水是维持流域生态系统健康与可持续发展的重要资源。由于水资源的不合理开发利用，社会经济用水大量挤占生态用水，使得我国面临着严重的生态环境问题，如河道断流、湿地萎缩、河口退化等。要解决这些问题，就需要在流域生态需水研究的基础上，对水资源合理配置中的生态用水进行研究，通过生态用水配置协调生产用水、生活用水和生态用水，为实现人地系统可持续发展提供理论依据和科学支持。论文分析了生态用水配置基本特征和影响因素，构建了生态用水配置的理论体系。并基于此，建立了解决生态用水配置的双协调模型(SCM)，以潮白河流域为研究区进行了实例研究，取得了以下研究成果：(1)理论体系方面界定了生态用水配置的概念及内涵。生态用水配置是在一定水资源总量条件下，最大程度地满足生态系统自身以及和社会经济系统协调发展而对生态系统用水进行的科学调配。生态用水配置与水资源配置的联系在于都对水资源进行分配，而其区别体现在二者所处地位的差异。此外从生态用水角度区分了其与生态需水、生态缺水、生态耗水等相关概念的内涵。 提出了生态用水配置的基本手段：空间配置、动态配置和类型配置，并分析了其基本特征，包括生态主体性、生态经济性、用水耦合性、用水协同性四个方面。阐释了生态用水配置的外部作用机制，体现于生态用水和社会经济用水合作竞争的协同作用。“三生”用水系统演变进程可以应用协同学描述，并指出作为宏观参量反映了系统演变的有序程度的序参量作为系统演变的主导因素，可以支配“三生”用水系统的演变。从概念、方式和特征、“三生”用水作用机制三个方面构成了生态用水配置的理论框架。 (2)研究方法方面提出了解决生态用水配置的评价优化型反向思路。即通过优化变量内嵌于评价模型的自上而下—自下而上耦合，将生态用水配置的评价和优化置于一个共同的整体之下，并以满足生态目标和“三生”用水系统协调发展目标为优化选择。 基于上述思路，建立了生态用水配置的双协调模型(SCM)。SCM模型主要分为两个部分。一是将生态需水作为生态目标的描述，定义生态舒适度来表征生态用水配置对生态目标的满足程度。基于目标满意度的基本理论和定义方法，采用线性取值的定义方式建立生态舒适度的数学关系式。二是基于“三生”用水系统演变指标体系，建立流域“三生”用水系统演变微分方程模型，利用协同学原理建立了以生态用水比例为自变量的“三生”用水系统协调发展度模型。在上述基础上利用优化手段解决生态用水配置问题。 此外，建立了湿地生态用水配置的三协调模型(WTCM)。湿地生态用水配置是流域生态用水配置的重要内容，其WTCM模型包括三个部分，除了与SCM模型中需要包括的生态舒适度和“三生”用水系统协调发展度两个部分之外，还包括了湿地生态用水和旱地生态用水分配的协调，后者通过湿地生态协调度模型进行描述。 (3)实践研究方面根据上述理论与方法，将其应用于潮白河流域和湿地生态用水配置的具体研究中，建立了以人口数量、人均GDP、生态系统指数、生态用水比例和GDP增长率为状态变量的潮白河“三生”用水系统演变模型，根据协同学基本原理，分析得到了影响潮白河流域“三生”用水系统演变的三个主导因素，设定了低、中、高三种方案，并得到如下结果：①现状水资源条件下，潮白河流域2005-2010年中方案(推荐方案)生态用水配置比例平均为0.42。生态系统处于较不舒适的状态，对于最小生态需水的满足程度为51％，对于理想生态需水的满足程度仅为18.1％，有助于流域“三生”用水系统较协调发展。在现有生态系统状况下，生态用水配置比例随着时间的增长逐步降低，其值分别为0.425，0.425，0.425，0.42，0.419和0.405。生态用水比例的降低源于流域需保持一定的GDP增长率，约为1.5％。 ②现状水资源条件下，流域源头区生态用水配置比例平均为0.5，且随着时间推移逐渐降低，降幅为5％。密云水库区生态用水配置比例平均为67％，随着时间的增长逐渐降低，降幅为2％左右。首都平原区生态用水配置比例平均为0.34，上述三区虽达不到最小生态需水要求，但因高于现状生态用水比例有助于“三生”用水系统协调发展。河北下游区和潮白新河区生态用水配置比例平均分别为0.132和0.548，两区均无法满足最小生态需水要求同时用水系统也不能协调发展。相比之下，中方案在这两区提供的生态用水配置结果只是将损失降到最低，而无法保证该区“三生”用水系统的良性发展。 ③反映流域水资源得到回补的调水条件下，通过SCM模型计算得到流域生态用水配置比例平均为0.578，可以满足最小生态需水和“三生”用水系统的协调发展。流域生态用水量对于理想生态需水的满足程度为36.5％，且“三生”用水系统协调性随着时间的增长从较协调逐步趋向协调。2005-2010年生态用水配置比例分别为0.569，0.593，0.567，0.567，0.586和0.585，呈现一个先上升后下降后略有上升的过程，这源于不同年份提高生态用水比例还是增加社会经济用水量，对用水系统总效益的贡献高低程度上的差异。流域GDP增长率为可保持在3％左右，并有助于生态系统恢复。 ④调水条件下，流域分区从上至下生态用水配置比例平均分别是0.6，0.8，0.59，0.352和0.589。其中流域源头区、密云水库区、首都平原区可以满足最小生态需水要求，并使“三生”用水系统协调发展，同时保证一定的经济增长速度。而其余两个分区既无法达到最小生态需水要求，同时也无法满足用水系统协调发展，需要通过进一步增加水资源总量等措施进行解决问题。从2005年到2010年，对于生态用水配置比例除首都平原区和潮白新河区下降之后略有上升之外，其余三区一直保持较小幅度的降低。 ⑤利用WTCM模型研究潮白河流域湿地生态用水配置的结果表明，现状条件下湿地生态用水量占流域水资源总量的比例为25％，比在调水条件下低5个百分点。2005-2010年湿地生态用水比例随着流域生态用水比例的降低而降低。现状条件下，配置结果可以达到中等生态协调度水平，但是不能满足湿地最小生态需水，而只能达到其60％的要求；在调水条件下。配置结果可以满足湿地最小生态需水要求，同时又可以保证和旱地生态用水之间的生态协调性。 ⑥对结果进行分析，表明实施调水措施，保证流域生态用水一定的比例、降低万元GDP耗水量、控制人口增长、加快生态建设、控制GDP增长率等有助于恢复生态系统，同时实现“三生”用水系统的协调发展以及经济增长。此外还可获得现状条件下流域生态用水配置比例无法满足最小生态需水，而在调水条件下可以满足最小生态需水并使流域“三生”用水系统协调发展的结论。 综上，本论文对生态用水配置理论和方法研究，为解决水资源合理配置中的生态用水问题提供了一条全新的途径，并通过潮白河流域的案例分析得到了该区实现生态恢复和“三生”用水系统协调发展的生态用水配置结果，为实现流域生态经济可持续发展服务。