随着经济的快速发展，排入环境中污染物的种类和途径越来越多，进入河流中的污染物的迁移转化、归宿及其生态环境效应都会对生态环境健康产生直接影响，因此，河流及周边环境中污染物迁移转化过程的模拟评估成为河流生态环境健康诊断、预测、预警及控制管理的重要基础。　　本文综合应用地理信息系统、数据库和计算机软件工程等技术，研发了一套河流水安全模拟评估决策支持系统，使用并行计算技术对系统性能进行优化，并以实际水环境问题为例，验证了该系统的适用性和实用性。　　本论文取得的创新成果如下:　　(1)提出了基于情景模拟的决策支持系统框架及其实施方案。该框架利用情景分析法对所研究水环境问题进行综合分析，通过模拟计算和综合评估不同决策情景下的未来环境状态，筛选出在指定评价指标体系内综合评价最优的决策方案，为水环境管理提供决策支持。设计了该框架的实施方案，在后台数据库和模型库的支持下，通过目标选择、设置变量、生成情景、模拟计算、综合评价和最终决策等六大步骤，使用数据管理、模型分析和结果展示等三个功能模块，对该框架予以有效实施。　　(2)基于决策支持系统框架，研发了河流水安全模拟评估决策支持系统，在研究水环境水体水质变化机理和规律的基础上，综合考虑所研究水环境问题的各种决策因素及其不确定性，生成多种备选决策方案，通过模拟评估各方案可能导致的未来环境状态，为水污染防治和水环境治理等工作提供决策依据。　　(3)针对决策支持系统，提出了多情景比对优化方案筛选的计算机高效并行算法。该算法先将变量取值集合均分为多个取值子集，然后基于各取值子集生成多个情景集合，并使用解析解模型对各情景集合中的所有情景进行计算，最后将各计算结果进行合并汇总，得到最终的计算结果集合，从而实现对海量情景的情景生成和解析解模拟计算等工作的高效计算。在单机多核计算机平台上设计和进行了多组对比实验，结果表明该算法性能稳定，可有效缩短海量情景模拟的计算时间，显著提高计算效率。　　(4)针对决策支持系统应用中的数值模拟海量计算，提出了大尺度地下水流场空间剖分水力梯度拟合并行算法。该算法主要针对大尺度长条状河流对象，对其地下水流场模拟的海量计算问题进行高效计算，先对长条状研究区进行空间剖分，分解为多个子区段，然后对每个子区段分别调用MODFLOW进行地下水流场模拟计算，最后对各子区段的模拟结果进行合并，作为最终的研究区地下水流场模拟结果，从而实现对大规模网格模型的并行模拟计算。以实际研究区模型为例，在单机多核计算机平台上进行了对比实验，结果表明算法性能稳定，可有效缩短地下水流场数值模拟的计算时间，显著提高计算效率。　　以永定河生态修复规划和南水北调中线总干渠水质安全保障等实际水环境研究问题为例，对决策支持系统及其高效计算算法进行了应用示范和性能验证，结果表明系统实用可行，算法高效稳定，可以作为一种有效的决策支持工具应用于不同河流的模拟评估和决策管理过程。