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深入研究供水枢纽水库所在流域的水量、水质演变规律,准确评估供水枢纽工程水环境的系统风险并制定出相关的应对措施,对保障我国北方地区城市的供水安全具有深远意义。本文以天津于桥水库供水枢纽工程为研究对象,分析了于桥水库的水环境系统风险,并提出了应对水环境系统风险的相关措施。论文的主要工作及研究成果如下:(1)以于桥水库流域水文时序为研究对象,联合运用Markov理论、游程理论、S变换、差积曲线、线性滑动平均等方法,研究了该水文时序的丰枯变化特性、丰枯持续特性、多时间尺度波动特征、周期变化特征及趋势特性。(2)详细讨论了运用多元Copula函数建立多维联合分布模型的具体步骤,并采用该多维联合分布模型定量地研究了于桥水库上游流域三个分析区之间以及引滦水库之间的丰枯补偿特性。(3)在统计分析于桥水库流域水质超标情况时,采用三维显示技术,将超标倍数、超标年份、超标月份刻画在同一坐标系中,使读者能对水质超标的严重程度、超标所在年份、超标的季节特点等一目了然。然后采用季节性肯德尔秩次检验法分析了水质时序的月序列变化趋势、季节性变化趋势和年际变化趋势。(4)根据于桥水库流域水质时序具有结构复杂性和方差非平稳性的特点,建立了基于Markov状态切换理论的水质时序自回归模型,并将该模型和蒙特卡罗方法结合起来,对水质时序进行了随机模拟,然后运用模拟结果进行了水质超标风险的评估。(5)将基于多元Copula函数的多维联合分布模型应用于于桥水库水环境系统组合风险的分析,研究了影响于桥水库水环境质量的关键污染物之间的相关关系,定量分析了于桥水库上游来水关键污染因子超标的组合风险。(6)识别出了于桥水库水环境系统风险的来源,发现了于桥水库富营养化的限制因子是磷元素;于桥水库7-9月份的蓝藻暴发事件主要是由库区底泥中磷元素的释放所引起的,并且底泥中的磷原素是受铁氧化还原控制的。最后,针对于桥水库污染风险的不同来源,提出了针对于桥水库外源性污染风险的应对措施、内源性污染风险的应对措施、蓝藻暴发的应急措施等。