本文基于水文过程和污染物水文迁移过程，在流域视角下研究北京市水环境时空特征，综合评价水环境治理效果。研究发现，从空间分布特征看，流域北部地区地表水质量显著优于南部地区，西部地区地表水质量优于东部地区，表明地表水体流经中心城市地区后，水质开始恶化，从而揭示出中心城区是流域污染的主要来源。从流域水环境的时间变化来看，2018年1月流域地表水体水质较差，7月有所好转，11月又开始变差，2019年1月继续恶化，7月地表水体才有所改善，11月地表水体继续保持改善趋势。北京市4条出境河流水质2019年较2018年均有显著的改善，大部分达到规划目标。近年来，北京市从科学治污策略、稳健推行河长制、完善治水制度和推进工程措施等方面治理水环境。建议北京市努力探索市场化流域治理机制，吸引社会资本参与，继续推行责任主体协同管控、污染源头控制和生态补水等措施，综合治理流域水环境。

北京市已累计接收南水北调水逾60亿m3，本研究基于系统动力学方法构建水资源系统模型，模拟2018～2028年北京市水资源承载力动态变化，定量评估南水北调工程对北京市水资源承载力的提升作用。首先，开展水资源现状评价。评价结果表明：①自南水北调通水的5年以来，2019年水资源的供给能力较2014年提升11.1%，南水北调水在供水系统中的占比已经增加到19%；②2015年开始，南水北调置换北京市部分地下水的开采，地下水供给量从55%降低到37%，而且地下水的开采系数α出现第二拐点，地下水开发系数的降低系数加快；③南水北调补给生态用水叠加北京市优化产业结构是提升北京市生态用水的两个最重要因素，解决了北京市河流水资源量长期难以满足河流生态需水的困境。其次，本研究基于系统动力学方法的水资源承载力模型结果表明：2018～2028年，缺水程度控制在5%以内，北京市水资源系统能保障系统内的人口承载力从2154万人稳定增长到2235万人；北京市水资源系统仍以生活用水和生态用水为主体，生态用水将是所需生态需水的1.66倍。南水北调调水量较现有的调水量增加了22%，主要用于改善人民生活品质和人口规模适度增长，因而生活用水增加了20%，生态用水增加了32%，城镇和农村居民的人均生活用水量提高约16%。最后，本研究认为南水北调调水量对北京市水资源承载力的提升效果是显著的。