中国目前处于城市化快速发展的阶段。随着经济水平的飞速发展和城市化水平的不断提高,城市河道受到雨水非点源污染而产生的富营养化问题愈发凸显。污染物总量控制模式比浓度控制模式在解决非点源污染问题上更具有优越性。本文以天津市海河干流上游段,即三岔口至海河桥段为研究对象,针对海河干流上游城市河段富营养化问题及汛期雨水污染严重的特点,对其断面水质状况进行定量评价,计算其汛期水环境容量,确定汛期污染物削减量,提出污染物控制及水环境质量的提升方案。主要研究内容为:(1)综合分析现有各类水质评价方法,针对现有评价方法的不足,根据研究区域的特点,本研究将人工鱼群算法与BP(反向误差传播)神经网络融合,提出人工鱼群神经网络水质评价模型,并用于海河干流上游的水质评价中,对海河干流上游各断面污染现状进行定量和定性分析。(2)对水质衰减模型进行研究,根据研究对象特点,选择一维稳态衰减水质模型,模拟水体的稀释、扩散、迁移和降解规律。应用物料衡算模型计算污染物指标为COD(化学需氧量)、TN(总氮)、NH3-N(氨氮)、TP(总磷)的汛期水环境容量和削减量。(3)通过对其技术、社会、经济等方面的研究分析,筛选国内外水环境容量提升及水质改善的工程技术方法,提出海河干流上游汛期水环境质量提升方案。