随着北京市人口的增长和城市化的发展,水资源和能源安全问题越来越受到重视,在过去十年中,分析“水-能联系”(Water-Energy Nexus)中的科学问题已成为学术界日益关注的话题。近年来,北京市资源的供给不足与日益增长的需求增长之间的矛盾已经成为发展过程中的严重问题,城市活动中的水-能源关系对协调城市水资源和能源资源的管理构成挑战,阻碍了水资源和能源可持续利用。本文以北京市为例,基于系统动力学对水-能源的耦合关系进行定量分析:将北京市的水-能源消耗定义为混合水/能源,分为直接水/能源和间接水/能源两部分。首先对北京市2001-2017年所有类型水资源和能源用量进行评价。在此基础上,基于社会水循环过程和不同能源开发利用过程,定量测度了 2001-2017年北京市的取水、供水、输配水、用水、排水和污水回用等各个环节的能源消耗情况以及煤品、油品、热力、电力等不同能源在生产过程中的耗水量。最后构建系统动力学模型对北京市水和能源耦合关系进行系统模拟,并预测2020-2030年北京市水资源和能源的消耗情况以及技术、经济和政策等方面对其的影响,在此基础上对北京市水资源和能源协同发展提出相关政策建议。结果显示:在过去的17年里,北京市水资源和能源严重不足,水-能源的生产量远低于消耗量。截止到2017年,北京市水资源总量为29.8亿m3,而用水总量达到39.5亿m3,且17年里用水量增加了 12%。社会水循环过程中所消耗的能源量达到162.1万吨标准煤,占总能耗量的3%,17年来增长了近30%。北京市的能源生产量17年来增加了 23.3%,达到3733.5万吨标准煤,其耗水量增加了 67.8%,消费总量达到7132.8万吨标准煤。研究表明,随着水资源开发技术发展,能源消耗量也越来越大,且随着能源开采力度的增大,对水资源的需求量也越来越大,水-能源是一个相互关系的复合系统。系统动力学的模拟预测结果显示:2020-2030年北京市的城市化发展模式将会导致混合水/能源量仍呈现上升趋势,直接水/能源和间接水/能源的上涨幅度分别达到23.2%、2.0%、29.2%和18.2%,且不同因素对混合水/能源的影响程度不同。水资源和能源量将成为制约北京市经济社会可持续发展的重要因素。论文最后提出:应重视水资源和能源的协同关系,控制高耗能耗水行业的水-能用量,发展节能节水技术,促进北京市水资源和能源的协同发展,以实现节水节能绿色发展。