近年来,随着我国社会经济快速发展和人口的不断增长,大量未经处理的工业废水和生活污水直接排入江、河、湖、海而使水体污染日益严重,水体质量明显下降。水环境污染的日益加剧已经严重制约了我国社会经济发展,危害了生态环境,影响了人民生活和身体健康。深圳地处南部沿海,多年平均降雨量1935.8mm,但境内多山少河,无大湖大库调蓄,人均水资源占有量为138.34m3,不到全国的1/10,所需水量75%以上依靠境外引水提供(2011年统计数据),是全国七大严重缺水城市之一。石岩水库位于深圳市宝安区石岩街道西北角,集雨面积44km2,1960年基本建成并开始蓄水,是深圳市四大水库之一,也是宝安区最大的饮用水源之一,其水质的好坏直接关系到宝安区特别是石岩水库供水范围内120万人民的健康。本文依托石岩水库为研究对象,在参阅国内外大量有关水质评价与预测文献研究的基础上,通过对石岩水库水质的综合评价及水质预测的定量研究,选取5项水质指标因子对石岩水库的水质进行了研究,研究结果能为石岩水库的水环境管理和规划提供科学依据。在评价方法的选择上,引入处理非正态高维数据的基于数据驱动的新兴统计方法—投影寻踪方法。为了避免在水质评价模型运算过程中需要拟定主观参数的缺点,本文将投影寻踪与动态聚类方法相结合,可以根据决策者的偏好因素进行分类并直接输出结果,得出水库水质的评价等级值。实例研究的结果表明,石岩水库水质属于Ⅲ类水质,与深圳市水库水质报告结果一致,而且本文给出了各个水质类别的量化值结果,有利于做进一步的深入分析和比较研究。为了考察所建模型的通用性,还对深圳市其他四座供水水库也进行了水质的评价,其结果表明了模型的合理性,同时模型的通用性也得到了验证。在水质评价研究的基础上,本文运用灰色理论GM(1,1)预测模型,建立pH、总磷、氨氮、总氮和高锰酸盐指数的一维时间序列水质预测模型,通过模型精度检验及残差修正,经过验证模型的平均精度达到2级,具有一定的应用价值。