本文在哈尔滨环境监测中心1991年到2000年松花江哈尔滨段水质环境要素Pb、Cu的常规监测数据的基础上:首先利用matlab软件对Pb、Cu的时空变化进行了分析;运用线性插值方法对原始数据进行处理,并分析了插值后松花江哈尔滨段整个水域的时空变化;利用基于人工神经网络的时间延迟网络对松花江哈尔滨段水质环境要素Pb、Cu的变化趋势进行预测。结果表明:(1)在空间分布上,上游和下游区域Pb、Cu浓度值高,中游区域断面Pb、Cu浓度值相对偏低;(2)在时间尺度上,Pb浓度1996年后降低效果显著,Cu浓度降低变化不显著。(3)从水期方面看,受某些物理、化学、人为因素的影响,水体铅浓度最小值出现在枯水期的次数较多;最大值出现在平水期次数相对较多,并且特征较为显著;水体总铜浓度最小值出现在丰水期次数相对较多,特征较为显著;最大值出现在平水期相对较多,特征比较显著。(4)未来二十年,松花江哈尔滨段水环境要素Pb、Cu浓度的波动变化比较大。