目前，中国的流域水环境整体状况已进入大范围生态退化和复合性环境污染的新阶段，污染负荷不断增加、污染治理进展艰难，水污染加剧的态势未能得到有效遏制，发达国家上百年工业化过程中分阶段出现的水环境问题正在中国集中出现。而与此同时，流域水污染问题长期以来缺乏系统性、协同性和创新性的科学研究，水污染控制的技术支撑比较薄弱。流域水污染日益严重的态势尚未得到根本扭转，水环境状况随着社会经济快速发展而下降乃至突变的潜在危险依然存在，伴随我国经济社会的高速发展，资源环境的瓶颈制约与胁迫影响将日益严峻。
　　流域水体污染演化过程的研究是当前制定水环境保护措施的重要依据。流域水污染过程涉及社会经济、污染排放、气候及水资源循环系统变化等诸多因素，其演化机理极为复杂。本文从污染物运动过程的流域尺度上，分析不同区域的污染物汇集、输移及演化过程机理，以理论分析、野外采用、室内模拟试验为手段，建立了不同环境条件下的污染物演化模式及经验公式，同时结合水动力模型、水质模型、生态模型等，建立了基于社会—经济—水文—水环境—水生态多要素耦合的流域水环境系统模型。通过对滆湖水系水环境污染过程的模拟比较，表明该模型具有较好的适应性，为研究流域水污染形成机理与水环境演变规律，以及提出水污染防治方法提供了科学依据。本文的主要研究内容如下:
　　(1)系统全面地分析了污染物输移演化过程的影响因素及其动力学机理，构建了以流域水质目标管理为核心，基于流域分区，涵盖流域社会、经济、环境等主要系统表征指标的流域水环境系统的理论框架，。
　　(2)考虑工农业和居民生活取用水过程和废水排放过程、水产养殖投放饵料以及船舶航运等人类活动过程对水环境造成的影响，构建了社会经济模型，实现了对流域内工业、农业及生活需水量、退水量和污染物负荷量的预测，以及水产养殖污染负荷和水运交通污染负荷的预测。
　　(3)考虑流域下垫面条件的空间分异，对冠层截留、蒸散发、土壤水运动、地表产流等水文过程进行模拟;在分析营养物和水循环机制以及与生物过程和环境过程互动耦合的基础上，根据植物生长动力学模型和土壤氮、磷、碳等营养物转化模型理论，建立植物生长与土壤营养物质/污染物迁移转化耦合模型;耦合流域水文模型和污染物迁移转化模型，并考虑伴随土壤水运动的能量转换过程，构建箱体单元模型，实现了对流域骨干河道以外区域水循环、污染物迁移转化和能量循环过程的模拟。
　　(4)根据平原河网地区水系复杂、湖泊众多、河道水流方向复杂多变且受到人为干扰的特征，基于一维河网水质模型，二维湖泊水质模型，采用有限控制体积法获得离散的水动力学和水质模型控制方程，通过河网与湖泊连接断面上河流的流量、水位、水质与湖泊的流速、水位和水质耦合求解，解决了河网湖泊水质模型的耦合，并将闸站控制对河流湖泊水动力水质影响过程进行了时间空间的线性化处理，以边界条件方式将闸站控制带入模型代数方程中进行统一求解，建立人工干扰下的复杂河网-湖泊一二维耦合水质模型，实现了对河/湖水环境过程的动态模拟。
　　(5)耦合社会经济模型、箱体单元模型及水动力水质模型，构建了流域经济社会—水文—水环境多要素耦合的流域水环境系统模型。
　　(6)以多要素耦合的流域水环境系统模型为工具，系统模拟了太湖滆湖水系水循环和水环境质量变化过程，分析研究社会经济、水资源利用以及污染物排放与流域水环境质量的定量耦合与响应关系，揭示出太湖滆湖水系水污染的形成过程及水环境系统的演变规律。