中国是个煤炭大国,煤炭在一次能源的生产和消耗占总能源消耗的70%以上,在相当长的时间内,煤炭仍是我国的重要能源。我国东部平原地区地下水位埋藏浅、河网众多,煤炭开采造成严重的地表沉降。在大气降水、地表径流和浅层地下水的综合作用下,在地下水位埋藏较浅的地区易形成以采掘工作面为中心的塌陷塘。由于煤炭城市地表水和土壤已不同程度受到污染,塌陷塘水质呈现出明显的不稳定性给当地人民群众的身体健康和社会经济的可持续发展造成很大的隐患。本文以我国东部平原地区淮南煤田潘集矿区塌陷塘为研究对象,通过五次野外采集的水体光谱和实验室获得的理化数据,分析了研究区水体的光学特征,并以此建立了各水质参数的数学反演模型。同时,利用筛选出的水体光谱最佳波段的反射率作为协同克里格插值的协变量,对各水质参数进行协同克里格插值,获得了各水质参数的空间分布情况,结合各参数的在时间序列上的变化趋势,分析了塌陷塘水体全年各时段的污染特征和主要污染物。最后,我们按照韦伯-费希纳定律基本原理对协同克里格插值结果进行叠加,得到综合预警图,实现了对塌陷塘水体进行评价预警。取得的主要成果如下:(1)通过五次采样的平均光谱曲线分析,发现7月份水体光谱曲线最低,3月份水体光谱曲线最高。塌陷塘水体叶绿素a的含量对水体光谱特性影响最大,主要呈现强吸收作用,叶绿素a的含量越高,水体光谱曲线相对高度越低。通过将水质参数的实测数据与原始高光谱反射率、归一化光谱反射率和一阶微分反射率进行相关分析,发现了水体高光谱数据一阶微分处理后与水质参数的相关性最好。(2)与单变量的普通克里格插值法相比,水体实测光谱数据能够有效提高水体各水质指标空间插值的准确性,非常适合作为协变量来估计水体中各水质参数的分布情况,是一种简单、快捷、可行的协同克里格插值法。利用协同克里格插值法对六种常规水质常规指标(叶绿素a、总磷、总氮、悬浮物、总有机碳、溶解氧)和八种重金属(铁、锰、锌、铜、铬、镉、铅、镍)进行了空间插值,获得了影响塌陷塘水体质量的14个单因子的时空分布特征图,并以七月份的空间分布图为例,分析了水体重金属污染物的主要来源。(3)基于韦伯-费希纳定律来对14种单变量的水质参数进行叠加分析,获得了研究区水体状态时空变化评价图,对研究区水体质量和变化趋势进行了综合评价和预警分析。结果表明:3月份水体水质属全年最好,整体水域出于无警状态,5月份水体状态在全年中最差,巨警水域所占比例属全年最高约5%,且中、重、巨警水域全都位于水域西部。可以明显看出全年时间水体西部水域污染情况要比东部水域污染严重,水体污染源主要来自水体西部。这一评价结果能够很好的揭示区域水资源的真实水质状态,并能确定水体污染热点区,为评价水体污染的空间差异性提供定量化的依据。