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三峡水库蓄水运行使得库区水动力条件发生了较大改变，库区流速减缓，水流挟沙力降低，泥沙落淤，磷伴随泥沙在库区沉积，支流磷营养盐富集，导致库区水体富营养化和支流水华频发。水动力条件改变是导致三峡库区水体富营养化和支流水华频发的关键因素，如何通过改善库区水动力条件减缓库区泥沙淤积和总磷（TP）滞留是当前三峡水库泥沙和水环境研究急需解决的重要问题。然而，通过优化三峡水库坝前水位调度，改善库区水动力条件，调控支流乃至整个库区的泥沙通量、TP通量和TP滞留率的研究还不够充分。此外，水库泥沙淤积一般滞后于坝前水位和上游来水来沙的变化，而三峡水库泥沙淤积研究通常忽略了河床冲淤演变过程中普遍存在的这种滞后现象。鉴此，为寻求三峡库区泥沙淤积对坝前水位调度的滞后响应规律，以及坝前调度对库区典型支流乃至全库区泥沙和磷输移过程的影响机制，本文建立了考虑上游来沙和坝前水位调度双重影响的水库泥沙淤积滞后响应模型，并利用模型探究了三峡水库汛期泥沙淤积对坝前水位调度的滞后响应规律；基于三峡水库2008–2017年实测的水质资料，详细分析了三峡水库TP通量变化特征及滞留效应；采用EFDC环境流体动力学模型，构建了三峡库区典型支流香溪河库湾三维水动力和水质模型，利用三维模型探究了“潮汐式”调度累计潮汐涨幅、水位变幅、起调时间等关键因素对香溪河库湾TP通量、滞留率等的影响机制；同时考虑区间支流来沙和TP输入，构建了三峡水库全库区一维泥沙和水质模型，以此开展减缓三峡水库全库区泥沙淤积和TP滞留的“潮汐式”调度研究。得到的主要研究结论总结如下：
（1）基于上游来沙和坝前水位调度对水库泥沙淤积的双重影响，提出了沙量加权平均坝前水位的计算公式，考虑滞后影响，建立了水库泥沙淤积量与沙量加权平均坝前水位的滞后响应模型。利用该模型揭示了三峡水库汛期泥沙淤积对坝前水位的滞后响应规律。研究表明，三峡水库汛期泥沙累计淤积与5年线性叠加坝前水位之间具有较好的相关关系，表明汛期泥沙淤积不仅与当年上游来沙和坝前水位运行有关，也与前面连续4年的来沙和坝前水位调度有关。
（2）分时段建立了三峡水库TP通量与泥沙通量的统计模型，发现三峡水库TP通量和泥沙通量具有较好的相关性。不考虑区间支流TP输入，2008–2012年，三峡水库TP年均入库通量为8.37万t，年均滞留率为49.65%；2013–2017年，TP年均入库通量和年均滞留率明显减小，分别为4.91万t和8.81%，上游梯级水库拦沙、流域磷污染治理等因素使得入库TP通量减少约41.3%。
（3）构建了三峡水库典型支流香溪河库湾三维水动力和水质模型，利用三维模型开展了基于三峡潮汐调度的香溪河库湾磷营养盐输移过程模拟。研究发现，潮汐调度水位变幅对香溪河库湾磷输运的影响较起调时间更为明显，且潮汐调度具有明显的时效性。潮汐调度水位变幅并非越大越优，水位变幅应根据水库实际调度情况，以及潮汐调度后渴望实现的效果而综合考虑设定。
（4）潮汐调度水位变幅对香溪河库湾TP通量的影响由库湾下游至上游逐渐减小。为尽可能减小库湾TP的滞留，潮汐调度设计应遵循一定的原则，即潮汐调度水位变幅较大时，可适当延后起调时间，水位变幅较小时，可适当提前起调时间。
（5）同时考虑区间支流来沙和TP输入，建立了包含三峡干流朱沱至坝前河段（约760km）和嘉陵江、乌江、小江、汤溪河、梅溪河、大宁河、香溪河等56条区间支流的全库区一维泥沙和水质模型。通过一维模型计算得到，三峡水库2015–2017年总入库沙量为14239.11万t，长江、嘉陵江、乌江和区间小支流入库沙量分别为8440.16万t、1595.81万t、543.16万t和3659.98万t，占总入库沙量的百分比分别为59.27%，11.21%，3.81%和25.70%。三峡水库2015–2017年总入库TP通量为12.546万t，长江、嘉陵江、乌江和区间小支流入库TP通量分别为8.275万t、1.256万t、2.183万t和0.832万t，占总入库TP通量的百分比分别为65.96%，10.01%，17.40%和6.63%。
