为实现水资源的合理开发、有效保护、综合治理和科学管理,我国采用水功能区划管理制度对水资源实行保护。该制度实行十多年来,取得了不错成就的同时,也存在一些不足。评估水功能区划管理制度的具体成效,以及该制度目前对我国江河湖库正起着什么样的作用,是一项非常具有研究价值和深远意义的课题,可以为我国进一步实施水功能区划和水资源、水环境、水生态管理提供重要参考价值和科学依据。本文基于对水功能区划管理制度的认识和发现,提出归趋点猜想。为了验证这一猜想,同时评估水功能区划管理制度在我国的实施效果,本文以长江干流为研究对象,分别进行基于大数据分析的长江水质时间演变归趋点研究和基于遥感反演的长江水质空间演变归趋点研究。本论文主要完成以下几方面内容:(1)基于对水功能区划管理制度的认识,提出归趋点猜想,即:在现有水功能区划管理制度体系下,水功能区内的水质未来将逐渐向其控制目标靠近并最终在控制目标之下某处小幅度上下波动。分别从时间演变和空间演变两个角度论证这一猜想。(2)搜集和整理长江干流水质资料。本研究从5个途径,通过数据挖掘收集了长江干流92个监测断面的多项水质指标监测数据;并对数据进行整理、统计和分析;对长江干流水质现状评价结果表明:长江干流TP污染最严重,其次是Pb、NH3-N、Hg、CODMn、OIL、DO和BOD5,长江干流综合水质不断改善并趋于向Ⅱ～Ⅲ类转化。(3)基于时间序列对长江干流各断面8项超标污染指标进行时间演变归趋点分析。采用DF检验法检验各断面水质时间序列平稳性,结果表明:90%以上断面DO和TP已趋于平稳,60%左右断面CODMn、NH3-N、BOD5、Pb和OIL已趋于平稳,说明长江干流水质在时间演变上有平稳趋向,即长江干流水质存在归趋点;采用ARIMA模型识别和预测归趋点,结果表明:归趋点与水质控制目标基本变化趋势吻合较好,部分河段归趋点峰值或谷值相较于水质控制目标出现提前或推迟现象;综上所述,从时间演变角度可认为长江干流水质演变趋向于水功能区水质控制目标。(4)水质遥感空间敏感性研究。以距离X为指示因子,以相关系数R、决定系数R2、相对误差RE为判别指标,选取上、下游和三峡库区3个典型研究区域,对遥感数据提取进行空间敏感性研究,为长江干流水质遥感提供参考和依据。结果表明:指示因子X在75～400m之间存在最优效果,综合考虑,本研究取X=200m。(5)采用水质遥感空间敏感性分析结果,以Landsat8卫星影像和地面观测水质数据为基础,分析水质指标观测数据与遥感数据的相关性,利用逐步多元线性回归模型,构建长江干流水质遥感反演模型;对模型进行可靠性和容错性分析并应用该模型反演长江干流2016、2015、2014、2013年各水质指标浓度;应用单因子评价法求得长江干流综合水质类别空间分布图,将其与功能区水质控制目标分区情况对比。结果表明:2015、2016和2014年水质基本为Ⅱ～Ⅲ类水,但2014年Ⅲ类水明显多于2016和2015年,2013年水质主要为Ⅲ类水,同时存在较多劣Ⅲ类水,水功能区控制目标基本为Ⅱ～Ⅲ类,故从空间演变水质类别角度看,长江干流水质不断趋向于水功能区控制目标;从空间演变水质分区角度看,长江干流水质随时间变化逐渐出现分区现象,与水功能区控制目标分区转折点相比,汛期已有约57.14%～85.71%分区转折点保持一致,可判断长江干流水质不断向水功能区控制目标靠近;综上所述,从空间演变角度可认为长江干流水质演变趋向于水功能区水质控制目标。