突发性水污染事故在短时间内大量排放污染物,演变迅速,处理困难,破坏性极强,严重威胁着人民的身体健康和生命安全。特别是近年来,突发水污染事件频繁发生,屡见不鲜。因此,研究污染物运移扩散区域预测及其浓度时空分布规律反演,为水污染事件治理提供决策依据,已经刻不容缓。长江南京江心洲河段位于长江南京段上游,沿岸工厂废水、居民区生活污水及众多污染河流的汇入、交错的排污口都严重危及到饮用水源的安全。同时,该段的夹江水源地作为当地重要供水来源,一旦发生水污染事件,势必会对当地居民的正常生活、生产秩序造成严重影响。因此,研究该区域突发性水污染事故的模拟、预测与可视化,具有现实性和紧迫性。本文以长江南京江心洲河段为研究区域,基于数值建模模拟、模型与GIS集成技术以及仿真模拟技术直观演绎水体污染物的输移扩散过程,研究内容与成果如下：(1)可视化概念建模。根据长江南京江心洲河段的自然概况,基于可视化概念建模原理,从实体层、空间关系层、场景层出发,构建了该地的概念场景,对该地的地理环境进行抽象和简化,为数值模型的模拟提供基础。(2)基于可溶性与非可溶性污染物结合的数值模拟。在研究水流运动物理过程与水环境特征的基础上,考虑风、水流等动力要素的影响,基于水动力模型计算模拟了河段水流运动规律；基于水质模型实现了可溶性污染物运移扩散的预测；基于质点追踪模型与随机扰动模型刻画了不可溶性污染物(如船只溢油)的漂移轨迹。(3)水污染扩散的可视化表达。通过流域水体污染物扩散模拟可视化表达技术,对不同工况条件进行污染物浓度的建模模拟,快速实现污染物运移扩散区域预测及其浓度时空分布规律反演,为准确预测水污染过程,为长江南京江心洲河段突发水污染事故调度决策提供重要参考。(4)长江南京江心洲河段水污染扩散仿真模拟系统的搭建。结合模拟预测的需求,设计并开发了长江南京江心洲河段水污染扩散仿真模拟系统,实现了突发水污染事件污染物输移扩散的模拟、预测及可视化表达。