伴随着中国城市化进程的加速推进,城市规模盲目扩大现象严重,经济发展与环境保护失衡的情形加剧。太湖流域作为全国人口密度和城市化水平最高、经济最发达的地区之一,水环境问题严重。水质型缺水成为城市发展的主要瓶颈,而无锡市是太湖流域水质型缺水较为典型的地区。城市规划传统思路在确定城市发展规模的时候往往对资源环境在城市发展方面的约束考虑不足。这使得污染物排放总量控制这一保护水环境的重要举措难以落到实处。面对水环境容量和减排目标的双重约束,以及争创生态文明市、基本实现现代化的基本要求,无锡市如何进行产业结构调整、确定合理的城市规模是摆在政府决策者面前的重要科学问题。围绕这一科学为题,本文研究思路为：以“污染物排放量”为因变量,以“城市规模”(包括人口规模、经济规模和建设用地规模)为自变量,构建各污染源水污染物排放与城市规模之间的数学关系模型；以此数学关系模型为基础,在满足总排污量在水环境容量(以COD和NH3-N为污染物总量控制因子)的约束范围内的条件下,对无锡市区2015年(“十二五”末)和2020年(“十三五”末)需要控制的城市规模进行反推。在各污染源水污染物排放与城市规模之间的数学关系模型研究中,各污染源的产污模型的构建至关重要,本研究主要借用已有的较为成熟的估算模型以及辅以统计回归等方法完成产污模型的构建工作。其中,(1)城镇地表径流面源污染方面,构建了城市建设用地规模与排污量的数学关系；(2)农田化肥污染方面,构建了耕地面积、化肥施用强度与排污量的数学关系；(3)畜禽养殖污染方面,构建了养殖规模与排污量的数学关系；(4)城镇和农村居民生活排污方面,构建了排污系数、集中处理率、中水回用率、人口规模与排污量的数学关系；(5)工业排污方面,则构建了工业产值、中水回用率、工业行业产业结构、工业各行业排污强度与排污量的数学关系。基于对无锡市区市情的把握,本研究重点围绕工业行业结构、工业水污染物排放强度和污水中水回用率三个更有实际操作性的、目前各种规划中尚未明确的调控变量,设定8种产污情景。这8种情景即为工业水污染排放强度减排力度大小、是否考虑工业行业结构优化、是否考虑城镇生活污水处理厂中水回用的排列组合。结果表明：(1)NH3-N为城市规模发展控制的短板约束因子；(2)对比无锡市区2010年城市规模,不考虑污水处理厂中水回用时,4种情景下,“十二五”期间市区人口无发展空间,2010-2020年最大可有约40万发展空间；(3)但在考虑污水处理厂中水回用率2010年为30.8%、2015年为32.5%,2020年为35%的情况下,城市规模则能腾出一定的发展空间,通过调优工业产业结构以及执行一定的工业排污强度减排力度,无锡市区2015年人口控制在381.12万人、GDP控制在4093.21亿元、建设用地控制在252.68平方公里；2020年人口控制在523.48万人、GDP控制在7586.22亿元、建设用地控制在376.91平方公里是合适以及可行的,《无锡市“十二五”城乡建设规划》(2011-2015)预测结果过大。(4)在所设置的8种情景中,三个城镇生活污水中水回用率、工业行业结构和工业水污染物排放强度调控因子对于挤出城市发展规模的效果依次降低。