水是人类与生态系统存在和发展不可或缺的因素之一,由于水资源严重不足,目前水生态环境安全面临严峻挑战。为此,我国已经规划实施了一系列以保障生态用水,维护生态平衡为目的水利生态项目。水利生态项目能否长期稳定发挥作用,如何实现水资源与生态系统的协调及可持续发展是迫切需要解决的问题。本文将水利生态项目所涉及的主体以及边界条件作为一个整体,即水利生态系统,对系统的可持续发展机理进行了全面的研究,为建立和完善水利生态项目在投资决策、规划、管理及其评估中的理论和方法提供了依据,具有很高的理论意义和应用价值。在分析水利生态系统的结构、功能和特征的基础上,本文引入水权、补偿、绩效评估等制度作为弹性约束变量,建立了完善的、反映系统中各主体耦合效应的水利生态系统可持续发展模型。基于智能工程的理论,定义了一系列智能工程算子及其串行、并行及混合等结构形态,形成了以智能工程算子为主体的模型求解方法。建立了反映水利生态系统状态的绩效评估指标体系,通过对指标的分析和评价,定义了绩效水平指数来定量表达系统的绩效水平。按照状态空间分类的方法进行绩效评估。建议采用静态与动态绩效评估相结合的方式,综合反映系统状态的变化规律和趋势。建立了水利生态系统水量配置优化模型。将生态系统恢复所产生的价值用系统的绩效来反映,并且与生态供水的成本相联系,形成了基于多主体合作理念和协商平台的合理有效配水模式,通过协商平台,完成了水利生态系统的最优配水计算。建立了水利生态系统风险评价的模型,采用粗糙集理论、神经网络理论、蒙特卡罗模拟方法等构建了水利生态系统风险分析的集成模拟方法。在保障生态系统可持续的基础上,用可持续发展测度进行水利生态系统可持续发展状态的评估。由于可持续发展测度的计算考虑了风险因素的作用,能够更科学、合理地表达水利生态系统的发展状态。最后,完成了案例中水利生态系统发展变化的数字模拟研究,描述了系统在不同工况下的可持续发展路径并作出了相应的评估。综合上述,本文通过建模、分析、求解及实例验证,对水利生态系统的可持续发展机理进行了全面的研究,提出了科学、有效的评估模式,可以指导水利生态系统可持续发展的研究。