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相对于传统的数值模拟方法，格子Boltzmann方法从更接近本质的角度阐释了流体运动规律，该方法物理背景清晰，边界处理格式简单，天生拥有并行运算的特性，编程简单，精度高，尤其适合于不规则地形下的复杂流动的模拟。作为一种新兴的数值方法，其在理论和应用方面的研究正受到国内外学者越来越多的关注。白洋淀地形和边界条件都相当复杂，且受到地形数据不易获取的限制，真正从水动力学的角度对淀区内水环境进行模拟的研究到目前为止还是非常少的。本文选取白洋淀的一个典型淀区作为研究区，尝试应用格子Boltzmann方法从水动力学的角度进行复杂地形下的水环境精细模拟。 淀区水面开阔，水深一般不超过3米，属于浅水湖范畴，因此水动力场可以通过平面二维浅水方程进行描述，涉及到的外力项包括风切应力、床面摩擦力以及与床面坡度相关的重力项。针对如何在离散的速度框架下准确描述外力的作用这一基本问题，本研究重点探讨了现存的两种处理方法：Luo提出的权重因子法、Zhou提出的均一法，并据此提出了一种新的处理方法，可称之为权重因子中心格式法。经理论分析，该方法具有二阶精度。且在此方法中，与床面坡度相关的重力项可以写进了演化方程中，实现模型的简化，体现了格子Boltzmann方法处理流体问题时追求简约和清晰物理背景的精髓。对于污染物传输，本文采用二维对流扩散方程进行描述。参考现有的针对水流方程发展起来的多块网格技术，推导出了能够用于处理对流扩散问题的多块网格技术，并在此基础上建立了二维水动力和水质耦合的多块格子Boltzmann模型。另外，在建模过程中，还对边界的处理方法以及稳定性问题进行了深入探讨。 针对已建立模型，本文选取了三个经典算例进行测试及验证，分别是碟形水体中静水状态及风生环流的模拟、圆腔射流的模拟和恒定流场中污染物的对流扩散模拟。 针对研究区，综合“高精度遥感影像解译”、“基于Google Earth制作高程图”以及“水域实地测深”三种方法，获得淀区的地形图。分析淀区水流的驱动力：风应力以及补水期间的入流动量，并据此设计情境应用验证后的模型模拟典型淀区中水体在不同驱动力作用下的流动形态以及污染物在相应水流形态下的对流扩散过程。结果表明格子Boltzmann方法能够很好地处理具有复杂物理边界和不规则地形的水环境问题，而且多块网格技术的应用大大提高了模型处理实际问题的能力。