胶州湾历来是青岛市建设和发展依赖的重要海湾。多年来，随着社会、经济快速发展，胶州湾扮演着越来越重要的角色，随之不断增大的排污压力也致其水环境状况堪忧，海湾污染问题对于青岛市的影响正在逐步显现，对“海洋蓝色经济”、“环湾保护”、“拥湾发展”等重大发展规划的实现也较为不利。青岛市现在和未来的发展离不开胶州湾的支撑，削减排污量、优化排污是解决其水污染问题的现行措施。过去十几年的治理工作使胶州湾污染恶化的趋势得到初步遏制，但局部污染严重的问题并未根治，COD、无机氮、有机磷等污染依然严重。近几年，青岛市制定了一系列新的治湾措施，如：明确胶州湾保护的总体目标，确立主要类型污染物排放总量减排标准，推进和实施结构性减排、构建环境安全体系，搬迁大型重污染企业，禁止新建污染项目，禁止未处理直接排放工业废水及生活污水，清理养殖项目，提升污水处理等级为一级A，从源头大力治理主要污染河流、分区段治理等。新政策将引导胶州湾保护和治理工作进入一个多元化手段综合治理的新时期。根据最新制定的山东省海洋功能区划（2011-2020），在近十年诸多针对胶州湾环境问题研究和探讨成果的基础上，结合山东省、青岛市出台的各项规划治理措施，应用有限元流模型和扩散模型所得结果，针对当下胶州湾的污染问题提出较为合理的解决方案。本论文主要工作包括：第一，总结近十年有关胶州湾环境问题的研究资料，结合近期出台的各项政策规划、治理措施，分析胶州湾海洋环境质量的现状。对湾内主要各污染源水环境状况进行了分析。第二，建立胶州湾潮流动力模型，对潮流场进行了模拟计算，用两个潮位站和四个潮流点的数据进行验证。建立平流-扩散数值模型并用2008年数据进行验证。第三，以团岛污水处理厂、海泊河、李村河、娄山河、墨水河、大沽河、洋河、镰湾河为主要污染源，对2008年胶州湾的COD和无机氮两种污染物的年均浓度分布进行模拟，结果发现：大沽河和墨水河源头附近水域的COD浓度超过四类水质要求，最大瞬时COD浓度分别达到7mg/L和6mg/L，其他污染源附近也有较明显污染，COD超三类水质水域面积为7.63km2；大沽河、墨水河源头无机氮瞬时最大出现浓度分别达到4mg/L和6mg/L，超三类水质水域面积占到湾内1/3。第四，令2008年各源源强不变、对新排污布局下的COD分布进行远岸排放模拟并作分析，发现远岸排放能大幅降低COD的浓度；第五，根据胶州湾治理方案对2015年胶州湾COD和无机氮浓度进行模拟。