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北京市是一座拥有1400万人口的国际大都市，同时又是一个严重缺水的城市，人均水资源量不足300m<3>，是全国人均的1/8，世界的1/30，远低于国际公认的人均水资源危机线。而水资源时空分布不均和连枯连丰的特点对原本水资源紧缺的北京无疑是雪上加霜。快速发展的首都经济和相对薄弱的水资源条件加剧了经济与生态之间的用水竞争，成为北京经济社会可持续发展的主要矛盾。2010年南水北调工程完成后调水进京，将使北京水资源供需矛盾得到缓解。但是，要从根本上解决北京水资源紧缺问题，必须对北京水资源进行合理配置，协调国民经济用水和生态用水、当地水资源与跨流域调水、地表水资源和地下水资源、传统水资源和非传统水资源的关系。
本论文选取北京市为研究对象，在地表水、地下水等传统水资源基础上，将雨水、中水、跨流域调水等非传统水资源纳入供水水源，根据北京市实际情况，建立了基于非传统水资源开发利用的水资源合理配置模型。并将粒子群算法(Partical Swarm Optimization，PSO)应用于多目标有约束条件的模型求解中。所做工作在一定程度上丰富了水资源配置的内容及研究方法。促进了新观念、新理论和新方法的实际应用。论文的主要内容和基本结论如下：
(1)综述了国内外非传统水资源开发利用现状、国内外水资源优化配置研究现状。从可持续发展战略出发，分别指出其存在的主要问题和今后的发展趋势。
(2)界定了非传统水资源的概念及其内涵；根据北京市实际情况，研究中选定的非传统水资源包括雨水、中水和跨流域调水；分析了北京市非传统水资源开发利用的现状。
(3)对北京市的水资源(降水量、地表水资源、地下水资源、出入境水量以及水质)进行了综合评价；并评价了北京市水资源开发利用、保护和节约现状；在水资源综合评价的基础上，对北京市2010、2020和2030三个水平年，分别对50％、75％和95％三个保证率的水资源进行了供需分析。结果表明非传统水资源的开发利用将使北京市的缺水形势有效地得到抑制。
(4)运用多目标优化理论，考虑经济、社会和生态环境效益，建立了基于非传统水资源开发利用的多目标配置模型，体现了水资源利用和水环境的统一。根据模型的特点，采用粒子群算法(PSO)对模型进行求解。针对粒子群算法的迭代原理，通过对粒子的编码方法、目标适应度函数的构造和约束条件的处理等环节的改进，构成了用于多目标有约束条件的多目标模型求解的粒子群优化算法。不仅拓展了粒子群优化算法的应用领域，同时也为复杂多目标模型的求解提供了一种新途经。
(5) 分析了北京市水资源配置的现状及问题，提出了采用宏观调控和市场机制有机结合的水资源合理配置模式。在水资源承载能力的基础上，充分挖潜，开发非传统水资源。在水源调配方面，优先使用南水北调水，其次为地表水，最大限度地涵养地下水。增加环境用水，加大工业、生活、农业的节水力度，提高水价。在进行水资源分配时，优先保证生活用水和必需的生态环境用水，优水优用，分质供水。形成以本流域供水为主，外流域调水为辅，传统水资源与非传统水资源相结合的综合开发网络，实现以水资源的可持续利用支持北京经济社会可持续发展的目标。通过分析确定了2010、2020和2030三个水平年，50％、75％和95％三个保证率下的模型参数；并通过MATLAB编制算法运行程序，得到了三个水平年的水资源配置结果。在对结果分析的基础上，提出了北京市水资源合理利用的对策和建议。经研究分析，模型合理，算法有效，此配置结果可为北京市水资源可持续利用规划与管理提供决策依据。