南四湖是南水北调东线工程的重要输水通道和调蓄湖泊,其水质污染治理已成为迫切需要解决的问题。本文在对南四湖水质调查监测的基础上,采用数学方法对南四湖进行水质和富营养化评价,并对主要污染物的空间分布规律进行了分析,提出南四湖的污染控制对策。主要研究内容如下:(1)采用模糊数学方法对南四湖四个湖区进行水质评价,选取溶解氧、高猛酸盐指数、化学需氧量、氨氮和总磷作为评价指标。根据地表水环境质量标准,确定了四个湖区的水质类型,南四湖下级湖水质优于上级湖,处于Ⅰ类、Ⅱ类。2008年8月上级湖中南阳湖是Ⅲ类水,独山湖和昭阳湖是Ⅱ类水,到2008年12月,独山湖水质改善,成为Ⅰ类水,昭阳湖水质变为Ⅲ类。在2009年7月,上级湖湖区水质恶化,分别变为Ⅳ类、Ⅲ类和Ⅴ类水,而到2009年10月,水质变好,上级湖水质成Ⅰ类。(2)采用综合营养状态指数法对南四湖四个湖区进行富营养化评价,选取叶绿素a、总磷、总氮、透明度和高猛酸盐指数作为评价指标,并用Surfer绘图软件直观地描绘出南四湖富营养化综合营养指数的空间分布。根据湖泊富营养化分级评价标准,确定四个湖区的富营养化程度,上级湖的富营养程度要高于下级湖,南阳湖在2008年两次评价中都处于中营养,到2009年富营养程度有所减缓,处于贫营养。独山湖在2009年综合营养状态指数要高于2008年,且2009年10月达到了中营养程度。昭阳湖和微山湖在2008年和2009年都处于贫营养程度,但昭阳湖的污染程度比微山湖严重。(3)采用Surfer绘图软件将影响南四湖富营养程度的主要指标叶绿素a、总磷、总氮、高猛酸盐指数等主要污染物的空间分布进行可视化,并从南四湖入湖河流角度分析研究南四湖污染物浓度的分布特征,寻找南四湖不同区域发生富营养化的主要因子。在分布图中,上级湖的污染物浓度整体高于下级湖,四个湖区由北向南,南阳湖污染物浓度最高,其次是独山湖和微山湖,昭阳湖浓度最低。(4)根据南四湖上级湖的实际情况,利用地表水模拟系统中的RMA2和RMA4模块,建立上级湖的水动力模型和水质模拟模型,通过对丰水期流场和水质的模拟,了解丰水期的污染物运行规律。由污染物浓度分析可知,由入湖河流流入上级湖的污染物在前期对南阳湖的影响较大,短时间内污染物的浓度就会达到最大,在后期对独山湖、昭阳湖的影响大,污染物浓度不断富集。根据上级湖污染物的运行规律,结合南四湖的水质和富营养化评价结果,从入湖污染物削减、富营养化防治、底泥污染释放控制等方面,提出了具体可操作实施的水质改善和保护对策,为南四湖污染治理和实现南水北调东线的水质目标提供了依据。