突发水环境污染事故是我国环境事故最主要的类型之一。污染物进入河流等水体后，不但导致水体水质恶化，影响水资源的有效利用，而且使社会、经济的正常活动受到严重影响，对水生态环境造成了严重危害。 针对突发水环境污染事故中污染物在河流中由于物理、化学和生物过程导致污染物浓度变化的水质模拟问题，本文将基于信息反馈控制理论为基础的系统动力学(System Dynamics)引入水质模拟计算，利用其擅长研究动态、非线性复杂系统的特点，构建突发水环境污染事故水质模拟的一维和二维系统动力学模型，论述了模型的参数率定、模型的分析与验证、模型与实际系统的一致性检验以及情景模拟等过程。 考虑到系统动力学在描述时间过程方面的优势及其具有的有限的空间模拟能力，地理信息系统(Geographic Information System，GIS)具有空间建模的能力但对时态模拟的不足，本文建立了GIS和系统动力学关联的概念框架，将GIS用于模型的空间数据前处理以及模拟结果的空间可视化表达，并基于组件式GIS和系统动力学模型开发了水污染事故水质模拟实验系统。 以2005年11月发生的松花江特大水污染事故为例，对特征污染物硝基苯在江水中通过对流、弥散以及由化学反应和生物吸收引起的衰减等过程造成的水污染状况及其时空变化过程进行了动态仿真模拟，实现了对下游断面污染物浓度变化的预测，以及基于不同水文参数和应急调控策略的模型调控，初步验证了模型的合理性、有效性和可操作性。 本研究丰富和拓展了水质模拟方面的研究思路，在水污染事故的空间动态模拟方面建立了一套新的模式和方法。