长江流域规划和兴建了一批库容大、调节性能好的巨型水库,这些水利枢纽工程通过调节水资源的时空分配,在防洪和兴利等方面发挥了重大作用。然而,水库群的运行不可避免地改变了下游水文情势的时空演变规律。而准确认识水文情势的演变规律不仅是水资源开发利用规划、设计、建设、运行及管理的基础,也是流域防洪、水资源调度及管理等的决策依据,直接关系到人民生命和财产安全。因此,本论文从长江上游水资源时空演变规律、长江中下游干流水情时空变化特征、梯级水库运行对长江上游水文情势影响和三峡水库调度对长江中下游水文情势影响等方面,开展了长江上游巨型水库群运行对流域水文情势影响研究工作,主要成果和创新点如下:(1)以长江上游及其各分区实测水资源序列为基础,开展了长江上游水资源时空演变规律研究。在阐明长江上游及其各分区径流地区组成、年际变化、年内分配等时空变化特征的基础上,分别采用M-K检验、Kendall检验、Spearman检验、LRT检验等趋势分析方法和周期图法、小波分析法、滑动平均法等周期分析方法,研究了长江上游水资源的趋势性、周期性变化特征,揭示了长江上游水资源时空演变规律。研究结果表明:长江上游及其各分区1951～2013年年径流量序列均呈减少趋势,其中岷沱江区减少趋势显著,嘉陵江区、长江上游年径流量序列减少趋势较明显;长江上游年径流量序列呈周期性变化特征,具有9年(主周期)、17年尺度的周期。(2)依据长江中下游干流主要控制点实测的径流序列,开展了长江中下游干流水文情势时空变化特征研究。从年际、年内等多个时间尺度以及干流的宜昌站、枝城站、沙市站、螺山站、汉口站、大通站多个站点的空间尺度上,识别了长江中下游干流不同时期径流时空变化特征,并阐明了干流水情的趋势性、突变性变化特征。研究结果表明,受上游来水偏枯影响,三峡工程运行后,长江中下游干流多年平均年径流量均有所减少,且主要集中在9～11月;受三峡工程运行影响,长江中下游干流径流年内分配规律发生一定的变化,主要体现在汛期径流量占年径流量百分比减少,最枯三个月径流有所增加;长江中下游干流年月平均流量存在明显突变点,其中三峡蓄水期9～11月及最枯月径流突变现象十分显著,且2003年最为明显,长江中下游受三峡蓄丰补枯调度影响较突出。(3)应用水库群水量联合调度模型,开展了梯级水库群联合运行对长江上游水文情势影响研究。根据长江上游大型水库群的规划、建设次序,设置了 2010水平年,2015水平年和远景水平年三个水平年,采用IHA和RVA方法相结合,全面地定量分析了不同水平年下的各控制站经上游水库调蓄后的径流系列的水文变异情形。研究结果表明,随着水库投运数量的增加,梯级水库运行对长江上游9～11月径流的影响逐渐增大,宜昌站9～11月平均流量2010水平年较天然情况减少1.8%,2015水平年减少8.6%,远景水平减少16%;宜昌站三个水平年(不考虑三峡水库调蓄影响)的整体水文改变度分别为68.4%、72.5%、74.3%,均呈高度改变。(4)采用DHIMIKE11软件,利用长江中下游干支流河道断面数据及主要控制站实测水位和流量资料,建立长江干流宜昌到大通河段流量演算模型,定量分析了三峡水库运行对长江中下游水文情势的实际影响。结果表明,三峡水库运行一定程度上削减了中下游各站年最大洪峰流量,各站实测洪峰流量较还原的洪峰流量减少0.94~30.1%,其中上游削减程度高于下游;蓄水期下游各站旬平均流量受三峡工程影响均有一定减少,9月和10月各站流量变化幅度大于11月;三峡工程在补水期多年平均下泄补水量约为255亿m3,下游月平均流量均有一定的增加,有力保障了长江中下游枯水期生活、生产和生态用水。