近年来，城市景观湖泊作为具有防洪排涝、美化城市面貌、调节区域气候、改善空气质量和陶冶情操等多重功能的景观场所，成为世界各地城市规划和建设的热点。然而在人为活动和全球气候变暖的双重影响下，景观湖泊出现水质恶化、藻类爆发、生态系统稳定性降低、服务功能退化等现象。因此，城市景观湖泊的水环境治理和维护是学术研究及生态建设等方面的热点。
　　在景观湖泊中实施不同的生态措施是改善湖泊水质的常用方法，本文利用室外水槽试验、景观湖泊生态措施原位试验和数值模拟三种方法，研究碳纤维人工基质和复合纤维浮动湿地两种生态措施对水质的改善效果。首先，利用室外水槽试验，研究了两种生态措施的水质改善效果，分析了两种生态措施对氮和磷的主要去除途径。其次，进行了景观湖泊生态措施原位试验，研究了考虑生态措施的景观湖泊水质演变规律，对比了在碳纤维人工基质和浮动湿地的组合生态措施中，两种典型植物在生长期和衰亡期的生长特性及其在水质改善效果上的差异。最后，构建了考虑生态措施的景观湖泊三维水动力-水质耦合模型，利用该耦合模型研究了多种生态措施布置方案的湖泊系统的水动力特性和水质改善效果。主要研究内容及成果如下：
　　(1)进行了碳纤维人工基质和浮动湿地两种生态措施的室外水槽试验。试验结果表明，碳纤维人工基质和浮动湿地相比，碳纤维人工基质对总磷(TP)的去除效果更佳，而浮动湿地对总氮(TN)的去除效果更佳。在碳纤维人工基质试验组中，有机物的沉降作用是氮和磷的主要去除途径，分别占氮和磷去除总量的82.1%和65.7%。在浮动湿地试验组中，植物根系和浮动湿地载体表面的附生生物的微生物作用是氮的主要去除途径，占氮去除总量的47.1%；植物吸收是磷的主要去除途径，占磷去除总量的53.0%。
　　(2)进行了景观湖泊生态措施原位试验。原位试验结果表明，碳纤维人工基质和浮动湿地相比，浮动湿地对TN的去除效果更好，而两种生态措施对TP的去除效果没有显著性差异。碳纤维人工基质和浮动湿地的组合生态措施不仅对TN和TP的去除效果最好，还能有效降低低温下附生生物和植物组织中营养物质的释放。在原位试验中，种植黄菖蒲的组合生态措施在TN和TP去除效果方面均优于种植千屈菜的组合生态措施。由于尺度效应造成了室外水槽试验和景观湖泊生态措施原位试验的结果有相符之处，但也存在一定的差异。在不同的试验尺度中，碳纤维人工基质会使水体的溶解氧(DO)和pH增加；浮动湿地会阻碍水体和大气的热量交换，并使水体的DO和pH降低。但是在景观湖泊生态措施原位试验中，碳纤维人工基质和浮动湿地的氮磷去除效果比在室外水槽试验中高。
　　水槽试验、景观湖泊生态措施原位试验和文献数据对耦合模型进行验证，结果表明该模型能够较好的模拟考虑生态措施的景观湖泊的水动力特性和水质演变过程。应用模型探究TN去除效率和植物吸收贡献率的影响因素，结果表明，TN去除效率随水力停留时间(HRT)增加而增加，植物吸收贡献率在HRT=11.2天时最大。植物组织中的氮磷比是决定水体中氮磷限制的一个重要指标，当水体中的氮磷比小于植物组织中的氮磷比，氮成为植物生长的限制因子；当水体中的氮磷比大于植物组织中的氮磷比，磷成为植物生长的限制因子。(3)构建了考虑生态措施的景观湖泊三维水动力-水质耦合模型。利用室外
　　(4)利用所建立的考虑生态措施的景观湖泊三维水动力-水质耦合模型，对7种典型生态措施(以浮动湿地为例)布置方案的景观湖泊水动力和水质演变进行数值模拟研究。模拟结果表明，浮动湿地对水流的阻碍作用会使水流主流转向浮动湿地布置区域下侧和边缘的自由水体，不同布置方案之间水动力特性的差异会导致水质改善效果的差异。在景观湖泊中，沿水流方向上布置的两块浮动湿地前后间距越大，浮动湿地对TN和TP的去除效果越好。