巢湖在长江中下游的安徽省中部,位于巢湖市和合肥市之间。巢湖是中国五大淡水湖之一,水资源丰富,流域面积广阔,关乎周边两市五县的社会经济发展,巢湖湖区非大旱全年可通航,是沟通长江和淮河水系的重要枢纽。近年来,巢湖流域在五大湖流域中发展速度最快,随着工业化加速发展带来巨大经济效益的同时,大量污染汇入巢湖、水土流失愈加严重、生物多样性减少、水华频发、水体富营养化严重等问题日益凸显。政府也采取了相关治理措施,虽能一定程度上缓解巢湖污染状况,但湖区水质状况仍然不容乐观,每年需投入大量人力物力进行水质治理,巢湖水体污染反而成为了制约巢湖流域的社会经济发展的重要因素。因此,模拟巢湖水动力和水质过程,有助于对巢湖水质状况进行评估和预测,具有重要的现实意义。本文基于FVCOM模型,通过FABM框架动态耦合PCLAKE生态模型,建立了巢湖水动力和水质模型,模拟结果与巢湖实测数据拟合良好,在此基础上对巢湖水动力和水质过程、调水工程对巢湖的水质影响等方面进行研究。研究结果表明:巢湖水质状态有较强的季节性变化规律和空间分布规律,时间变化上,水华与水温变化有较强相关性,在每年6月底趋于峰值,全年变化保持动态平衡,水中营养盐和溶解氧与水华变化呈现负相关;空间分布上,水中营养盐主要集中在入湖径流污染较严重的巢湖湖西,水华受到水平漂移的作用,不仅主要聚积在巢湖湖西,在巢湖湖东南北近岸侧也容易聚积,溶解氧与水华分布趋势基本相反;巢湖水体更新较缓慢,全湖平均水体滞留时间约为181天,水体交换在湖东和湖西之间有一定的响应时间;巢湖特定空间发生污染时,可通过计算各入湖径流的污染物分担率以追溯主要承担该污染责任的污染源,可给源头治理污染提供污染物溯源的思路和依据;三种调水方案均对巢湖水质状况有所改善,其中调水方案A的改善效果最佳;调水效率在年调水量30亿立方米时最高,但全年仍大部分时间会出现明显的水华现象,当年调水量从30亿立方米增加到70亿立方米时,全年出现明显水华现象的持续时间从144.5天降低到61.5天,故而不考虑调水效率和成本时,增大调水量可保证巢湖全年大部分时间处于良好的水质状态。以上研究成果可为巢湖水环境治理、湖区生态修复、污染物排放控制、污染物溯源、调水工程方案评估和优化等提供建议。