模型将东湖湖区划分成３３ｍ×３３ｍ的正交网格单元２１９×１９０个；地形数据依据东湖１∶１００００水下地形图建立的ＤＥＭ。湖水水位依据２００７年６月东湖的月均水位１６．９６ｍ；主导风向为北风，风速取２．７ｍ／ｓ；东湖水体的背景浓度分布依据武汉市环境监测站２００７年８月监测数据，长江引水本底值取武汉市环境监测站２００７年８月北湖闸附近的监测值。

　　考虑对现有泵站的充分利用并借鉴国内外同类工程项目特点，模拟的水利调度方案为：通过武钢泵站引长江水，按设计引水线路进入东湖，调水流量４０ｍ３／ｓ，通过罗家路泵站将东湖水排入长江，排水流量４０ｍ３／ｓ，实现引江济湖的工程目的。

　　为了充分降低工程投资，充分利用水利调度下湖体的自净能力，设计方案按照调水线路调水１０ｄ后，停止调水１０ｄ的方式运行。

　　４．２数值模拟结果

　　采用验证的数学模型模拟水利调度影响下东湖水动力和水质变化过程，以分析工程方案对东湖水质的改善效果。

　　调水开始前，东湖水体流速仅为０．０５～０．１ｍ／ｓ，表明东湖表层流速缓慢，污染物在水体中稀释降解能力较差。通过设计调水线路调水，新东湖港入东湖流速约２．５ｍ／ｓ，新沟闸出水流速约１．５ｍ／ｓ，受调水影响，东湖主要湖区流速增大到０．２～０．４ｍ／ｓ，但由于东湖湖岸曲折，湖堤分割，调水线路难以影响到的湾汊流速无明显改变。调水过程１０ｄ。

　　图２调水１０ｄ东湖流场图

　　Ｆｉｇ．２ＣａｌｃｕｌａｔｅｄＰｏｓｔ－ｐｒｏｊｅｃｔＦｌｏｗＦｉｅｌｄｏｆｔｈｅＤｏｎｇｈｕＬａｋｅｏｎｔｈｅ１０ｔｈＤａｙ调水过程０、１０、２０ｄ，东湖不同水质类别水面面积占全湖的比例情况见表２。

　　水利调度开始前东湖ＣＯＤＭｎ指标仅能维持在Ⅴ类水标准，ＴＰ达到了劣Ⅴ类，ＴＮ基本上为劣于Ⅳ类水标准；调水１０ｄ后，３３％的湖面ＣＯＤＭｎ指标达到Ⅲ类以上，３２％的湖面ＴＰ指标改善为Ⅴ类水标准，３７％的湖面ＴＮ指标达到Ⅲ类以上；调水停止１０ｄ后，水质继续好转，４８％的湖面ＣＯＤＭｎ指标达到了Ⅲ类以上，３３％的湖面ＴＰ指标改善为Ⅴ类水标准，５４％的湖面ＴＮ指标达到Ⅲ类以上。

　　ＣＯＤＭｎ是反映城市污水对地表水污染状况的代表性水质指标，直接影响着水体的感官性状，也是东湖发生水华的重要诱因，因此对东湖水质影响巨大。模拟的调水开始时（第０天），调水过程进行１０ｄ（第１０天），调水结束１０ｄ（第２０天）时东湖ＣＯＤＭｎ浓度等值线的分布范围。

　　指标为代表的逐日水质统计显示，随着调水的进行，东湖的Ⅴ类水体面积不断下降，Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类以上水体面积逐日增加；停止调水后，Ⅰ、Ⅱ类水体面积略有减少，Ⅲ类以上的水体面积继续缓慢增加，Ⅳ类以上水体面积保持稳定。模拟的水利调度过程影响下，ＣＯＤＭｎ指标东湖Ⅰ、Ⅱ类到Ⅴ类水所占的面积的逐日变化趋势。

　　５、水利调度效果的分析和评价

　　目前，长江武汉段来流水质常年可保证在Ⅱ类以上。水质良好的长江水引入东湖后，从东向西、自南向北与东湖水体充分混合扩散，能有效稀释东湖水体中的污染物，直接改善湖水水质。江湖混合水携带污染物质通过渠、港排入长江，也有助于降低湖体的污染物总量。同时，水利调度加大了湖水的流速，提高了水体复氧速度，在一定程度上改善了湖水的自净能力，有利于ＣＯＤＭｎ等污染物的降解，因此在调水停止后的一段时间内，东湖水质依然能继续得以改善。

　　东湖富营养化历史较长，湖底积累的深厚底泥中沉积的营养盐类总量巨大，底泥参与湖水的物质交换过程，成为湖体的重要内源污染。长江江水引入东湖之后，东湖水体流速加快，底泥再悬浮的速率也随之增加，向湖体释放磷的总量相当可观，因此内源污染是造成模拟的ＴＰ指标改善不大的重要原因。

　　东湖湾汊交错，渠港众多，设计调水路线能保证线路周围主要湖区水质的明显改善，但是对于偏居一隅，水流不畅的庙湖湖区，水果湖湖区等水域的水质影响较小，其水质依然较劣。

　　６、结语

　　东湖水质恶化是长期以来困扰武汉市政府的重要难题，考虑到各种污控措施均不能明显改善水质的困境，采用数值模拟的方法分析引江冲污，构建长江－东湖水利调度系统从而改善东湖水质可行性，证明该方法效果良好，可以为东湖以及国内其他富营养化的城市湖泊水体治理提供新思路。东湖地形复杂，富含磷氮污染物的底泥深厚，成为重要的内源污染源，还需要辅助以湿地恢复、清淤、截污等一系列生态、工程措施进行综合治理，保护和恢复湖泊水生生态系统，从而保证水质的彻底改善。

　　参考文献：

　　［１］沈晓鲤．武汉东湖的生态环境变迁与恢复问题［Ｊ］．环境科学与技术，

　　［２］张良秩，韦进宝．武汉东湖的污染现状与可持续发展对策研究［Ｊ］．武汉大学学报，

　　［３］甘义群，郭永龙．武汉东湖富营养化现状分析及治理对策［Ｊ］．长江流域资源与环境，

　　［４］陈威，朱雷．武汉东湖污染分析和治理对策［Ｊ］．湖北预防医学杂志，

　　［５］邵林广．东湖外源控制一期工程及其效益简述［Ｊ］．环境与开发，

　　［６］马巍，廖文根，李锦秀，等．引水调控改善太湖湖湾水环境及其效果预测［Ｊ］．长江流域资源与环境，

　　［７］谢兴勇，钱新，张玉超，等．引江济巢对巢湖的水环境影响分析［Ｊ］．环境科学研究，

　　［８］周俊，王焰新，蔡鹤生．构建“长江—东湖—长江”水循环及其在东湖污染治理中的意义［Ｊ］．武汉大学学报（工学版），

　　［９］徐祖信，尹海龙．平原感潮河网地区一维、二维水动力耦合模型研究［Ｊ］．水动力学研究与进展，

　　［１０］隋少峰，罗启芳．武汉东湖底泥释磷特点［Ｊ］．环境科学，