铁路属于大型线性工程,是国家重要的基础设施,在各国经济建设中发挥着重要作用。高速铁路是全球运用广泛的交通体系,并保持高速增长,它具有建设选线复杂、工期较长、跨越多处地表水体等特征,在施工环境中,各种有害因素很容易造成水体环境污染,破坏水体的自净能力甚至影响水生生物及生态环境。尤其是湖泊,由于其平面形态相对闭合、水流相对缓慢等原因,受外部因素的影响十分强烈,对环境干扰特别敏感。我国拥有世界最大规模以及最高运营速度的高速铁路网,不仅需要掌握先进的高铁技术,而且高铁建设的环境保护研究也十分重要。为了探寻和评估高铁建设过程中合适的施工环保措施,保护生态敏感水体,本论文密切结合了高铁应用发展过程中选线的特征环境和工程实例,在京沪高铁阳澄湖特大桥的建设跨越太湖流域第三大淡水湖——阳澄湖的区域测定了大量水质指标并收集了历史水文水质数据,建立了二维动力学模型及水质模型,分析讨论了不同施工方案条件下,湖泊流场及水质的变化规律,提出了针对湖泊数值模拟的综合模拟方法及模型适用的参数,结合京沪高铁的工程实例分析实际施工过程对水环境及水生生物的影响。阳澄湖是苏州市重要的饮用水源地、战略备用水源地,又是集水生生物(大闸蟹等)繁殖、工业、农灌、观光、防洪、运输多种功能的湖泊。因此,该区域的水环境保护意义重大。本文将京沪高铁跨越的生态敏感水体——阳澄湖作为模拟研究的对象,采用了基于GIS的空间计算方法和边界流量修正算法,根据能量守恒和质量守恒的原理,对阳澄湖特大桥拟选的两种施工方案：(1)双排围堰,(2)钢栈桥,条件下的湖泊水环境建立了数值模型,分析了湖泊的“流场”及“SS浓度场”变化,采用了统计学中的R2和P值分析实测值与模拟值之间的关系,逐步校准模型中各项参数,使R2值在校准阶段达到0.726,验证阶段R2达到0.799,取得了理想的模拟效果；对特大桥建设期及选用的施工方案拆除后的水生生物种类数量进行了分析,探讨了水生生物与流场、水质的关系,进一步分析了特大桥建设对该湖泊的特征养殖物的影响,得出了分段式双排围堰不仅将施工过程与水体隔离,而且未对湖区整体和围堰附近的流向产生明显影响,该施工方案下,湖泊局部地带的流速降低了0.04m/s～0.1m/s,而施工阶段泄漏期SS的峰值仅为栈桥方案的8%-20%,最大限度地避免了建设性排污和事故性排污,有效保护了区域的生态水环境。本文模拟研究工作主要包括如下几个方面：(1)提出了运用几何计算及图像特征值的可视化空间分析来判断湖底地形、水深及水域面积的关系,以确定采用二维模型计算,减少了通过局部测量水深来湖底地形的误差,运用GIS处理DEM的图形与数字信息,选择模型；(2)采用SWAT的水平衡方程,对于阳澄湖支流较多(支流数量超过50条),且支流的水文数据缺乏的问题,充分使用了地形、气象、土壤等数据,计算得出总流量数据,修正了边界条件的进出水总量,客观的修正了边界条件,提高了模型计算的可信度；(3)将模拟划分的时段与围堰、栈桥的建设周期设置一致,且调整模型中概化的分段式围堰大小里程构筑物及栈桥钢管桩数量、间距均与拟采用的施工方案基本一致,使模型与施工方案紧密结合；(4)采用了2种统计方法R2和P值用来检验模型在校正期和验证期的拟合效果,结合多年的流域气象数据及水质监测数据,对模拟值和实测值进行统计分析,将模型各参数调整到合理数值。本文通过上述研究,对于科学比选高铁特大桥的建设方案,保护区域水环境功能,分析高铁建设对生态敏感水体的影响程度及评估建设方案环保效果,具有非常重要的意义。