水资源短缺已成为当今世界面临的重大课题,我国的缺水形势在20世纪80年代初就已经显现出来,而且呈逐年加重的趋势。洞庭湖是我国第二大淡水湖,洞庭湖区是湖南省重要的商品粮、棉、油、鱼生产基地,也是重要的轻工和石油化工基地,拥有岳阳、常德、益阳等大中城市和一批特色城镇。在自然和人类活动的双重作用下,洞庭湖区资源环境受到了严重的影响,水资源问题日益严峻,严重制约湖区经济社会发展。本文围绕洞庭湖区水资源的开发利用开展深入研究,探讨洞庭湖区城镇化发展与水资源开发利用的响应关系,明确洞庭湖区水资源可持续利用面临的挑战,仿真模拟不同方案下的水资源供需情势,探讨城镇化与水资源协调发展的对策措施,从而为开展新一轮的江湖综合治理、城镇化进程的推进、区域社会经济发展和“两型社会”建设提供技术支撑和决策依据。洞庭湖区从2002年开始步入城镇化中期,城镇规模不断扩张,处于加速发展阶段。运用层次分析法与熵权法相结合的方法构建洞庭湖区城镇化综合发展水平和水资源开发利用综合潜力评价指标体系和响应关系模型,对2001-2010年洞庭湖区城镇化发展与水资源开发利用的主要影响因素、变化特征及其两者响应特征进行了分析,结果表明：(1)洞庭湖区处于城镇快速发展时期和规模扩张阶段,经济城镇化和社会城镇化水平滞后于人口城镇化及空间城镇化水平,城镇化发展质量和效益有待提升；(2)伴随城镇化进程的推进,湖区用水负荷逐年增大、水资源利用效率和管理水平稳步提升,而水资源本底条件和开发利用程度受湖区水文水资源的影响更为显著,城镇人口规模、经济规模、单位产出用水量和污水排放量、污水处理水平、灌溉水保障情况等是影响洞庭湖区水资源与城镇化进程关系的敏感因素。(3)未来洞庭湖区将面临提高城镇化率和质量的双重任务,必须改变传统的外延型扩张模式,提高水资源保障能力。水资源系统涉及资源环境、生产生活、经济发展等诸多因素,本文应用系统工程的理论和方法,建立基于城镇化的洞庭湖区水资源供需系统模型。利用该模型仿真模拟2012-2030年,不同方案下的洞庭湖区水资源供需情势,结果发现：(1)在新型城镇化发展模式下,2030年洞庭湖区总需水量达到112.7×108m3,水资源供需缺口先增后减,最大值出现在2020年,为8.0×108m3,到2030年水资源基本实现供需平衡,且能够获得最大的综合效益,是洞庭湖区水资源开发利用的最佳方案。(2)洞庭湖区需水总量变化主要取决于人口增长、产业发展及各项用水定额。随着经济的发展和人口的增长,洞庭湖区水资源供需矛盾将日趋紧张,为了缓解水资源供需矛盾,有必要加强节水意识普及、节水技术提升和节水政策推广,加快洞庭湖区产业结构调整,加大水资源基础设施建设力度,积极推进水资源循环利用。洞庭湖区将面临提高城镇化率和质量的双重任务,同时一定程度上受水资源条件的制约。基于这一现实,提出以节水高效、可持续发展为原则,探索建立社会、经济、生态效益相统一的洞庭湖区城镇化发展模式,推动形成节水型的生产和消费模式。并从工程措施和管理制度两个层面提出提出水资源优化利用的对策措施。