汤浦水库作为绍兴市的主要饮用水水源,服务人口近300万人,水库水质优良,但总氮、总磷超标,属于中等营养水平,2010年曾爆发蓝绿藻,为绍兴等城市的生活用水埋下隐患。本文针对汤浦水库流域,基于水库上游河流双江溪与王化溪2009年～2011年的水文水质监测数据,开展了水源地TN、TP负荷模拟与预测研究。核心内容包括水质指标主成分分析、不同时间尺度下基于LOADEST模型的TN、TP负荷量模拟和基于PA/GRNN模型的TN、TP逐月负荷量的预测。主要研究结论如下：对水库水质指标进行了主成分分析,结果表明,王化溪、双江溪整体水质前3个主成分的累计方差分别达到77.87%和74.31%,可以解释整体水质变化的大部分原因。水质聚类分析和主成分分析结果表明,流域有明显的枯、丰水期之分,丰水期时农田中的硝态氮通过地表径流和地下水流汇入到河流中造成非点源污染,枯水期时来自生活污染源的氨氮是影响河流水质的主要因素。利用汤浦流域上游双江溪和王化溪2009年～2010年两月一次的水质数据和每日流量数据建立了LOADEST模型,结果表明,双江溪TN负荷7参数模型、TP负荷6参数模型可获得令人满意的模拟效果,验证期(2011年)TN、TP负荷实测值与模型模拟值之间的R2分别达到了0.98和0.91,Nash-Sutcliffe系数分别达到了0.97和0.92,模拟精准度较高。应用LOADEST模型模拟结果,分析了双江溪断面2009～2011年TN、TP负荷在不同时间尺度(日／月／季／年)的变化；结果表明,TN、TP负荷最大的月份为3、6、8月份,河流营养物负荷量的主控因子除了降雨径流之外,人类活动(施肥、灌溉)也有重要的影响。通过对双江溪断面逐月流量与LOADEST模型模拟得到的TN月均浓度进行小波分析,探究了负荷、流量和浓度三者之间的关系,结果表明双江溪流量和TN浓度两者的波动主周期较为接近,但是流量在时域尺度上的波动能量和幅度均远远超过TN浓度的波动,因此TN负荷量的变异(即流量与浓度的乘积)主要取决于流量的剧烈波动,往往掩盖了浓度波动的特征,从而解释了负荷量与流量的相关关系较佳而与浓度的相关关系不太显著的原因。为了进一步研究河流营养物负荷量的预测问题,本研究试图将PA模型与GRNN模型结合在一起,提出河流TN负荷预测的PA/GRNN模型。先将水质时间序列划分为确定性成分和随机性成分,分别运用PA模型和GRNN模型对水质时间序列的确定性周期和随机变化进行预测,再将两者的预测值相加即得到TN、TP逐月负荷量的预测值,与实际值相比较的结果表明,TN、TP月负荷总量预测平均相对误差分别为16.39%、18.20%,结果令人满意。本研究表明,应用PA/GRNN模型进行水质预测,既可以有效地揭示水质时间序列自身的周期变化特性和内部随机变化特征,又有延长预测时长和提高预测精度的良好效果,对于掌握河流未来污染物总量输入,预警水体富营养化问题具有重要的理论和实际意义。