经济全球化的背景下,环境问题在不同国家之间蔓延,已经严重影响到人类社会的可持续发展,甚至造成对人类未来命运的担忧。其中,水环境问题备受国际社会关注。因为水资源作为基础性的自然资源和战略性的经济资源,它的安全与否关系着经济社会的可持续发展。同时,水资源危机的发生是质变到量变的过程,而非一蹴而就。因此,在水资源危机发生之前能够依据一定的理论和技术识别特定的危险征兆,实现预警,并及时采取相应措施消除风险,防患于未然,确保水资源和水环境安全,促进人类社会的可持续发展显得尤为重要。开展水环境承载力预警系统研究具有十分重要的理论和现实意义,本文在可持续发展理论、系统论和预警理论的指导下,对水环境承载力预警进行了研究,主要内容如下:(1)通过对水环境承载力预警系统、预警指标体系及相关概念的探究与分析,构建了水环境承载力预警的指标体系和系统动力学模型。(2)通过对水环境承载力预警的概念、预警原理和运行机制的探究,初步构建了水环境承载力预警系统理论体系。(3)通过对水环境承载力一般指标体系进行筛选,区分先行、一致和滞后指标,确定警兆和警情指标,并以此为基础构建了水环境承载力预警指标体系。(4)在构建的水环境承载力预警指标体系的基础上,运用熵值法对水环境承载力预警综合指数进行计算,以计算结果结合相关文件划分警度,基于系统动力学方法建模,建立了水环境承载力预警系统动力学模型,经过模型检验,表明模型具有较高的精度。(5)开展了水环境承载力预警系统的实证分析。利用系统动力学模型预测了常规发展模式下武汉市2019-2030年的水环境承载力预警指标各项取值,并计算预警综合指数。根据预测结果,设计了五种不同的调控方案,并对比其实施效果,以此为依据提出针对性政策建议,使武汉市的水环境承载力由黄色警报下的临界超载状态向无警报下的不超载状态发展。