水市场近些年来在中国逐步发展起来。相比于美国、澳大利亚等国家相对完善的水市场体系,中国的水市场范围还比较小,同时基础设施和管理水平滞后,还有很多问题需要去解决。本论文对水市场与水交易中的几个关键问题进行了研究。首先,本研究结合石羊河流域西营灌区的实际情况,提出了一套水交易时空特性评价方法,从整体特征和网络特征两个方面进行评价,并将网络分析中的中心度等概念引入水市场的评估过程,可以更好的反映水市场和水交易的时空特性。同时本研究对比了澳大利亚的水市场,指出西营灌区的水市场进一步发展还面临一些阻碍,需要增加交易动力以及减少行政干预。在此基础上,为了提高水交易匹配的效率,本研究提出了一个考虑空间结构约束的水交易匹配与定价模型,通过模型求解可以得到符合参与者利益并能够最大化社会福利的交易匹配和推荐价格,可提高在我国和澳大利亚常用的双向拍卖水交易的匹配效率。同时,利用三种不同的目标函数来保证价格的稳定性,并对这三种目标函数进行了比较,“基于阈值的平衡”这一目标函数可以在尽可能保证公平稳定的情况下,被大多数参与者接受。通过和统一定价算法的对比,证明了该模型确实能够在存在交易限制的情况下,带来社会福利的增加。另外,在水市场的参与者中,管理者和用水者往往希望了解水市场的行情,而具体的交易价格又因为位置、时间、气候等很多因素而相差比较大。于是,对水市场的交易价格进行预测就非常必要,一方面其能够指导参与者进行报价,获得更合理收益,另外一方面有助于提高市场的整体活跃度。鉴于国内的水交易数据相对较少,本研究采用澳大利亚2008年到2017年的水权交易大数据,使用提升决策树等方法对其交易价格进行了预测。结果表明提升决策树可以比较有效的预测水市场的交易价格。这个尝试有希望进一步扩展到更多的水市场中,并最后服务于国内的水市场发展过程,为水价的预测、政策制定、水资源调配、参与者报价等提供预测信息。总的来说,本论文对水市场水交易如何评估,如何匹配,如何推荐价格,如何预测交易价格进行了系统的研究,可服务于水市场的健康发展。