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随着经济的迅速发展，人类过度的开发水资源生态空间，忽略了维护下游河流生态环境用水，生态系统的平衡受到了严重地改变和破坏，水环境污染和水资源短缺问题日益严重，水资源开发利用与生态环境的矛盾愈显突出。因此，探讨水资源的适宜开发强度，合理配置和保障河道生态需水量、整治水污染，是保护河流生态系统重要问题，将人类活动控制在生态、资源、环境允许范围内，是当前刻不容缓的工作。研究生态需水及调控措施在理论、方法及其应用方面的研究均处于探索阶段，理论体系和计算方法尚不成熟。
本文在分析计算收集汾河水量、水质，总结国内外生态需水量计算方法的基础上，选用了河流生态需水量计算模型，得出不同频率年河道的生态需水量。然后进一步确定了其河道生态基流并研究了其盈缺的影响因素，最后通过建立生态基流调控模型得出生态基流保障措施。通过研究得出的主要研究成果如下：
(1)对生态需水量概念从不同理论分析角度来进行探讨，依据汾河特性来确定生态需水的类型，并总结各种需水类型的计算方法，最后提出适合汾河河道生态需水量计算的方法。
(2)根据河道需水量应在不同频率年分段计算的方法和思路，同时考虑河道不同功能生态需水的交叉重叠部分的重复计算问题，再根据不同功能需水量类型之间的相互关系，选用了河流生态需水量计算模型。
(3)对汾河下游生态需水量按水面蒸发需水量；渗漏损失量；基流需水量；自净需水量模型和输沙需水量分别计算，最后根据已建模型得到25％、50％、75％、95％4个水文频率年的生态需水量分别为：4.283亿m3、3.050亿m3、2.551亿m3、2.068亿m3。且与不同频率年的典型年对比得到盈余量分别为6.874亿m3、3.047亿m3、1.318亿m3、－0.269亿m3。
(4)对其生态基流进行盈缺分析，从而确定汾河下游生态基流量调控模型、方案，采用MATLAB编程实现了汾河下游2个工况不同保证程度下的生态基流调控优化求解。调控结果分析表明，为满足汾河下游的生态基流的要求，2种工况下灌溉用水、水库引水和工业引水分别要减少0％～19.7％、0％～72.8％和0％～95.8％。