本文以“南水北调”过程中水源切换时所引起的“黄水”现象为研究背景，以铸铁片和北京市实际铸铁管段为研究对象，模拟水源切换条件下的管网腐蚀过程，通过调节进水余氯浓度和溶解氧浓度诱导管垢生物膜的形成，以控制水源切换下的水质恶化，并探讨此条件下的管网腐蚀机理。首先，用北京市某供水区域铸铁管段搭建两套模拟管网装置，对水源切换条件下管网铁离子释放的控制进行了研究。实验过程中利用地下水为水源，通过调节进入管网的水中氯浓度为1.0-1.1mg/L，溶解氧浓度为7-8mg/L，经过40天运行后,管垢成分主要为α-FeOOH和Fe₃O₄。切换地表水源后，新的管垢组成更有助于铁氧化物中铁的氧化还原重新达到平衡，从而可以有效减少水源切换条件下铁离子的释放，管网出水浊度也得到很好的控制，保持了管网水质稳定性。其次，以北京市地下水、北京市地表水、湖北丹江口水以及再生水为实验用水水质，通过调节氯浓度以及溶解氧来培养生物膜的方法，对铸铁片腐蚀过程中水质稳定性进行了研究。结果表明，经过50天运行培养，生物膜生长稳定。当提高拉升指数来切换水源时，管网出水的铁离子突变并不明显，且出水浊度较小，保持了很好的水质稳定性。经过XRD的对比发现，实验末期，铸铁片当中的铁氧化物以α-FeOOH为主，且晶型逐渐变好，强度变大。其进一步验证了生物膜生长稳定。基于以上模拟实验，本文进一步从分子生物学的角度，对水源切换条件下模拟管网的腐蚀机理进行了微观研究。通过PCR-DGGE法和实时荧光定量PCR技术发现，微生物在管垢培养稳定后，多样性较初期丰富，管垢生物膜对周围环境耐受力增加。当到后期改变水质条件时，种群组成也未发生明显的变化。铁氧化菌和硫酸盐还原菌的存在，铁的氧化是主要反应，中期稳定以后，改变水源不会发生明显的种群变化。生物膜生长的稳定可以有效抑制管网出水水质条件的恶化，特别是拉森指数变化引起的铁离子释放现象。通过消毒剂量的调节进一步调控生物膜组成，使铁还原菌成为优势菌，通过铁氧化还原细菌及其代谢产物和腐蚀产物及金属表面之间的协同作用更能有效抑制管网腐蚀，保障管网水质稳定性。