针对北运河流域水资源短缺、污染严重、生态退化、清水资源不足、再生水利用率偏低等问题,开展河流闸坝生态调度与生态友好的清污轮灌模式研究,以助于保护流域水环境质量、维护河流生态健康、高效利用各类水资源,以达到水资源可持续利用和经济社会可持续发展的目标,对北运河社会经济发展具有深远而重大的现实意义。本文主要研究内容与成果如下：(1)提出北运河闸坝生态调度模型,研究北运河闸坝生态调度模式提出了河流生态调度概念,针对北运河现状调度方案及存在问题,进行闸坝生态调度的理论研究。在阐述北运河闸坝生态调度意义与可行性的基础上,制定出分时期(丰水期、平水期、枯水期)的闸坝生态调度准则与控泄方案。建立了河流水动力学模型和水质模型,通过耦合水动力学——水质模型构建了北运河闸坝生态调度模型。模拟北运河现状年、丰水年、平水年、枯水年和特枯水年的常规和生态调度工况,分析其水动力学特性和水质特性,进而总结出闸坝生态调度对流域水生态环境的改善起到积极作用的结论。(2)改进通用SWAT模型,构建农田非点源污染模型收集研究区域基础数据资料,构建SWAT模型所需空间数据库和属性数据库。针对本文研究内容,分析了通用SWAT模型存在的不匹配性,并运用C#语言进行了改进,建立了北运河下游的农田非点源污染模型。(3)制定不同的清污轮灌情景,研究北运河下游生态友好的灌溉模式在广泛调查研究区农业灌溉现状和灌溉制度的基础上,综合考虑多种因素,制定当地主产作物和主要种植模式下的清污轮灌情景。利用改进的SWAT模型模拟不同灌溉定额条件下的清污轮灌情景,研究农田氮磷流失特征,得到北运河下游现状灌溉水源情况下的生态友好型清污轮灌模式。(4)制定非点源污染的适应性对策针对北运河流域农业生产活动中普遍存在的化肥施用过量、并已造成农田非点源污染的现状,提出从源头控制、过程阻断、末端治理3方面入手,制定出控制农田非点源污染的措施。(5)北运河闸坝调度与清污轮灌模式综合效益评价构建河流闸坝调度与清污轮灌模式综合效益评价模型。建立河流闸坝调度和清污轮灌模式的综合评价指标体系,采用层次分析法确定指标权重,结合模糊数学理论和Delphi法构建模糊综合评价模型。并对北运河闸坝生态调度和生态友好型清污轮灌模式的综合效益进行了评价。