论文结合水利部公益项目《变化环境下大沽河水资源安全保障技术研究》[201301089]开展了大沽河流域多年的大气水及多个气象要素、地表水与地下水环境及其演化特征的研究。　　本文主要研究了大沽河流域的大气降水及气象因子的变化，地表水、地下水水质时空分布规律，以及大气降水水量变化与地表和地下水水质的变化关系。　　年降水量的周期变化，是随着时间推移不断转变的，不同时间段内，表现为以一个主周期为主导，伴有其他若干个周期共同作用下的多层次时间结构，同时受太阳活动和局地特征变化影响，大气降水的11年主周期受到太阳黑子活动的影响较为明显。流域内，不同站点的大气降水表现出了周期的一致性，说明降水的变化尺度在空间上是大子研究区流域尺度的。　　近50多年来，降水量、风速、气压、日照时数、相对湿度、蒸发量都呈下降趋势，只有气温呈现出上升的趋势。降水与蒸发量的比值比较稳定，但出现异常年份，偏差比较大;相对湿度与降水存在滞后性，滞后关系存在时间上的变化;降水与气温整体存在正相关，不同气温区间内，相关性强弱不一致。　　地表水主要分析了大沽河干流从上游到下游不同河流断面的水质变化，以及最近10年内水质随时间的变化。不同水质指标的变化趋势各不相同，硫酸盐、硝酸盐等和人类活动关系较为密切，浓度有升高趋势，与降水相关性不强，人为因素占较大比重。pH、氟离子的变化与降水量的相关性较明显，对降水的响应趋势较为一致。支流水质对于流水质的的影响较大。　　地下水的水质变化受水量影响较大，一年内枯水期、丰水期的水质指标浓度等值线表现出整体趋势一致，丰水期比枯水期浓度要低，但污染晕扩大。水量增大，引起水质的改善，枯丰期相同浓度的范围变化，顺水流方向扩大最多，逆水流方向范围减小最多。空间上，历年同期水质浓度极值区域不断迁移。