（6）基于三峡全库区一维泥沙和水质模型，开展了基于三峡水库潮汐式调度的全库区泥沙和磷输移过程模拟。研究表明，潮汐调度可减缓库区泥沙淤积和TP滞留。潮汐调度使得三峡水库2015–2017年出库沙量较实际调度增加约17.13%，淤积量减少约3%，排沙比增加约1%~3%。出库TP通量较实际调度增加约3.39%，滞留量减少约13.77%，滞留率降低约2%~4%。在遵循潮汐调度基本特性的前提下，相对较大的潮汐累计涨幅和水位日变幅更有利于提高三峡水库的排沙效果和减少TP在库区的滞留。研究成果可为后续三峡水库的优化调度和水污染控制提供新的思路。
（1）基于上游来沙和坝前水位调度对水库泥沙淤积的双重影响，提出了沙量加权平均坝前水位的计算公式，考虑滞后影响，建立了水库泥沙淤积量与沙量加权平均坝前水位的滞后响应模型。利用该模型揭示了三峡水库汛期泥沙淤积对坝前水位的滞后响应规律。研究表明，三峡水库汛期泥沙累计淤积与5年线性叠加坝前水位之间具有较好的相关关系，表明汛期泥沙淤积不仅与当年上游来沙和坝前水位运行有关，也与前面连续4年的来沙和坝前水位调度有关。
（2）分时段建立了三峡水库TP通量与泥沙通量的统计模型，发现三峡水库TP通量和泥沙通量具有较好的相关性。不考虑区间支流TP输入，2008–2012年，三峡水库TP年均入库通量为8.37万t，年均滞留率为49.65%；2013–2017年，TP年均入库通量和年均滞留率明显减小，分别为4.91万t和8.81%，上游梯级水库拦沙、流域磷污染治理等因素使得入库TP通量减少约41.3%。
（3）构建了三峡水库典型支流香溪河库湾三维水动力和水质模型，利用三维模型开展了基于三峡潮汐调度的香溪河库湾磷营养盐输移过程模拟。研究发现，潮汐调度水位变幅对香溪河库湾磷输运的影响较起调时间更为明显，且潮汐调度具有明显的时效性。潮汐调度水位变幅并非越大越优，水位变幅应根据水库实际调度情况，以及潮汐调度后渴望实现的效果而综合考虑设定。
（4）潮汐调度水位变幅对香溪河库湾TP通量的影响由库湾下游至上游逐渐减小。为尽可能减小库湾TP的滞留，潮汐调度设计应遵循一定的原则，即潮汐调度水位变幅较大时，可适当延后起调时间，水位变幅较小时，可适当提前起调时间。
（5）同时考虑区间支流来沙和TP输入，建立了包含三峡干流朱沱至坝前河段（约760km）和嘉陵江、乌江、小江、汤溪河、梅溪河、大宁河、香溪河等56条区间支流的全库区一维泥沙和水质模型。通过一维模型计算得到，三峡水库2015–2017年总入库沙量为14239.11万t，长江、嘉陵江、乌江和区间小支流入库沙量分别为8440.16万t、1595.81万t、543.16万t和3659.98万t，占总入库沙量的百分比分别为59.27%，11.21%，3.81%和25.70%。三峡水库2015–2017年总入库TP通量为12.546万t，长江、嘉陵江、乌江和区间小支流入库TP通量分别为8.275万t、1.256万t、2.183万t和0.832万t，占总入库TP通量的百分比分别为65.96%，10.01%，17.40%和6.63%。
（6）基于三峡全库区一维泥沙和水质模型，开展了基于三峡水库潮汐式调度的全库区泥沙和磷输移过程模拟。研究表明，潮汐调度可减缓库区泥沙淤积和TP滞留。潮汐调度使得三峡水库2015–2017年出库沙量较实际调度增加约17.13%，淤积量减少约3%，排沙比增加约1%~3%。出库TP通量较实际调度增加约3.39%，滞留量减少约13.77%，滞留率降低约2%~4%。在遵循潮汐调度基本特性的前提下，相对较大的潮汐累计涨幅和水位日变幅更有利于提高三峡水库的排沙效果和减少TP在库区的滞留。研究成果可为后续三峡水库的优化调度和水污染控制提供新的思路。