随着经济的发展与人口的增长,用水量与日俱增,水资源量短缺伴随着水环境污染将逐渐成为制约经济发展的瓶颈。摸清城市河道与流域范围内水环境状况对于缓解水环境问题有着重要的影响。牛首山河位于南京市江宁开发区,自司家桥至石家垾而汇入秦淮河,全长81km,牛首山河流域位于南京市江宁区,是以牛首山河为主要研究对象,根据牛首山河附近地形等高线所确定的水流方向,并结合实际调研,所划定的面积约47.6km2的研究范围。具有农业用水、排涝和景观等功能,目标水质是地表水IV类水标准,但是目前每年污染物入河量已经严重超过了河流的纳污能力。对牛首山河流域进行水环境识别与模拟对于改善流域水质,提高水环境容量有着重要的意义,进而对秦淮河水质以及建设“绿色江宁”都有重要的作用。本文基于水动力学方法建立了适用于城市中小河流水量、水质模型,以南京市江宁区牛首山河为研究区域,并在此基础上对水环境容量的计算及削减进行了相关研究,便于今后对河流的水质的预测、污染源控制和环境整治的开展提供技术支持和理论参考依据。主要内容如下：1、对流域内水环境现状调查与分析发现,流域主要污染源为生活污水,污水进入泵站后被直接排入牛首山河。多次进行水质采样与实验室试验,选取四次代表性的水质实验数据进行分析,实验结果均显示高锰酸盐指数、氨氮、总氮和总磷这四项水质指标的变化趋势一致,采样点基本都是前河泵站、何魏泵站最高,其他点由于工地施工、泵站干涸等原因或有不同程度与时间上的变化。2、水田、水面、城镇和旱地不同的下垫面构建产流模型,模拟了2012和2013年产流量。通过时段单位线法和泵站排涝法对7个分区的汇流进行模拟,全年分区流量按照由多到少的顺序基本为河流源头区、何魏泵站区、前河泵站区、长山泵站区、太平泵站区、斗篷泵站区、兴家圩泵站区；全年各分区日均流量趋势一致,流量最高时间段集中在六七月份,这与降水有相关性。最后根据产流和汇流以及其他水文要素,构建一维水动力模型,依托C++6.0和VS2010软件编制,分别模拟了2013年逐日节点水位与断面流量,结果显示全年各节点水位趋势一致,且模拟与实测数据较吻合,水位最高时间段集中在六七月份；全年各断面流量趋势一致,流量最高时间段集中在六七月份。3、对流域内各分区建立圩区污染物降解模型,计算得到各分区污染物年入河量,总量为高锰酸盐指数为280.98t/a,氨氮为107.62t/a,总磷为12.56t/a；构建牛首山河一维水质方程,模拟结果显示：三种污染物浓度4个断面的模拟浓度曲线的变化趋势高度一致,且与实测数据较吻合,高锰酸盐指数、氨氮与总磷有部分天数的浓度超出功能区范围；在4月、10-12月期间,污染物浓度最高,而夏季污染物浓度相对较低,与降水量有关。4、污染负荷模型计算污染物年产生量,得出流域年产污量高锰酸盐指数为1101.19t/a,氨氮为396.35t/a,总磷为46.07t/a；采用一维河网水质模型,以水域功能为控制,反推法推求牛首山河水环境容量,得出牛首山河的水环境容量为高锰酸盐指数为165.83t/a,氨氮为24.84t/a,总磷为4.96t/a；最后对污染物削减平衡进行分析,入河量远超过了水环境容量,污染物在水中的超额量分别占污染物入河总量的40.98%、76.92%、60.51%。5、根据研究区现状及研究结果,提出了区域污染削减及控制工程以及生态修复工程。