با توجه به تاثیر مستقیم کیفیت آب در منابع طبیعی بر فعالیت¬های بشر و هم¬چنین شرایط برداشت، ذخیره و انتقال آن به محل تصفیه¬خانه بر فرایند¬های مورد استفاده و کیفیت آب خروجی تصفیه شده امروزه بررسی روش¬هایی که بر حفظ و بهبود کیفیت آب در منبع تاکید دارند از اهمیت بالایی برخوردار گردیده است. سد شهید رجایی واقع در بخش جنوب غربی شهرستان ساری معروف به تنگه سلیمان می¬باشد که کاربری اصلی این سد تامین آب کشاورزی زمین¬های اطراف و تامین آب آشامیدنی است. در این مطالعه با استفاده از داده-های جمع¬آوری شده از ایستگاه¬ها و هم¬چنین با استفاده از نتایج آزمایش نمونه¬های برداشته شده از 9 ایستگاه مخزن سد شهید رجایی در فصل¬های پاییز و زمستان سال1391 و بهار و تابستان سال1392 روند تغییر ویژگی¬های کیفی آب مخزن سد شهید رجایی مورد مطالعه قرار گرفت. ویژگی¬های ph، اکسیژن محلول، هدایت الکتریکی، نیترات، نیتروژن آمونیاکی، دما و فلزها در این دوره مورد بررسی قرار گرفت. در گام نخست از تحلیل¬های آماری چند متغیره برای ارزیابی کیفیت آب مخزن استفاده شد و در گام دوم از نرم افزار مدل دو بعدی ce-qual-w2 جهت پیش بینی برخی ویژگی¬های کیفی آب از جمله دما، اکسیژن محلول (do) و کل مواد جامد (tds) به کار برده شد. پس از بررسی¬های انجام شده در این مطالعه شاهد آن هستیم که بیش¬تر مقدار ویژگی¬های کیفی آب در محدوده¬ی استانداردهای ملی و بین المللی قرار دارد به جزء مقدار دو فلز کادمیم، سرب و پراسنجه کل مواد جامد محلول که از حد استانداردهای جهانی و ملی بیش¬تر است. هم¬چنین در این مطالعه راهکارهایی جهت کنترل و بهبود کیفیت آب منطقه مورد نظر بیان شده¬است.