随着城市化、工业化带来的环境质量恶化，城市河流的污染导致水体演变到黑臭状态，成为破坏和谐人居环境，制约城市发展，困扰居民和政府而亟待解决的重要任务。针对城市污染河流治理缺少现存诊断标准，缺少技术遴选方法，也缺少水质改善的预测模型，本研究根据规模性工程治理的实际需求，在调查研究国内外河流水环境质量和污染河流水质评价与预测方法的基础上，以上海市河流为对象，研究了城市污染河流水环境综合评价方法、城市污染河流治理技术及其适用性、上海污染河流的预测模型。　　 1.采用综合水质标识指数法对上海市200条城市小型污染河流进行水质分析、分级与评价；研究重点放在选择、分析与构建适应河流不同污染等级评价的指标体系上。分析比较国家地表水环境质量标准的不同版本，对上海多数污染河流而言，有机污染物和氮、磷含量水平常常被划入劣V类，对应的质量级别只有重度污染。这种水质评价指标体系已不适应实际的需求。故提出对劣V类的分级应该更细，多分出二级(严重污染、极度污染)。新的评价指标体系由8个质量级别、其对应的水质类别分成8个等级，有利于河流处理技术类型选择、及河流治理效果的评估；选择DO，CODMn，BOD5，NH3-N，TP为综合水质评价项目；推荐综合水质标识指数法为上海污染河流综合水质合适的评价方法。　　 2.采用适于城镇污水处理厂的数据包络分析(DEA)的C2R模型方法，根据河流污染状况，对治理技术相对有效性评价方法进行了深入研究；研究重点放在河流污染处理技术有效性评价的指标体系上。介绍与分析了C2R模型的基本数学表达式与参数的含义、指标体系的选取，以及典型工程实例的演算方法与完整过程。找出污水处理厂规模技术无效主导因素表现为收益无效、运行费用无效、规模无效、处理量无效、效率无效，同时具体分析了规模技术无效的具体原因。提出要重新建立污染河流指标体系，将投入和产出的指标归结成：年总运行成本(万元)和总投资额(万元)作为“投入指标”，日处理污水量(万m3/d)、处理效果(分别按各种污染物去除的单位排污收费单价×总去除量=创造的价值、万元)和环境效益(直接与间接效益价值、万元)作为“产出指标”。作为一个重要的基础条件，需要培植与建设一些有技术应用前景、有生产性规模的污染河流处理典型工程，以便采用DEA方法对河流污染物处理规模和技术的决策评估的适用程度。　　 3.根据上海感潮型平原河网的特点，采用摆动灰色理论模型方法，利用3条典型污染河流(新泾港、新渔浦和陆家浜)2005～2008连续四年的水质监测数据，对适用于城市污染河流水质预测模型进行研究。水质预测模型的研究重点阐述选用模型的基本原理、基础方程和主要演算方程、参数含义和适用条件、以及模型中不同频率级数对精度的影响。采用灰色系统理论与傅里叶分析方法相结合，构建、验证了基于灰色摆动模型的上海污染河流水质数学模型WQUGM；对河流污染物在时域上的变化用模型进行拟合，并对将来的水质变化进行合理预测。研究结果证明，灰色摆动模型对CODMn、NH3-N、TP等参数的模拟及预测精度达70％以上。同时，还比较了WQUGM模型中不同频率级数对精度的影响，主要结果为：采用GM(1，1)模型建模精度较低；模型频率级数越高，精度越高；1级频率模型较零频模型即GM(1，1)建模精度提高较大，从1级频率模型至2级频率模型建模精度略有提高，但是从2级频率模型至3级频率模型建模精度提高很小；因此，上海污染河流水质预测模型采用1阶1级灰色摆动模型是最优方案。通过对上海十年的日降雨量数据分析，WQUGM模型中出现摆动的主要原因是，降雨的季节性波动是造成河流水质季节性摆动的根本原因。　　 本研究得到的主要结论与创新之处：(1)推荐综合水质标识指数法为上海污染河流综合水质适宜的评价方法：现状评价结果为，上海中心城区河流约8％为极度污染河流，约8％为严重污染河流，8.5％为重度污染河流，28％为中度污染河流，32.5％为轻度污染河流；提出了将污染河流水质分级标准从6级提升为8级，以适应当今城市河流污染特别严重、需要对河流污染的严重程度加以区分评价的要求。(2)选用适用于城镇污水处理厂的数据包络分析(DEA)的C2R模型，作为污染河流治理规模与技术相对有效性的评价方法；提出重新建立以投入和产出的指标、日处理污水量、处理效果和环境效益等参数作为污染河流治理基础的指标体系。(3)构建、验证了基于灰色摆动模型的上海污染河流水质数学模型WQUGM，以适应对具有季节性波动特点的水质变化的预测；上海污染河流水质预测模型采用1阶1级灰色摆动模型是最优方案。WQUGM模型中出现摆动主要是因为降雨的季节性波动。