在流域水环境的污染与治理的过程中存在复杂性,可能会涌现一些难以把握的复杂系统行为,使得认识流域污染问题及其制定有效的控制方案变得困难。这要求研究者和政策制定者必须改变观念、转变思路,更多地关注多主体行为以及他们之间的交互产生的复杂性。计算实验方法在社会科学各个领域的应用逐渐体现出其强大的优势,使用计算实验方法研究社会科学问题具有开创性的意义。水环境污染与治理系统作为一类典型的复杂社会经济环境系统,其复杂性特性对其研究方法提出了一定的要求,而计算实验方法则可以较好的解决这一问题。本文以太湖流域为例,主要采用计算实验和定性定量方法重点研究了流域水环境治理模式问题,主要结论有：(1)、太湖水污染问题是一个由人参与并主导的要素众多、层次复杂、关系错综、目标功能多样的社会经济自然复杂系统问题,问题的认识与解决应该考虑系统管理和复杂性管理的思想与方法。(2)、太湖水污染治理正处在协调对象和参与对象变化的转型期,当前以环境容量为总量为指导通过自上而下分配排污量和削减量的控制方案将面临极大挑战。为此提出了适应性管理模式,同时基于适应性管理提出了太湖水环境污染物排放控制体系的构建框架,突出适应性管理平台、适应性评审机制、科学研究及公众与基层单位参与在污染物控制中的重要作用。(3)、基于复杂自适应系统理论构建了社会经济环境系统模型,采用计算实验方法研究了系统在经济优先和水环境保护优先两种管理模式下的动态演化规律。结果表明：在综合考虑社会、经济、水环境的基础上,两种管理模式均能在一定程度上实现经济和就业的增长,同时改善水环境。环境保护优先模式虽能有效保护水环境,却会牺牲部分经济发展和就业保证。不同地区在演化过程中表现出差异性,常州和湖州经济获得较快增长；苏州、上海在就业上做出较大贡献；无锡和苏州水环境改善效果最为明显。(4)、针对污水处理项目运营风险高、企业偷排行为控制难问题,基于计算实验方法研究了污水处理项目运营与排污者行为在4种不同情景下的动态变化规律。结果表明：合理的静态定价策略要优于运营商动态定价策略；动态外部环境既给污水处理项目的运营带来风险,又给政府对企业的监管带来不便；单纯的市场价格机制或政府监管机制很难有效控制偷排现象,也不一定能实现居民的节水减排,企业和运营商的逐利行为可能会使得目标落空。(5)、考虑异质同类产品及不同类型的生产者与消费者,基于复杂自适应系统理论构建清洁生产技术演化模型,研究了产品竞争与供应链压力下清洁技术路径的演化规律。研究结果发现过分依赖市场的自由竞争不一定会提高产品的品质与环境水平,特别是在清洁生产技术处于萌发发展阶段；同样,过分地引进清洁生产技术则极有可能损害传统技术生产者的利益,给社会带来负面影响；而适度地引导与控制清洁技术的推广与应用,将有可能出现传统技术生产者与清洁技术生产者相互协调发展的良性竞争格局,既提升产品的品质与环境水平,又有效降低产品价格,形成社会多赢局面。计算实验结果还揭示了顾客消费行为偏好对技术系统演化的影响,发现传统技术产品将很难进入到一个环保型意识较高的地区或国家；相反,清洁技术产品进入一个环保意识较低的地区或国家却有机会获得一定的市场份额,形成细分市场的竞争格局。