随着社会的发展、科学水平的不断进步，人类对水资源的需求量日益增加，对水资源的质量要求逐渐提高。水环境的日益恶化，限制了社会的长期发展，增加了全球水资源保护的压力。我国现状水污染程度较为严重，大量污、废水排入河流中，破坏了河流水体本身的使用功能，降低了水资源的使用效率，阻碍了社会的发展。2011年国家批复的《全国重要江河湖泊水功能区划（2011-2030）》，标志着我国水资源保护管理工作上升到了一个新的高度。但是，近年来，由于经济的快速发展，产业布局及城市发展规划的不断调整，现有的水功能区划已逐渐显现出区划覆盖范围不全面、功能定位不合理，水质目标设置过高或过低、上下游水质目标不衔接等问题，迫切需要优化区域水功能区布局，规范水资源开发利用行为，保护水资源环境。
　　本文通过梳理总结全国水功能区概况，提出水功能区优化布局需求，并选取淮河流域沙颍河为研究区，分析沙颍河流域水功能区优化布局需求，制定研究区水功能区优化布局方案。运用水质模型核定水功能区纳污能力，选用适合的生态流量计算方法，研究制定生态流量控制指标，并对水功能区开展水质与水量现状达标评价分析。研究结论如下：
　　（1）提出了我国水功能区优化布局需求，制定了水功能区优化布局要求、原则及约束规范等内容。通过梳理总结全国水功能区划概况、水功能区管理的意义与成效等内容，分析了我国在水功能区管理与实践过程中，所遇到的问题与不足，提出了我国水功能区优化布局需求，并在此基础上研究制定出了水功能区优化布局要求、原则、约束规范等内容。
　　（2）制定了沙颍河流域水功能区优化布局方案。分析了沙颍河水资源与水功能区现状，提出了流域内水功能区的优化布局需求，并在水功能区划标准及优化布局要求、原则与约束规范等内容的基础上，制定出了流域水功能区优化布局方案。
　　（3）水功能区优化布局后，纳污能力有所提高，增加了生态流量控制指标。选取了适当的河流水质模型，核定了优化布局后水功能区的纳污能力，并对比分析了优化布局前后水功能区的纳污能力。选取了合适的生态流量计算方法，计算了水功能区生态流量控制指标，保障基本的生态流量需求。
　　（4）现状年个别水功能区入河污染量较大，致使水质不达标，水量达标率较低。根据对水功能区的纳污能力、生态流量的核定计算结果，对现状年水功能区水质与水量进行了达标评价。由于现状年个别水功能区入河污染量较大，致使水质不达标。现状年内水量达标情况不理想，达标率仅为41.8%。