南水北调中线干渠作为解决我国水资源分布不均并严重影响我国北方地区经济发展问题而兴建的一项特大型跨流域、具有战略意义的宏伟工程，其水质变化情况关系着北方城市居民用水安全问题，值得我们时刻关注。针对目前南水北调中线干渠存在的藻类增殖风险和淡水壳菜滋生风险问题，在文献调研的基础上，采用多个环境系统分析模型和水质预测模型，对中线干渠全线的氮磷浓度变化趋势、藻类数量增殖趋势、营养元素积累趋势和淡水壳菜沿线密度变化趋势等进行估算和预测，建立了适用于南水北调中线干渠的藻类增殖模型和淡水壳菜增殖预测模型，并在此模型的基础上探讨了中线干渠生物增殖的风险预警方案及管控策略。　　针对南水北调中线干渠藻类增殖风险问题，基于氮磷等营养物质及藻类孢子的大气沉降为汇入源的前提假设，采用Vollenweider模型以及氮磷沉降数据，对中线干渠的营养物质浓度变化趋势进行了估算，结果表明在到达监测点三里屯后，渠水中的营养物质浓度会超过富营养化阈值，结合运用Monod模型对全线藻类增殖速率变化情况进行了模拟分析，并在此基础上建立了适用于南水北调中线干渠水体的藻类增殖模型，对文献中报道的数据进行了拟合，取得了相对中值误差为23.71%的估测结果。　　针对南水北调中线干渠潜在的淡水壳菜滋生风险，基于干渠营养物质浓度变化预测值和质量平衡方程理论，对干渠全线的营养元素积累量进行了估算，与文献调研中采取的经验公式法算得的结果取得了较好的拟合结果。并在此基础上对中线干渠水生生态系统中初级生产者生产力水平和淡水壳菜种群生物量及种群密度进行了估算，提出了适用于干渠水体的淡水壳菜增殖模型。结果表明在郑湾泵站附近、南大郭至北京全段，淡水壳菜密度相对于其他河段明显偏高，严重地区淡水壳菜密度超过3000个/m，对中线干渠水生生态系统提出了严峻的挑战。　　在南水北调中线干渠藻类增殖模型和壳菜淡菜增殖模型构建的基础上，对南水北调中线干渠从2016年至2025年十年内的干渠输水水质变化情况、全线藻类时空分布情况和全线淡水壳菜种群密度进行估算和预测，结果表明在当前大气氮磷沉降值和源头营养物质源头汇入量不变的前提下，至2025年中线干渠全线近75%的渠段将处于富营养化状态，京石段水体中藻类密度将达到11322万个/L，处于藻类暴发性繁殖的水质状态，个别渠段中淡水壳菜密度将达到1万个/m的个体数量，形成难以去除的繁殖群体。在此预测基础上，通过对淡水壳菜生长特性的研究，提出了适用于南水北调中线干渠的预警方案和风险管控策略，期望能达到通过生态系统的稳定性及抗干扰性，对水体中藻类种群生物量、营养盐浓度等指标进行有效的控制，为中线干渠水质问题的解决提出了新的思路。