一．研究背景与意义：

水是人类生命之源，同时也是关系到国计民生的重要资源。随着人类活动范围的扩展、社会的发展及科技的进步，水环境系统已经发生了很大的改变，虽然有些改变有利于人类的生产和生活需要，但伴随水环境系统的改变所产生的大量的环境问题去不容忽视。水资源短缺、水质恶化已经成为人类面临的巨大威胁。

因此，合理进行水环境规划管理、水污染综合防治已成为亟待完成的重要任务之一。而水质预测则是这些任务顺利实现不可或缺的基础工作，是具有普遍意义的一项重要内容。水质预测根据已有的水质信息建立一个从过去引申到未来的模型过程。基于一些必要的数据通过各种方法来推算该水体未来可能的变化趋势，为水质管理提供科学依据，并可以采取必要的措施防患于未然。目前，无论是在制定地区或区域水污染物排放标准或确定水体各排污口的容许排污量和削减率，还是对突发性或连续性排污行为进行评价或对开发建设工程项目进性环境影响预测，都将涉及到水质时空变化的问题，也需要解决水质的定量预测问题，因此水质预测已经成为广受环境工作者关注的重要研究课题。水质模型是水环境污染治理规划决策分析中的一个重要工具，它是在水体污染过程中的化学、物理及生物生态各方面之间存在的规律和相互联系的数学描述，水质预测模型在环境保护领域中所发挥作用是举足轻重的。

二．课题研究的内容：

机理性水质模型考虑了影响水质变化的物理、化学及生物诸因素（如DO、BOD、COD、氨氮、总磷、大肠杆菌、藻类等），模拟预测结果较为理想，但这些模型往往比较复杂，所需的基础资料与数据（如模拟参数、汇源项等）很多，这些因素常常影响模型在许多水体系统中的进一步应用。而非机理性的随机性水质模拟虽然是一种黑箱式方法，但因模型是针对某一特定的水质系统，通过数学统计或其他数学方法建立，模拟预测效果比较好，所以也广泛地应用于模拟预测水质。现在常用的非机理性水质模拟预测方法：

1.马尔可夫法

马尔可夫法实际上是一种随机过程预测法，其状态和时间参数都是离散的，可以用于描述某种复杂系统状态的转移。水质系统由于受物理、化学和生物等诸因素的影响而成为一种复杂的系统，因此采用马尔可夫法进行模拟预测是比较适合的。作为一种基本的预测方法，马尔可夫法已经在如股票预测、地震、降雨量等诸多领域得到实际应用并取得了不错的效果。马尔可夫法的特点是:无需依据大量的历史统计资料而通过对近期情况的分析可以预测出将来的情况，为制定长期规划和对策提供参考信息。目前，这种方法已经开始应用于环境保护领域，并且取得了不错的效果。

2．灰色模型法

灰色模型法是由我国学者邓聚龙教授在研究系统控制的不确定元中首先提出的，他所提出的灰色系统的概念和研究思想已经逐步应用到社会、经济、工程等各个领域中，众多学者将灰色系统思想与本学科研究内容结合进一步开拓其应用领域，如王开章，刘福胜，孙鸣曾研究过灰色模型在大武水源地水质预测中的应用，胡惠彬也研究过灰色系统的GM（1，l）模型在地表水COD浓度预测中的应用，取得了较好的效果。

3.时间序列法