新安江水库（也称千岛湖）是我国长三角地区的重要水源，维系千岛湖的新安江流域是我国不可多得的优质水源地与生态屏障。1970s以来，受气候变化与人类活动影响，新安江流域的水资源与水环境发生变化，威胁到区域供水安全。开展变化条件下新安江流域的水文与水质效应研究具有重要的科学意义与应用价值。本书以新安江流域上游（街口站以上）为研究区，基于多源观测数据分析了水量水质变化及其影响因素；构建了分布式水文与生物地球化学过程耦合的数值模型，模拟了过去40年流域水-沙-氮磷演变过程；解析了坡面径流、土壤侵蚀和氮磷负荷的时空特征及其影响因素，揭示了流域水量与氮磷物质平衡关系及河道水质变化规律；基于未来气候模式结果，采用机器学习算法预估了未来变化情景，通过数值模拟预估了未来50年流域径流与水质变化。本书的研究内容可为新安江水源地科学应对气候变化与管理水土资源，促进高品质水源地水质保护提供依据。