湖泊是地球上最重要的淡水生态系统，也是人类生产和生活的重要自然资源。近年来，由于城镇规模的不断扩大以及我国工农业的不断发展，我国湖泊水质污染问题日趋严重，影响社会安定，制约湖区经济的长期可持续发展。因此，湖泊水生生态系统的治理与改善刻不容缓。曝气技术是近年来所发展起来的一种新型湖泊污染治理技术，通过水下注气的方法对水体充氧，由此增加底层水体的溶解氧，抑制湖底磷的释放量，控制富营养化，同时促进喜氧微生物的繁殖，用来降解水体其他污染物，进而有效的改善湖泊的整体水质。我国的曝气技术多运用于河道污染治理中，运用曝气技术改善湖泊这类的缓流体富营养化问题的研究起步较晚，尚无三维数值计算模型来预测曝气技术对湖泊水体流场，温度场，溶氧，磷浓度等参数的影响。论文首先对现行主要的湖泊治理技术进行了综述，并介绍了曝气技术的原理和发展现状。针对曝气对湖泊生态环境影响的数值模拟研究要求，以浙江省最重要的大型水源地千岛湖为研究样本，制定了建立千岛湖三维数值计算模型的实施技术路线。其次，鉴于千岛湖的三维数值模拟需要高质量的水文和环境数据支撑，本研究对千岛湖湖岸线和岛屿边界进行了几何建模，描点10万余组，建立了比较精确的矢量文件，并对千岛湖的水文和环境数据进行了调研。最后，卫星影像遥感与反演技术具有实时提供大范围目标监测数据，不受时间和地形影响的优点，能为千岛湖的数值模拟提供有力的技术支持，本课题利用卫星影像遥感和反演技术开展千岛湖水文和环境数据的反演工作，反演了千岛湖的温度分布情况，与常规方法测量的温度分布规律一致，水温是湖泊研究中的重要生态因子，直接影响水体中的物理、化学和生物过程以及水生生物生长状态，千岛湖的三维数值模拟是一个系统工程，涉及到多方面的工作。本课题建立的千岛湖边界矢量文件、水文和环境调研数据以及反演的千岛湖温度分布等研究数据为千岛湖的三维数值模拟提供了建模基础和初始条件。用常规方法对千岛湖这类大面积水体进行同步监测极为困难，引入遥感与反演技术可以为千岛湖数值模拟提供可靠、稳定且易执行的解决方案。