本文以万州区分水镇为研究对象，通过资料收集、实地调研、现场监测、模型构建、数学分析等多种方法，在对分水镇产业结构现状和水污染现状调查、分析、评价基础上，建立了以水环境保护为目标的工业产业结构和农业产业结构优化模型，求解模型，获得了“十一五”规划期末最优化的工业产业结构和农业产业结构方案。该研究对协调小城镇产业发展与水环境污染的关系、实现城镇化进程中社会经济与环境的可持续发展提供一定的理论依据及可借鉴的思路和方法。 本文取得的主要研究成果如下： 2005年分水镇进入水体的COD污染负荷面源为67％，其中71.5％来自畜禽养殖，25.65％来自水土流失，生活垃圾仅占2.9％；点源为33％，其中66％来自工业废水，34％来自生活污水。对境内濠渡河和汝溪河监测结果表明，滚渡河COD、BOD<,5>、TN指标严重超标，污染十分严重；汝溪河所有水质标准指数均小于1，达到Ⅲ类水质标准，但是由于受沿河两岸畜禽粪便、水土流失和化肥农药等农业面源污染的影响，水质污染有加重的趋势。 分水镇水环境污染的问题，除了与该镇污水处理设施不完善、管理落后有关外，还与该镇工业内部结构不合理，高耗水、重污染的排污大户企业比重过大，传统农业比重过大，畜禽养殖、水土流失等农业面源污染严重有关。 以工业总产值最大和工业COD排放量最小为设计目标，选取COD排放量小于瀼渡河环境容量，需水量和废水处理费用小于2010年预测值为约束条件构建了工业产业结构优化模型。对2010年工业产业结构的优化结果表明：在“十一五”期末，分水镇需大力发展建材和机械行业，食品业、纺织业发展比例保持现状不变，减慢造纸及煤炭行业的发展速度，同时保持、完善其它行业的配套发展。 以农业总产值最大和COD排放量(由畜禽养殖和水土流失产生)最小为设计目标，在可利用土地资源总量的基础上，选取COD排放量小于预测排放总量的50％及水土流失量得到控制作为约束条件构建了农业产业结构优化模型。对2010年农业产业结构的优化结果表明：在“十一五”规划期末，调整种植业内部结构，在保证粮食安全的前提下，适当减少粮食作物种植面积，扩大竹木、中药材、油料作物的种植面积，大力发展林业：推进畜禽规模化养殖，加大生态农业发展，兴办沼气对畜禽粪便进行综合利用。