湖泊是地表水资源的重要组成部分。由于经济社会的快速发展和对湖泊的过度开发利用,湖泊普遍出现了萎缩退化、水量锐减、水体污染等问题。长湖是湖北省第三大淡水湖,是四湖流域上区的主要调蓄湖泊。50年代至今,长湖水质日趋恶化,水生态遭到严重破坏。湖泊最小生态水位是满足湖泊生态系统健康的水文底线,纳污能力核算是保证污染物总量控制的科学基础。湖泊污染物控制和水环境治理有利于水生态的恢复,湖泊最低生态水位既要考虑水生态恢复,也要保证湖泊足够的纳污能力。本文将湖泊最低生态水位和纳污能力建立起关系,计算分析了长湖的纳污能力和最低生态水位,为长湖水污染控制和水生态恢复供技术支撑。主要研究工作和结论如下:(1)应用克里金插值,分析了长湖水污染空间分布特征。通过分析,发现庙湖水域高锰酸盐指数、氨氮最高,总磷、总氮较高,水质总体较差;凤凰山到新阳村水域高锰酸盐指数、氨氮最低,总磷、总氮最高,水体富营养化问题严重;蛟尾到北河水域氨氮较高,水质较好;大湖水域水质最好,南部氨氮较高;湖汊水质总体较好。(2)应用综合营养状态指数法评价了长湖富营养化程度。从评价结果可以看出,长湖不同区域其综合评价结果差异不大,除了关沮口水域达到轻度富营养级外,其它水域都为中营养级,表明长湖全部水域均存在营养化问题。(3)应用MIKE21水动力水质模型、均匀混合模型、非均匀混合模型、狄龙模型和合田键模型分别计算了长湖的纳污能力,比较了各种方法的适用性。可以发现,用MIKE21水动力水质模型计算得到的纳污能力小于均匀混合模型,大于非均匀混合模型。均匀混合模型计算的结果远远大于其他两个模型的计算结果,因为它考虑了水质较好的大湖湖心水域,且该水域容积较大。但是,均匀混合模型不考虑污染物的空间特性,所以即使计算得到的纳污能力较高,但是在排污口附件水质情况较差。非均匀混合模型只考虑了已知的主要的点源污染和支流汇入湖泊的情况,没有计算面源污染,所以计算结果比实际情况偏小。应用MIKE21模型时,将应用MIKE21模型时,将湖心水域水质恰好到达Ⅲ类水作为长湖的纳污能力计算目标,作为长湖的纳污能力计算目标,计算的长湖其它大面积水域已经超过Ⅲ类水质的标准。MIKE21模拟时同样存在没有考虑面源污染的问题,但是其计算既考虑到污染物的空间分布,又考虑了整个湖泊水体的水质状况,相较而言,结果更加合理。(4)应用湖泊形态分析法和天然水位资料法计算长湖最低生态水位,分别为25.65m和28.64m。通过水位特征分析得到28.64m为极端最小值,25.65m远远小于多年月平均水位29.87m,且它们对应的纳污能力均不能满足排污需求。所以这两个水位不适宜作为长湖最低生态水位。应用M-K突变检验,发现1993年长湖水位存在突变,所以选取1994年以后最低月平均水位作为长湖最低生态水位。长湖水位存在较明显的季节性规律,所以本文提出了长湖逐月的最低生态水位。