求。(4)选择槐店-耿楼河段为模拟河段,以界首为验证断面,采用MIKE11AD模型模拟氨氮浓度迁移转化规律。结果表明,率定期最大相对误差33.79%,平均相对误差15.37%;验证期最大相对误差16.52%,平均相对误差12.88%。模型基本能反映氨氮浓度的变化趋势。