目前，深圳河湾水系污染较严重，河流水体黑臭，水质劣于地表水环境质量V类标准。污水收集与处置能力不足、自身环境容量小是造成深圳河湾水系污染严重的主要原因。由于水系位于高度城市化地区，很难在近期内通过污水管网的改造实现彻底截污，因而在加大水系截污工作力度的同时，还应考虑补充清洁水源以加大河流环境容量和自净能力等措施。但是，深圳又是一个水资源极度缺乏的城市。因此，为了改善深圳河湾水系的水质，应综合考虑多种补水方案，如供水水源优化调度、雨洪利用、以及污水资源化再生水、近岸海水等非常规水资源利用。 论文针对污染负荷大而环境容量小的城市河流水系，提出面向水系生态环境改善的水量水质综合调控方法。该方法以水系水环境容量和生态环境需水量为依据，设计和优化“减负”与“增容”相结合的水量水质调控综合措施，利用水系水量水质数学模型，对调控措施的效果与生态环境影响进行综合评估。论文主要开展了以下几个方面的工作： (1)在回顾与水量水质调控相关的研究进展基础上，分析历史的监测资料和总结以往的治理经验，针对深圳河湾水系的特征，提出“减容”与“增容”相结合的水量水质调控的构思，以实现深圳河湾水系水质改善目标； (2)建立深圳河及支流一维动态潮流、水质模型和基于普林斯顿海洋模式(POM)的深圳湾三维动态水动力水质模型，确定河湾水系的环境需水量并对可能的调控方案进行效果评估；利用珠江河口动态潮流及水质模型，确定从珠江口引水对深圳河湾补水的可行性及对环境的影响； (3)将生态影响评估纳入水系水量水质调控方案决策中，应用深圳河口生态系统的概念模型，分析河口水动力学、泥沙冲淤以及水体盐度变化对生态系统的潜在影响。 (4)利用模型估算了水系水环境容量和生态环境需水量； (5)利用水动力、水质及生态概念模型对水量水质调控方案的调控效果及生态环境影响进行预测评估，提出深圳河湾水系水环境治理的规划方案。 计算结果表明，旱季深圳河干流的水环境容量以BOD<,5>计为7.3吨/天，实际污染负荷远超过了深圳河的水环境容量。在2003年污染负荷下，水系生态环境需水量多达500万立方米/天，但随着污水处理率的提高，水系生态环境需水量将明显减少。因此论文对各种补水措施，如雨洪利用、污水资源化、大鹏湾引海水、珠江口引水等进行了综合评价。研究表明，引调海水造成水体盐度的变化对深圳湾湿地生态系统和水系河流淡水生态系统有不容忽视的影响；而利用污水资源化再生水进行补水具有最小的负面影响。深圳河湾水系水量水质模拟研究表明，即使通过截污使2010年的污水处理率提高到95％，深圳河湾水系的主要河流在枯水季节仍无法实现“基本不黑臭”目标；而将补水方案与截污措施相结合，可以消除黑臭现象，并达到景观用水要求。在以上研究的基础上，提出了以截污、污水资源化、河道水环境修复等措施相结合的水量水质调控策略、各阶段调控目标及具体措施等，为深圳河湾水系水环境综合治理提供决策依据。