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洞庭湖是世界上典型的复杂湖泊,它接纳湘、资、沅、澧四水,吞吐长江,是一个具有调蓄功能的内陆湖泊。洞庭湖在湖南省和长江水系的生态与经济等方面具有十分重要的地位,起着沟通航运、繁衍水产和改善生态环境等多种功能,具有不可替代的调蓄洪水的重要作用,是荆江两岸乃至长江中下游重要的防洪屏障。三峡工程是中国、也是世界上最大的水利枢纽工程,是治理和开发长江的关键性骨干工程,举世瞩目。 三峡工程和洞庭湖息息相关的水系联系,使得三峡工程对洞庭湖的影响非常巨大。工程运行后,水库的调蓄功能,将使原来的江湖关系发生重要变化,也使洞庭湖的水文及水质发生一系列的改变,进而影响洞庭湖的生态环境。 本文首先从环境及生态环境的基本概念入手,引出洞庭湖存在的主要生态环境问题,即水体污染加剧、富营养化日趋严重,湖区生物多样性减少,洪涝灾害严重,泥沙淤积、湖泊日益萎缩,水土流失加剧及湖区血吸虫病流行,并进行简要的分析。 在对洞庭湖的水质状态进行分析时,运用基于改进蚁群算法的投影寻踪评价模型对其2001年的水质状态进行评价。评价结果显示,目平湖、南洞庭湖和东洞庭湖的污染较重,而在沅水口和长江口处的污染较轻。 根据1991～2000年洞庭湖的水质监测数据研究洞庭湖的TN、TP、COD、BOD、NOx--N及NH4+-N的年际动态变化及2001年洞庭湖COD、BOD及TP的区域变化。分析结果显示,洞庭湖的污染仍以点源为主。 针对湖泊水质恶化的过程及成因研究中,绝大多数局限于水质指标中氮或磷的总量控制或环境容量的研究中的不足,提出随着人为氮、磷污染的控制和削减,氮沉降临界负荷将起着不容忽视的作用。根据相关模型计算1974年、1996年、1998年及1999年洞庭湖的氮沉降临界负荷。结果表明,洞庭湖的氮沉降临界负荷保持在1.16～1.20之间,且年间变化不大,相对比较稳定。 在简述三峡工程的基本情况和特征后,选取水力梯度代替水位或水量为主要的水力因子,讨论三峡运行前后洞庭湖水力梯度的变化。 选取1974年、1996年、1998年及1999年4个典型年的11月,计算三峡工程运行前后洞庭湖的氮沉降临界负荷,并用可能性测度代替常规的概率测度对典型年和月的氮沉降临界负荷进行超标风险分析。分析