摘要:我国是一个湖泊众多的国家,湖泊总面积约占全国陆地总面积的0.8%。而水体污染一直是所面临的较为突出的环境问题。自20世纪50年代以来,在自然和人为活动双重胁迫的共同作用下,我国湖泊的功能发生了剧烈的变化,给区域经济和社会可持续发展带来严重威胁。南水北调东线工程是解决我国北方地区水资源严重短缺问题的特大基础设施项目。可以解决苏北、山东东部和河北东南部以及津浦铁路沿线的城市缺水问题,还可作为天津市的补充水源。南四湖作为南水北调东线工程的重要输水通道和调蓄湖泊,其水质状况更是倍受人们的关注。南水北调东线工程能否顺利实施,节水是前提,治污是关键。根据《南水北调东线工程治污规划实施意见》,确保输水干线水质达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中Ⅲ类标准的要求,重点是南四湖。论文借助数学方法和现代计算机技术,利用USEPA研发并推荐使用的水质分析模拟程序WASP,结合南四湖地形特征、调水工况、水文条件、水力学原理和污染物输移扩散规律与混合特性等,选取南四湖下级湖为研究示范,按照国家水体污染控制与治理科技重大专项项目（编号:2009ZX07210-007）的考核指标要求,对湖泊主要污染物的分布规律与分布特征进行了模拟研究,预测了南四湖流域加大治污力度后,非调水期与调水期湖泊水环境质量。通过对薛城小沙河控制单元水系流域风险污染源的识别研究,对各工况下下级湖突发性水环境污染事件和南四湖全湖区营养状态及有毒有害物质进行分析与评估。通过研究分析,论文得出如下研究结论:（1）根据南四湖现状水质监测数据,对WASP7.3模型在南四湖的适用性研究表明,各模拟指标的标准差和变异系数均在模型要求范围之内,WASP7.3模型在南四湖流域具有较强的适用性。（2）在WASP7.3下级湖模型参数率定和敏感性分析中,水温、底泥需氧量、大气复氧系数和流量对于溶解氧的灵敏度较高;生物需氧量对BOD₅衰减系数、水温和流量较为敏感;氨氮的主导影响因素为水温、氨氮硝化速率常数和流量。（3）在现状排污的条件下,南四湖下级湖水质距离南水北调所要求的地表水Ⅲ类水还有一定的差距;流域主要入湖河流受工业和城市生活等污染源的影响较为严重,雨季污染物浓度和总量主要受非点源污染的影响。（4）下级湖在现状排污、排污控制1、排污控制2和排污控制3各调水工况条件下,调水出湖口的氨氮和BOD₅均能基本达到地表水Ⅲ类水标准,CODCr平均浓度为20.41mg/L,较接近地表水Ⅲ类水标准。其中正常设计调水排污控制3时调水出湖口CODCr为20.05mg/L,说明河流控制排污和流域环境治理起到了显著地成效。（5）下级湖薛城小沙河控制单元水系某入湖河流突发污染事故对湖区水质恶化影响较小,但对调水出湖口的水质影响相对较大,影响时间相对较长。其中,以特殊干旱条件下的工业污染源突发事故影响最重,污水厂运行事故对调水出湖口的水质影响相对较小,事故污染水质的最高峰接近地表水Ⅴ类水水质,其余状况下的出湖口最差水质均不能满足南水北调东线工程南四湖达到地表水Ⅲ类水的水质要求。（6）通过对南四湖全湖营养状态评价和湖区有毒有害物质分析来看,自1999年至2008年间,总氮、总磷浓度的整体变化趋势为逐年下降。2008年南四湖总氮、总磷平均浓度分别为1.288mg/L和0.088mg/L,总氮、总磷超标倍数分别为0.29倍和0.76倍,均为地表水Ⅳ类水标准。此外,南四湖各有毒有害物质在2006年达到浓度稳定后,水质相对较好,全湖区除石油类外,其余各项均可满足地表水Ⅲ类水要求。基于WASP7.3的南四湖水质模拟分析研究作为南水北调东线工程水质控制的关键性课题之一,不仅为南水北调南四湖调水工程和流域水污染控制工程决策提供科学依据,具有重要的理论意义和实用价值,而且也将产生巨大的环境效益、社会效益和经济效益,促进当地经济、社会、环境的同步共赢。