水资源开发利用发展历程表明，可持续发展是水资源开发利用的最终发展方向，而目前关于水资源可持续开发利用的研究并不成熟，大多还停留在理论研究和概念模型设计上，不便于在生产实践中推广应用。本文以可持续理论为指导，采用理论与实践相结合的研究方法，对水资源的开发利用进行了较为深入的研究，主要包括以下几方面的研究内容。 从水资源承载能力、优化配置理论和方法以及科学管理模式等三方面探讨水资源开发利用的基本理论、建模技术以及决策方法，为水资源的可持续发展奠定了基础。 将分析多因素影响问题的投影寻踪聚类模型引入水资源开发利用的综合研究中，并对模型中的密度窗宽取值进行了理论推导和试验研究，给出了确定密度窗宽的一般公式，使得该模型更加完善。同时，作者还将该模型成功应用于环境质量综合评价、洪水灾情评估、关键因子识别、指标权重确定、水资源承载能力分析、水资源优化配置等领域。 以区域社会经济、人口、资源和生态环境协调发展为基础，提出了水资源承载能力综合分析的投影寻踪聚类模型，利用该模型可根据样本资料自身特性进行区域水资源承载能力分析，无需预先给定各指标权重，结果更具客观性。通过区域水资源承载力综合评价模型，还能分析区域水资源开发利用中存在的问题并提出相应对策，为水资源可持续开发利用提供科学依据。同时，利用水资源承载能力评价的投影寻踪聚类模型可对区域社会经济发展结构进行合理调整，实现区域水资源的合理配置，促进区域社会经济、人口、资源和生态环境的协调发展。 根据选定的指标体系，提出了水资源利用的权重配水法，并通过投影寻踪聚类模型进行配水权重的计算，实例分析表明，该方法概念清楚，简便可行。 水资源优化配置必然是多目标决策问题，针对目前的多目标决策方法存在各单项目标权重经验确定的不足，作者提出了能充分体现决策者意愿且无需经验确定各单项目标权重的基于欧式距离判断的交互式多目标决策新方法，并将该方法成功的用于水资源优化配置中。 在分析我国现有水资源管理体制存在的不足和弊端的基础上，指出了组建水资源统一管理的权威机构的必要性，提出了实施水资源开发利用的经济补偿制度、建立和完善水市场、推行管网分离的城市供水模式以及扩大水资源管理的投融资体系的水资源管理新体制。