宇宙线是一门较为年轻的学科，为人类研究高能粒子提供了直接样本。宇宙线能谱大致可以用一个幂率谱来描述，在4PeV处出现拐折，称为膝区。能谱指数由原来的-2.7变到-3.1。能谱的这种变化与宇宙线的起源、加速、传播有关，研究宇宙线膝区物理有重要意义。　　 羊八井国际宇宙线观测站位于拉萨市当雄县羊八井镇，海拔4300米，正处于膝区宇宙线大气簇射发展的极大值处，具有得天独厚的地理条件。羊八井中日AS宇宙线实验自1991年以来已经稳定运行近20年，由于没有原初成分鉴别能力，在研究天文时不能排除强大的宇宙线背景。合作组提出了AS+MD升级计划，在原有阵列的下面建造10000m2的μ子水契伦科夫探测器。本论文工作为μ子水契伦科夫探测器做前期预研。　　 论文第一章简要介绍了宇宙线、广延大气簇射和几个相近实验，并介绍了中日Asλ宇宙线实验阵列概况。　　 第二章介绍了水质长期稳定性实验。实验是利用3m水槽，采用密封的办法对自来水和高纯水做长期的水质监测，并介绍了本实验的电子学系统。　　 第三章介绍了环境监测系统，本系统可实时监测环境温度、湿度、大气压、电导率，为水契伦科夫实验提供数据参考，为修正温度效应提供了定量的数据参考。　　 第四章介绍了实验室规模的水契伦科夫实验。本实验做了单光电子幅度谱的测量、高纯水和自来水做探测介质的实验对比、PE口袋和Tyvek口袋的实验对比，并探索了利用波长转换光纤节省成本的新方法。　　 第五章对本论文工作做了总结。