中国的水资源长期以来面临着水资源供需矛盾、水环境污染严重、水生态逐渐失稳等三方面主要问题，使得流域水环境管理成为了近年来学者关注的热点。多年的流域水环境管理停留在水污染控制和水源保护等事后治理和定向保护的层面，而忽略了流域水环境与社会、经济、资源等系统之间的相互关系，导致了流域管理的效果难以达到最优化。本文旨在建立一套适用于河流流域系统的水环境“诊断与分析-模拟与响应-优化与调控”综合流域管理方法体系，并基于此提出针对性的流域优化调控建议，以期实现流域内社会、经济、资源与环境系统的协调发展。　　首先，本文从流域管理的概念入手，梳理了流域管理的发展过程和思路策略上的转变，在分析了现有流域水环境管理存在的不足和弊端后，提出了河流流域水环境经济系统模拟与优化的必要性和可行性。　　其次，在结合了国内外流域管理各个层面的方法后，构建了适合于河流流域的水环境“诊断与分析-模拟与响应-优化与调控”综合流域管理方法体系。方法体系主要包括了系统诊断分析和问题识别、系统的模拟与响应关系构建、系统的优化与调控3个主体内容。　　再次，本文以晋城市沁河流域为例，开展流域水环境经济系统模拟与优化研究。通过对流域监测断面多年水质监测数据的收集，分析流域水质的空间及时间变化趋势，识别主要污染物。通过分析流域污染负荷的来源及空间分布，辨识流域主要污染源。在案例流域系统数据支持下，进行流域“社会经济-排放负荷”系统动力学模拟和流域一维水质模拟。建立“产业结构-污染源-水质”的响应关系。并以流域系统所能承受的社会经济的阈值和水体能承受污染负荷容量的阈值为目标，建立水环境承载力核算模型和流域容量总量控制模型，并依此为依据为流域的发展提供决策支持。