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在明确可持续城市水环境系统概念特征的基础上,以最大化系统的可持续性为根本目标提出了系统规划设计原则,建立了以系统模式选择、空间布局优化与工程设计为核心步骤的三阶段规划方法,自主研发了规划新工具——基于多属性不确定性决策的系统模式筛选模型与基于空间多目标优化的系统布局优化模型。将所建立的方法与工具应用于某新城地区的水系统规划,为当地确定了系统建设模式与空间布局最优方案,并验证了研究成果从理念原则、方法工具、与现有规划体系衔接等多个层面满足当前城市水环境系统规划的需求。