我国“十三五”规划中明确了关于水、能、二氧化碳的总量和强度控制目标。能耗、水耗、二氧化碳排放间有强烈的耦合关系,能源利用过程中的水资源消耗尤为显著,而二氧化碳排放也与能源使用密切相关。因此进行水-能-二氧化碳之间的耦合关系与协同控制研究十分必要。本文从以下三个部分层层递进,最终进行政策协同研究以求达到最大的节水、节能、减排效果。第一部分基于山西省投入产出表,得出了各部门贸易隐含消耗强度系数并从净隐含的新颖角度确定了每个部门在隐含资源消耗中的作用,从能-水耦合的角度识别关键问题。第二部分分别构建水、能、二氧化碳的生态网络,运用生态网络分析方法判断生产和消费端的各部门在水-能-二氧化碳研究下的发展关系以及节能减排水平,确定了关键部门并从水-能-二氧化碳耦合角度提出了协同政策建议。第三部分基于隐含资源消耗强度系数,以及已得出的协同控制关键问题,运用NSGA-II进行了多目标优化从而确定不同的政策情形下如何合理调整产业结构才能达到水-能-二氧化碳的最佳协同控制效果。研究表明“能中的水”相较于“水中的能”对于水-能-CO2的协同控制作用更明显,合理分配资源的重要意义除了可以节能减排外还能促进各个产业间互惠发展而不是消极竞争。最终得出政策协同控制下,改变资源分配即调整各个产业的总投入可很大程度上的提高节水节能减排效果。