可持续发展是人类社会的共同选择,区域可持续发展是社会可持续发展进程中的具体化。水资源是协调区域经济、社会、生态可持续发展的一个重要因素,随着经济的发展和人口的增长,水资源需求量日益增加,在一定区域和时段上制约着人口和经济规模增长。水资源承载力的研究为区域可持续发展提供了依据,有利于国民经济可持续发展和人民生活健康,河流承载力研究是水资源研究的深化。长株潭作为湖南省的发展极核,湘江作为其饮用水源和纳污主体,保障水环境质量的重要性不言而喻。本文采取改进的主成分分析法计算了2008年长株潭地区的河流承载力的综合指数,分别计算了2002至2008年长沙、株洲、湘潭的承载力指数,采用多目标规划法对长株潭未来河流承载力进行了预测和估算,得出河流承载力的空间配置的两类,一类是株洲和湘潭水资源无压力区,第二类是长沙水资源压力区,正好和湘江的河流水资源空间分布一致。比较不同的用水方案,得出产业布局的调整、节水和控制污染和节水技术和意识的提高是解决水资源短缺的关键,才能使长株潭地区基于河流承载力得到可持续发展。根据实证结果和长株潭地区的实际情况,按照压力区和无压力区的分类,本文提出了基于湘江水资源的长株潭地区共同的和独特的可持续发展机制,采用了工业园区循环经济发展模式、防洪减灾模式、生态家园循环模式三种可持续发展模式,最后提出了相应的政策建议。