本发明提供基于流域的子系统的水务数据感知和机理分析的模型系统，其中，系统包括：监控子系统，用于获取目标流域子系统的边界降雨数据；数据感知子系统，用于根据边界降雨数据预测边界主干管的水质水量数据；机理模型子系统，用于基于预设的水力水质机理模型，根据水质水量数据，确定模拟数据；预测模型获取子系统，用于获取设施处理结果预测模型；预测子系统，用于获取预测处理结果数据；水质量结果确定子系统，用于确定水质量结果。本发明的基于流域的子系统的水务数据感知和机理分析的模型系统及方法，同时引入数据感知技术和机理模型用于水务系统的分析，在保证了分析过程高效稳定的前提下，预测的结果也更精确。