本论文通过建立1990年、1997年、2000年、2002年扩展的北京市宏观经济水资源、水环境投入产出表，对北京市的产业结构和用水结构、污染物排放结构进行动态分析，研究北京市虚拟水贸易的历时变化，在此基础上，从工业增加值和第三产业增加值构成的角度建立了水资源约束下的北京市产业结构优化模型。 本文全面分析了北京市水资源利用的过去和现状以及与经济发展的关系，揭示在水资源紧缺的情况下对北京市的产业结构进行调整的重要意义；建立扩展的宏观经济水资源、水环境投入产出表，全面分析北京市的产业结构及其变化、北京市的用水结构及其变化以及污水和COD排放结构及其变化。 　　本文总结了虚拟水的研究内容，提出产品部门虚拟水的概念，利用扩展的宏观经济水资源、水环境投入产出表，分析北京市虚拟水贸易量的历时变化，揭示虚拟水战略对于北京的重要意义。输入的虚拟水作为北京本地实体水资源的重要补充，具有越来越重要的地位。 　　本文建立了多目标规划模型，从工业增加值和第三产业增加值构成的角度，研究水资源约束下的北京市产业结构合理配置问题。通过产品部门结构的调整，可有效地节约本地的水资源，减少污水及污染物的排放量。本论文的研究对于优化北京市的产业结构，实现区域的生态环境良性循环、实施可持续发展战略具有重要的意义。