城市水系统是城市化地区为水资源开发、利用、治理、配置、节约、防洪等进行的取水、供水、输水、用水、排水、污水处理与回用，以及跨区域调水等涉水事务的总称。随着经济发展、城市化进程加快和气候变化异常等，城市面临着水资源供需矛盾突出、水环境恶化、洪涝灾害频繁等紧迫问题，社会经济可持续发展受到制约。因此，对城市水系统进行深入研究，寻找解决城市水问题的途径，是支撑城市可持续发展的重要内容。本课题旨在建立综合的城市水系统水量平衡计算模型，作为开发利用新水源、降低城市用水量、提高水系统效率解决城市水资源供需矛盾提供参考依据。首先，分析了国内外城市水系统水量平衡模型研究进展，指出目前国际上已出现水量平衡模型，并在此基础上加入氮、磷、悬浮固体等污染物质流动的分析，指导对城市水系统的管理。国内在这方面仍以城市给水供需平衡、工业水量平衡、流域水资源平衡模型研究与应用为主，而以城市区域为对象探讨综合水系统的水量平衡模型还不多见。其次，结合城市水系统特点，利用水量平衡理论分层次建立了城市水系统模型，主要包括：(1)分析了城市水系统中各个组分单元及其特征，从整体上把握各单元组分间的联系，为城市水系统管理提供依据。(2)基于水量平衡理论，分层次建立了“室内”、“室外”和“管网”等子系统分析模型，其中定义了子系统目标，设定了各子系统时空界限，最终将各个子系统单元量统一到城市整体研究之中。在构造的模型中，通过调整水量参数，判断工程方案对系统水量的影响，以指导城市水系统设计和管理。(3)在城市水量平衡模型的基础上，利用Excel开发了城市水系统水量平衡综合计算软件，实现了城市水系统模型的计算和用户界面表达。最后，以SH市作为计算实例，运用模型软件得出了水量指标，并结合模型方案提出了对该市水系统的改进办法，同时也证明了模型软件的实用性。