本文采用聚类分析和主成分分析等多元统计方法对辽宁省辽河流域的水环境时空差异性进行分析评价,并运用多元线性回归分析方法研究辽宁省水环境问题与经济增长的关系。依据流域内四条主要河流（辽河、浑河、太子河和大辽河）的25个监测地点2000²009年资料,在SPSS统计软件支持下,将多元统计分析方法应用于水环境综合评价中,以此来反映不同区域的水质水平和污染程度。结果表明,辽宁省辽河流域水环境划分为重度污染区、中度污染区和水质清洁区,其中辽河、浑河中下游为重度污染区,太子河、大辽河为中度污染区,浑河、太子河上游为水质清洁区。并且绘制各水系污染指数时空变化图,充分地反映辽宁省辽河流域的水环境时空差异性。根据2009年6至2009年9月期间辽河水系设置的61个断面现场调研和样品采集信息,运用聚类分析的方法对辽河水系空间差异性分析,可将整个辽河水系分为5个区域,以及14个控制单元。并且采用排序分析的方法分析影响藻类生物指数空间差异的因素,识别影响物种空间分布的显著影响因子。结果得出辽河水系水质污染状况的主导因子对着生藻类属种分布的污染影响程度为DO>COD_Mn>BOD₅>COD_Cr>Ca²⁺ >pH >POC。通过多元线性回归分析,研究了2000²009年辽宁省辽河流域GDP增长、工业总产值、农业总产值、人口变化与辽河流域水环境质量演变的关系。研究结果表明,辽河流域水环境问题与经济发展中人口增长、工业总产值和农业总产值变化密切相关,水体污染主要来自农业面源污染和工业三废,最后提出相关建议。