本论文针对内蒙古乌梁素海水环境问题,提出乌梁素海的水生态系统修复措施,论证对其进行生态补水是行之有效的措施,同时结合湖泊的现状,生成了4个生态补水方案；通过建立生态补水模型,对方案进行了调节计算;采用定性与定量相结合的分析,构建了补水方案的评价指标体系,采用线性加权综合法对补水方案进行评价,推荐了最优方案。论文的主要研究内容及取得的成果包括以下几个方面：(1)通过对河套灌区现状、排灌系统的运行状况、乌梁素海的水污染情况、乌梁素海污染源和退向黄河水量的分析,表明乌梁素海水质类别全部劣V类,均不达标。同时对黄河水质的监测结果显示,2008年所有监测断面均为超Ⅲ类水质,其中乌梁素海及其退水渠各断面全部为劣V类,污染物总量控制主要考虑COD和氨氮两种污染参数。(2)分析确定了乌梁素海在不同水质目标下的生态需水量。在充分考虑乌梁素海现状前提下,确定生态补水计算水平年：2005现状年、2015水平年和2020水平年,根据湖泊的水生态系统现状确定乌梁素海的生态需水量包括：蒸发量、渗漏量和污染物稀释需水量。并介绍了水量平衡法、换水周期法、最小水位法和功能法等几种湖泊的生态需水量的计算方法,本文针对乌梁素海的实际情况,利用功能法较准确的确定了不同水平年在不同的水质目标下的生态需水量,为生态补水提供依据。(3)生成生态补水方案。针对乌梁素海水污染问题,要对其进行生态修复,其中对湖泊进行生态补水是行之有效的措施之一。本论文根据生态补水时机和由不同水平年的乌梁素海生态需水量确定的不同生态补水量,在三个水平年各生成4个不同的生态补水方案。(4)针对乌梁素海的水环境问题,建立了生态补水模拟模型。其中补水模型的目标为：防洪减灾目标、生态目标和水资源利用目标；约束条件为：节点平衡约束、节点间水流连续性约束、水库水量平衡约束、水库库容约束、防凌约束、出库流量约束、出力约束和变量非负约束,根据全流域统一调度原则,对生态补水模型进行求解。由生态补水合理性评价指标体系,利用生态补水模型对不同的补水方案进行合理性计算。(5)从湖泊可调水量、水质改善效果和调水经济性角度出发,建立了乌梁素海生态补水方案评价指标体系。可调水量指标主要分析生态调水后对梯级发电、出力、黄河各部门用水等的影响；水质改善效果指标主要指湖泊平均浓度；经济指标则由调水量水费和渠道修缮反映。根据乌梁素海生态补水的实际情况,采用线性加权综合法对补水方案进行评价,得出相对最优的补水方案。(6)针对推荐方案,简述了此方案的生态补水成效,包括在各水平年对乌梁素海水生态系统的改善作用；对预防内蒙古河段突发水污染发生的作用；对内蒙古河段防凌的作用以及对预防头道拐断面预警流量的作用。