本文以COD、氮、磷为指标建立了三维变边界正交曲线坐标下的物质输运模型；模拟了胶州湾的污染物浓度分布。模拟结果与实测结果拟和良好。结果表明：胶州湾内主要污染物为无机氮，其浓度在0.1～1.0mg／L之间，最大中心浓度在墨水河入海口附近。大沽河、墨水河和李村河入海口附近水质超四类海水水质标准(GB3097-1997)：娄山河、红岛沿岸海域水质超过三类海水水质标准；胶州湾超一类水域的面积占湾内面积的64％。 利用标识质点跟踪技术，建立了三维拉格朗日余流模型。计算了胶州湾拉格朗日余流，并讨论了胶州湾的水交换状况；余流计算结果表明海泊河口至大沽河口连线以南的海域为水交换活跃区，胶州湾东北部则水交换滞缓。对主要排放口附近污水输运轨迹的追踪表明，海泊河是个比较理想的排放口。该模型在解决悬浮物、溢油等海洋环境问题上具有良好的应用前景。 计算了胶州湾内的COD、氮、磷的环境容量。计算结果表明：海泊河口附近海域的纳污能力较强，胶州湾东北部海域的污染物入海量已经超过了海域的环境容量。针对这种情况，本文论证了“北水南调”的方案。 本文最后提出了胶州湾污染防治对策：有效的控制农业面源；推广生态养殖；有效的削减生活污水中的氮磷含量；严格控制填海造地。