本文在系统总结城市系统水文学的机理和水环境效应的基础上，选取北京市延庆县延庆镇为典型研究区，从人口、用水量、经济、下垫面结构和水污染问题五个方面详细分析了近二十年来延庆镇城镇化进程的阶段特征，并综合运用环境化学、统计学、气象学、地理学、水文学、“3S”技术等相关学科的理论和技术，研究了城镇化对延庆镇气象、降水量、地表径流、妫水河延庆镇段水质、水量等水文相关因素的影响。 研究结果表明，随着延庆镇城镇化的进展，延庆镇的水文循环表现出不同程度的城镇化效应，出现了年均气温上升、降水量增多、径流污染加重、妫水河延庆镇段流量加大等类似城市水文的现象，并最后对延庆镇水资源、水环境的管理对策提出了一些建议。 通过对北京北部山区小城镇城镇化进程中水资源、水环境效应的初步研究，为探索我国小城镇地区，尤其是北京北部山区小城镇城镇化进程中的生态响应机制提供了借鉴，也为我国新时期小城镇建设可能遇到的一些问题进行理论探讨和预警，为小城镇提高可持续发展的能力提供了科学的思路和方法。