水资源是关系到国计民生的关键资源。随着社会、经济的发展,我国水污染现象日益严重,同时面临着严峻的水资源短缺问题。城市污水再生回用,不仅能在一定程度上解决污水处理的问题,还能从长远的角度缓解我国水资源短缺的压力,符合可持续发展的战略目标,具有明显的社会、经济效益。目前,城市污水再生回用相关研究已取得了丰硕的成果,但对城市再生水需求量的分析和预测尚存在不足,影响城市再生水系统的长远规划;判定污水再生回用处理方式的指标、方法尚不够科学,造成污水再生回用设施的布局混乱;再生水配置方案尚不够合理,导致再生水配置成本高、供水效率低等问题。本文针对以上问题,先从城市再生水的水质要求、主要用途和影响因素等方面对再生水的需求量进行分析,构建再生水需求量分析模型,同时构建初始条件和背景值联合优化的自适应GM(1,1)模型,对再生水需求量进行短期预测,为城市再生水需求量分析和预测提供了一整套科学有效的方法。然后以再生水供水成本最小化为准则,构建判别距离决策模型,为污水再生回用处理方式的选择提供了科学合理的决策方法,从而为再生水系统的布局规划和配置优化提供了理论依据。最后选取影响再生水配置的重要指标,采用模糊层次分析法确定其权重,进而构建灰色距离耦合关联度评价模型,对再生水配置方案进行综合评价和优选。并通过案例分析对本文提出的方法进行反馈和修正,验证了研究成果的可行性和实用性。