由于湘江水利枢纽工程蓄水后改变了河水动力学特征,从而可能对湘江长沙段水环境质量产生一些影响,本研究于2014年10月至2015年9月,对长沙水利枢纽工程大坝上游湘江干流长沙市区段6个断面的湘江水质进行了为期一年的跟踪监测分析,主要监测指标为四种主要重金属(砷、汞、铅、镉)、三种富营养化指标(总氮、总磷、氨氮)和其它指标(pH值、溶解氧、温度、水位、流量等)；根据国家地表水环境质量标准和改进的内梅罗指数评价方法对监测水域水质进行分析与评价,并将监测数据与数学模型相结合,建立水质数学模型并对模型的有效性进行验证,研究结果如下。加权后的内梅罗指数法对监测流域内的水质评价结果显示：监测期2014年10月到2015年9月间,整个监测水域综合水质状况基本保持在国家地表水质标准Ⅳ类水上下,其主要污染指标为总氮、氨氮和重金属汞。其中,所有断面水体总氮超标率总和高达96.5%,可溶态Hg超标率总和为84%,流域内DO含量偏低,作为饮用水源一级保护区的黑石铺和杜甫江阁断面分别有54.17%和62.5%的时段监测值不达标,此三者为湘江长沙段水体最为严重的污染指标。黑石铺和杜甫阁断面氨氮浓度测量值多次接近水质功能区划规定标准,且偶然出现超标情况,水体中氨氮与重金属镉虽未出现超标现象,但也存在一定的污染风险。研究将水质模型主要分为两个部分,分别是水体中总氮、总磷、氨氮含量变化的富营养化模块和砷、汞、铅、镉含量变化的重金属模块,使用Matlab非线性拟合函数求解各模块指标相对应的水质数学方程,获得各参数值,确定水质预测方程。以上述模型为基础,结合水质预警理论,通过新的加权方法取得了各指标的权重标准值,并通过改进后的内梅罗法得到不同监测断面和时期的综合污染指数值,进而确定了水质预警的警度。经预警方案分析,目前湘江长沙段各断面中,作为饮用水源一、二级保护水域的坪塘、黑石铺和杜甫阁断面属重警或严重警,下游三个工业用水区断面水域均为轻警或无警。