水-底泥界面内源释放对水环境质量与水生态系统有着极为重要的影响，水-底泥-水生植物相互作用下的内源营养物质释放具有复杂性及非线性，明晰水-底泥-水生植物相互作用下的内源污染与水体水质的响应关系对内源治理与富营养化防治具有重要的现实意义。本文结合室内实验和现场监测成果，构建了机理明确、结构复杂的水-底泥-植物耦合的水动力水质生态模型，并在白潭湖和金山湖进行了应用，模拟水-底泥-水生植物相互作用下的水-底泥界面内源释放特性和水体水质变化特征。本文分为机理研究、模型建立及其应用三个方面，研究内容及成果如下：
　　(1)结合水-底泥界面内源释放对水体水质影响研究的需要，回顾了内源营养物质的释放特征、水-底泥界面内源释放的影响因素、水生态系统模型等方面的研究成果，当前亟需重视水-底泥界面内源释放对水体水质影响问题，从动力学机理方面进行深入研究。
　　(2)采用室内模拟实验，研究扰动及水生植物对水-底泥界面内源释放的影响。结果表明，与静态条件相比，扰动条件下的氮磷释放量均有所增加，且扰动强度越大，水-底泥界面营养物质的释放通量增加越多。水生植物根系吸收作用下表层底泥氮磷浓度降低，水生植物对表层底泥氮磷浓度变化的影响显著，底泥氮磷呈现出明显的分层特征。水生植物生长作用下水-底泥界面释放通量减小，生长期植物的存在会抑制底泥氮磷的释放。水生植物可以通过影响水体溶解氧和底泥TP浓度，间接调节底泥氮磷的释放通量。
　　(3)采用现场监测的方法，分析中富营养型流域的水体和底泥营养物质的赋存形态及垂向分布特征。结果表明，中富营养型流域的水体和底泥的物理化学特征、氮磷赋存形态及浓度具有很强的时空异质性。底泥营养物质含量总体上呈现出随底泥深度增加而减小的趋势，且变化趋势符合指数方程，呈现明显的分层特征。
　　(4)基于水-底泥-水生植物相互作用下的营养物质迁移转化特征，考虑水体中物质的对流扩散、降解、沉积，底泥物质在液相和固相的迁移转化、垂向的对流扩散，水生植物根系对底泥营养物质的吸收，水-底泥界面的物质交换等过程，结合现场监测和室内实验研究成果，构建了水-底泥-植物耦合的水动力水质生态模型，使模型能够在物理机理上、过程上量化营养物质在水体、底泥、水生植物三相之间的迁移转化规律。
　　(5)选择白潭湖作为研究的典型水域，建立了白潭湖水-底泥-植物耦合的水动力水质生态模型，模拟了白潭湖水体营养物质浓度的变化，估算了水-底泥界面内源释放通量，并对模型进行了校验，误差分析结果表明水体氮磷浓度相对误差都在10%以内，模型结果符合模拟精度要求。白潭湖春季氮磷释放通量最小，夏季和冬季氮磷释放通量最大。春季呈现水体氮磷向底泥沉积的趋势，夏季和冬季呈现底泥氮磷向水体释放的趋势，全年表现为内源底泥氮磷向水体释放。
　　(6)选择金山湖作为研究的典型水域，建立了金山湖水-底泥-植物耦合的水动力水质生态模型，模拟了金山湖水体和底泥不同形态营养物质浓度的变化，并对模型进行了验证，营养物质的模拟值与实测值的相对误差均在16%以内，模型模拟精度满足要求。金山湖表层底泥孔隙水的无机营养物质含量显著高于水体，水体受内源污染显著。水体有机态氮磷的含量高于无机态，水生植物生长期不同形态氮磷含量低于植物衰亡期。