经济社会的快速发展给河流水环境带来了前所未有的压力,部分江河湖泊水体无法达到水质管理目标要求,为此,加强流域水环境监测能够实现水环境状况的感知,为水环境治理与管理提供基础支撑。近年来,国内外在建立水环境监测网络和制定水质达标方案等方面开展了大量的研究,包括监测断面优化、污染物总量控制等。然而,对于大多数中小型流域,尽管污染严重,但往往仅对控制断面进行监测,无法实现区域污染状况的全面捕捉,也很难实现污染溯源和考核问责等。为此,本研究面向流域水环境监管的现实需求,以大连市登沙河流域为研究对象,在现有国控、市控监测断面基础上对流域监测断面进行整体布设及优化筛选,然后利用QUAL2K水质模型模拟氨氮和总磷污染物的迁移转化过程,基于控制断面水质目标反推不同来水条件下上游监测断面的逐级管控标准,最后分析了污染溯源中,监测断面位置及逐级管控标准对实际污染事件管控及责任判别所起到的作用,从而为控制断面水质达标及流域水环境监管提供科学支撑。本文取得的成果主要如下:(1)收集整理基础资料,包括登沙河流域的基本概况和水文气象资料等。根据规范标准在登沙河流域全面布设多个水质监测断面,现场采集水样获取各断面的水质参数,析流域整体的水质状况,确定主要超标因子为氨氮和总磷。(2)基于所有监测断面的水质数据,采用系统聚类法、模糊聚类法和物元分析法对监测断面进行分类,然后在分类的基础上结合各断面所处的土地利用类型、生产方式以及空间分布进行断面的优化筛选,最终优选出6个代表性监测断面;对优化前、后的样本进行方差检验和均值检验,计算优化前、后相邻断面数据的相关性,结果显示样本方差齐、均值无显著性差异,且断面重复布设情况得到改善。(3)根据登沙河的基本信息以及新增断面和控制断面的水质数据率定QUAL2K水质模型,量化主要监测断面污染物的来源及贡献率,明确主要污染区域。以控制断面的水质目标为准则,优先对重点污染区域进行水质管控,制定水质目标管理标准。结果表明:对于新增优化断面,氨氮指标的管控标准在秋季较低,春季和冬季的要求较高,总磷的管控标准在春、秋和冬季接近。(4)基于所有断面位置及管控标准,以下游控制断面超标为例,分析上游各优化监测断面不同水质浓度组合情况下,可能产生污染的区域,为本文的研究方法在实际中的应用提供了参考。