缺水城市可用于生态用水的天然水资源较少,为防止城市水体水质恶化,需将再生水作为其补水水源。但由于再生水营养物浓度高等,导致城市水体水质难以满足基于水环境系统健康制定的地表水环境质量标准的相关评价目标,阻碍了再生水回用。然而,多数城市水体的主要功能是营造城市水环境景观,为市民提供休闲娱乐的亲水空间,因此需要强调其景观功能。另外,虽然再生水的高氮磷易引起藻类生长使其景观功能下降,但其低悬浮物有利于景观功能的提升,所以需从城市水体的景观功能去评价再生水补水对其水质的影响。为此,本研究基于城市水体的景观功能,指出应注重其景观水质,并通过推导分析,提出了城市水体景观水质的控制指标。基于此,根据该控制指标的计算原理,分析影响它的主要污染物,并以构成物质的基本元素为突破点,将上述污染物与其在水体中相关水质参数的物理、生物等相关过程数值化,构建了具有城市水体特点的景观水质模型。并针对再生水高氮磷低悬浮物的水质特点,借助模型模拟,揭示了再生水补水对城市水体景观水质的影响,提出了再生水补水优化方案及其景观水质改善策略。最后,以规划有再生水补水的西安市为例,研究了保障缺水城市水体景观水质的水资源配置方案。此研究可为缺水城市水体景观水质保障提供理论和技术支撑,主要工作和成果如下:(1)提出将水体透明度(SD)作为城市水体景观水质控制指标。现有用于评价城市水体的地表IV或V类水体的水环境质量标准与其主要承担的景观功能不相匹配,采用地表水环境质量标准对水体的景观功能进行评价,容易导致指标过于严格的问题。针对上述问题,根据城市水体的主要功能,以其景观功能为出发点,提出应着重关注含色度和浑浊度等视觉感官性状的景观水质,来评价其水质状况。并考虑要模拟再生水补水对景观水质的影响,需选择可计算的参数作为其控制指标。最后,根据城市水体色度和浑浊度的产生机制及水体SD的理论内涵与计算方法,通过对比研究影响两者的污染物分布及其程度,论述了以SD作为城市水体景观水质控制指标的科学性和适用性。(2)构建城市水体景观水质模型。根据SD计算方法,并基于城市水体污染物特征,提出了以对光衰减贡献较大的藻类、残渣物和无机悬浮物作为变量的SD计算模块。然后根据污染物在水体中输移扩散、生物转化和与底泥相互作用等过程,构建了各变量的计算模块。其中,藻类包括其生长、死亡和被浮游动物捕获等过程;残渣物包括藻类和浮游动物的死亡、捕获未利用藻类、矿化和与底泥相互作用等过程;无机悬浮物则只与底泥相互作用相关。并针对城市水体水浅、底泥易悬浮的特点,强化了无机悬浮物、营养盐和残渣物等污染物在底泥悬浮时向上覆水中的释放过程。基于此,将藻类、残渣物和相关物质采用碳、氮和磷三种形式来使其参与的生物转化等过程数值化,形成闭环的景观水质模块。最后,选择MIKE3作为数值求解软件,并通过将构建的景观水质模块与其水动力模块的镶嵌耦合,完成了具有城市水体特点的景观水质模型构建。(3)基于水质模拟提出缺水城市水体再生水补水的优化方案及其景观水质改善策略。根据城市水体特点,分别选取汉城湖和兴庆湖作为城市河道型和湖泊型水体的代表,经过长期数据对汉城湖和兴庆湖景观水质模型参数的反复率定,使得其各指标的模拟值与实测值吻合度较高。在此基础上,模拟了不同补水条件对其景观水质的影响,结果表明,两类城市水体都可通过调节水源中再生水占比,最大程度的发挥再生水低悬浮物弥补其高营养盐带来的藻类生长对SD影响的优势,节约其用水量,优化再生水补水方案。但是两类水体间其优化组合对应的再生水占比及其所需补水量有所差异。以SD≥70 cm为例,对于汉城湖和兴庆湖,在5-10月份,再生水占比分别为35-45%和25-35%;11-4月份,分别为85-100%和75-100%时,其补水组合为最优。且在相同条件下,相比兴庆湖,汉城湖所需补水量对应的水力停留时间可更长,其差异可达35.7%。通过对两类城市水体再生水补水优化方案的综合分析,提出可通过合理配置水源、优化水体流态和缩短水力停留时间等策略,改善城市水体景观水质。(4)以西安市为例,研究保障缺水地区再生水补水城市水体景观水质的水资源配置方案。首先,根据规划内容,结合实际情况,研究了“八水绕长安”中湖池系统的再生水补水方案。其次,通过群体分布法对14个西安市湖池数据的统计分析,得出其景观水质保障目标为SD≥70 cm。最后,通过WEAP建立的西安市水资源配置模型,得出各湖池补水的水质和水量,并借助景观水质模型模拟的SD值,对各湖池景观水质进行评价。通过不同预案的水源配置和水质模拟的结果表明,将再生水作为湖池补水水源,不但没有增加反而降低了湖池总需水量,且其SD平均增加13 cm,湖池景观水质有所改善。然而在规划年内,部分湖池的SD仍较低,其均值为45 cm。经进一步的配置模拟分析表明,可通过调节补水中再生水占比发挥再生水低悬浮物对景观水质改善优势,节约7.6%湖池总用水量,使其SD平均增加12 cm;或可根据地势将湖池串联,降低63.3%串联湖池所需补水量,节约10.2%湖池总用水量,使其SD全部达到景观水质保障目标。因此,以西安市为例,提出可将再生水利用及其合理配置和湖池串联等作为改善缺水城市水体景观水质的有效策略。