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城市黑臭河道具有DO（溶解氧）浓度低,有机物、NH3-N（氨氮）浓度高等特点,通常伴有水体浑浊和异味的现象,对城市景观和河流生态系统有较大影响。现阶段城市黑臭河道治理存在反弹风险,建立长效保障机制能够有效阻止黑臭复发。黑臭预警系统作为长效保障机制中的重要手段,常以水质评价模型作为研究基础。研究筛选城市河道黑臭主控因子以建立河道黑和臭独立评价模型,构建城市河道动态物理模型并确定黑臭预警阈值;以模型和阈值为基础开发城市黑臭河道预警系统。论文包括以下几个方面:（1）对四川省11市的城市黑臭河道展开调查采样,并进行室内分析。研究发现河道黑和臭并不是总是同时发生,周边环境对河道各物化因子影响较小;以相关性分析、单因子方差分析和因子分析为手段,筛选出城市黑臭河道发黑主控因子为COD（化学需氧量）、TFe（总铁）和DO,发臭主控因子为TP（总磷）、COD、NH3-N和DO。（2）根据城市黑臭河道污染特点建立黑臭独立评价模型。在对调查河道进行传统模型评价时,发现不同模型对黑臭的评价结果差异较大,且在黑和臭的独立评价上具有局限性。研究利用MATLAB改进了模糊综合评价模型,确定以NH3-N、COD、TP、DO四种因子作为改进模糊综合评价模型的因子集,并引入优化层次分析法,实现对城市黑臭黑道水体发臭评价;利用Python语言开发基于k-均值聚类的黑度提取评价模型,并引入灰度模型对发黑程度进行量化分析。评价实际准确率为85.7%。（3）构建不同有机污染负荷下城市黑臭河道物理模型。研究发现水体发黑和发臭并不是同步进行,也不总是同时存在,这种差异与水体中的铁和硫的浓度密切相关;高有机污染浓度下水体自净能力较差,当水体有机污负荷>0.9 g/L时将超过水体自净能力,水体无法通过复氧等手段消除黑臭;结合多元线性回归模型确立水体臭度筛选值和管控值分别为27.2和34,黑度筛选值和管控值分别为29.6和23.7,当27.2≤OT≤34时水体有发臭的风险,当23.7≤CH≤29.6时水体有发黑的风险。（4）开发城市黑臭河道预警系统。系统以Python为基础开发环境,以黑臭水评价模型和黑臭预警阈值为基础,结合Py Qt、Numpy、Matplotlib等第三方库,并建立基于SQLite的城市黑臭河道污染数据库,为系统提供数据支持。同时提出了城市黑臭水体预警系统运行模式的构建原则。