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近年来湘江的水质虽然大有改善,但由于历史欠债较多,积重难返,再加上重金属污染具有隐蔽性和持久性,湘江重金属污染形势依然严峻。目前,湘江尚未建立重金属污染控制与水质目标之间的响应关系,不能对重金属的排放实施有效的监督管理,难以实现对湘江的有效保护。因此,本研究选取WASP模型的TOXI模块,以湘江重金属污染较集中的长株潭段为研究河段,以排放量较大的镉、砷、铅为研究指标,构建了适用于湘江长株潭段的重金属水质模型,并模拟计算了湘江长株潭段镉、砷、铅的水环境容量,以期为湘江重金属污染防治与水环境管理提供技术支撑。主要的研究成果如下:（1）将湘江长株潭段概化为12段后,完成了模型信息的收集、处理与输入,并根据重金属在水体中的迁移转化规律,选用沉降速率KW、再悬浮速率K、对溶解性有机碳的分配系数K1（砷除外）、对淤泥和粘土的分配系数K2、对悬浮有机固体的分配系数K3、对河沙的分配系数K4等六个参数作为镉、砷、铅模拟时的参数,初步建立了湘江长株潭段重金属水质模型。（2）参数局部敏感性分析和基于正交设计法的敏感性分析结果基本一致,影响镉、砷、铅模拟输出浓度的关键参数均为沉降速率KW和对河沙的分配系数K4;并根据正交设计结果确定了镉、砷、铅的理论最优参数组合。在此基础上,选用模型试错法,利用监测数据率定了镉、砷、铅相应的各参数值,其中镉、砷、铅的沉降速率KW分别为3.18 m/d、2.89 m/d、2.97 m/d,对河沙的分配系数K4分别为4.48×104 L/kg、7.89×103 L/kg、9.51×104 L/kg。（3）采用两套数据、两种方法对模型进行检验,Cort一致性分析结果表明镉、砷、铅的一致性指数（d）分别为97.88%、99.10%、98.69%;相对误差分析结果表明镉、砷、铅模拟值与监测值的平均相对误差分别为6.03%、6.50%、7.52%。故综合来看,本文所率定的参数组合较为合理,建立的重金属水质模型能够用于湘江长株潭段重金属水质的模拟。（4）应用构建的重金属水质模型,模拟计算了湘江长株潭段镉、砷、铅在枯水期、平水期、丰水期三种设计水文条件下的水环境容量。在三种不同设计水文条件下,镉的水环境容量分别为9.50 t/a、17.04 t/a、35.40 t/a,砷的水环境容量分别为51.78 t/a、110.24 t/a、127.16 t/a,铅的水环境容量分别为72.00 t/a、119.86 t/a、302.70 t/a。