山西省是我国缺水最为严重的省份之一，水资源的短缺造成了地下水长期处于过量开采状态，所以必须通过节水、引水和开源节流的方式解决水资源短缺问题，是对节约水资源、降低企业生产成本、提高企业经济，构建和谐社会具有非常明显的经济效益、社会效益和环境效益。而山西省上马的回用污水处理厂处理的回用水量不足全省规模10％，这样大量处理后的二次水白白浪费了。同时我省拟建和已建的城市污水处理厂中，还存在很多问题。其中城市污水处理厂的设计水质、水量常与实际差别很大是最主要的一个。本课题通过研究山西省污水排放量的规律及各种模型的特点，建立适合山西省污水的排放量和水质的预测模型，从而达到城市污水的治理和城市污水资源化的双重目标。本文在参考了现有的水质、水量预测模型的基础上，并分析和结合山西省污水排放量的规律，主要是将其作为第二水资源考虑，建立了水质、水量模型：（1）影响污水排放量的因素很多，以灰色关联分析法确定进入回归模型的自变量，使回归模型尽可能真实反映系统未来预测的实际情况，提高预测精度。在此基础上，建立了优化的多元线性回归模型。再将GM（1，1）模型融入回归模型的预测过程，实现了灰色模型和回归模型的优势互补，可以建立C_n^?个回归模型，形式如下形式：接着逐一通过相关系数、F统计量、t统计量和DW统计量等指标的检验筛选出最优多元回归模型。这就是灰色-多元回归模型。（2）由于山西省相关的水质资料的信息并不多，水质样本资料信息的不完全性实际上构成了灰色系统的基本特征。本文根据灰色数学原理，建立了灰色GM（1，1）模型，模型形式如下：然后采用后验差法对模型进行精度分析。为了保证山西省污水处理厂将来的有效、经济运行，本课题对其进水水质、水量进行了调查和预测。综合各项影响因素，对山西省各个市县2020年的水质和水量进行了预测。通过与历年的实际统计数据对比发现，预测值能够较好地与统计值相符合。