近年来,我国许多城市为了调整市容市貌、调节“热岛效应”、改善城市人居环境相继修建人工湖。对于资源性缺水与水质性缺水地区来说,影响人工湖水体水质的最直接因素是生态补充水源和补水方案的优劣,为确保人工湖达到目标水质,对人工湖的补给水源和补水方式方法的研究就显得尤为重要。本研究以星海湖为研究区域,使用SWAT分布式水文模型模拟计算流域内的产流情况,耦合MIKE21水动力水质模型,在给定的星海湖边界和地形条件下模拟分析流场和高锰酸盐指数(CODMn)、总磷（TP）、氨氮（NH3-N）浓度变化与分布的规律,实现了区域系统下的水文联合模拟,论证分析了湖体水动力水质变化的内外部影响因素。在此过程中,得出了以下研究成果:（1）星海湖在失去黄河水源补给后,仅采取北域中水补水的情况下水质会持续恶化,且由于北域补水地理位置无法统筹兼顾全局,增加东域中水补给和湖水内循环可改善此问题;（2）研究区域水文资料短缺,利用SWAT模型对无资料沟道如大风沟、小风沟（南域）和归德沟、韭菜沟（中域）进行径流模拟,集水面积误差为3.5%,确定性系数R2均在0.65～0.75之间,效率系数Ens均在0.5～0.65之间,满足模型基本要求,可完善搭建MIKE21所需边界条件;（3）MIKE21模型情景方案分别根据湖水内循环模式、中水补水源、黄河水补水口、黄河水补水量等控制变量进行设置,分析其在可行条件下的最优配置方案。根据情景方案模拟结果,归纳总结星海湖水质水量变化规律如下:1)减水面可有效降低西北地区人工湖耗水量;2)引黄河水量越大,水质越优;3)引黄河水时对整体规划越准确、补水口越合理,对水质的提升优化越有利;（4）不同条件相互组合建立水质耦合模型对其进行检验评价,基于多参数评价结果确定最优补水方案结论:1)南域和东域满足蓄洪滞洪要求,中域和北域水深则满足水生生物的生存条件,有利于其繁衍生息,保护物种多样性;2)相较于补水方案实施前CODMn的浓度约增加31.8%,TP的浓度约增加6.8%,NH3-N的浓度增加了60%。虽各参数浓度相较于只用黄河水补充时均有所提升,但均控制在Ⅳ类水范围内,侧面验证了本研究拟定的各对比条件为影响补水方案的关键因素;（5）根据模型结果得出星海湖水质变化规律,通过实施减水面减水量方案降低生态需水量、通过北域和南域中水补充水量、通过湖水东域至中域内循环增加水动力、通过黄河水1000万m~3单口冲刷能稳定水质,达到了在保证星海湖各域功能性的前提下将湖体水质控制在Ⅳ类水水质范围内的目标。同时增强了星海湖的防洪调蓄功能、湿地净化功能、生态环境保护功能和休闲文化旅游功能,经过代替成本计算水源涵养价值、土壤保持价值、空气净化价值和生物多样性价值得出补水方案生态服务总价值。