南京是长三角地区辐射带动中西部地区的重要门户，水资源的可持续利用对经济的可持续发展具有重要意义。受城市化和全球气候变化的影响，南京的母亲河——秦淮河面临水环境恶化、河道萎缩、洪涝灾害等一系列危及河流健康的生态水文问题。水文模型是预测气候变化和土地利用变化对流域水文水资源影响的有效工具。然而，奉淮河流域存在秦淮新河和秦淮河两个入江通道，其中秦淮新河的流向受闸站抽排水影响而不固定，从而难以直接构建适合秦淮河流域的水文模型。本书首先从秦淮河流域的长时间序列水质监测数据分析和污染源调查分析展开，分析秦淮河流域的水质时空变化特征，结合同位素分析，对污染物进行溯源分析；其次，利用小波分析、图像法等对秦淮河流域的水文气象数据进行分析，揭示降水径流的变化特征；而后结合土地利用演变态势和驱动要素构建CLUE－S模型预测未来土地利用变化，采用统计降尺度模型对流域内的气候进行预测；而后耦合土地利用和气候变化预测结果，构建流域水文模型和非点源污染模型，用以分析流域径流和水质变化的成因机制；最后，提出变化环境下的流域保护对策，以促进水资源、水环境、水生态的协调发展。