مدل‌سازی همبست آب، غذا و انرژی برای مدیریت یکپارچه منابع آب (بخصوص در مناطق شهری)، امری ضروری است. این پایان‌نامه دو ابزار حمایت از تصمیم‌گیری را در دو حالت با نظر گرفتن یا نگرفتن تأثیر عدم‌قطعیت‌ها، بر اساس مدل‌سازی متابولیسم آب شهری با لحاظ نمودن همبست آب، غذا و انرژی توسعه داده است. در این شیوه مدل شبیه‌ساز متابولیسم آب شهری به یک مدل شبیه‌ساز رفتاری برای پیش‌بینی رفتار گروداران در مواجه با سناریوهای مختلف متصل شده است. درنهایت برای انتخاب سناریوهای مقبول جمعی از شیوه‌های بهبود داده شده انتخاب اجتماعی (شامل شمارش بردا ، قانون کاپلند و شیوه‌های چانه‌زنی بازگشتی ) استفاده شده است. برای سنجش کارآمدی هریک از این شیوه‌ها، اندیس‌های مجموع مطلوبیت و عدالت گروداران تعریف شده و مقادیر آن‌ها مقایسه شده‌اند. مدل‌های همبست اکثراً دارای ورودی‌های فراوان و خروجی‌های متفاوت هستند. این مدلها بر اساس فرضیات مختلفی ساخته می‌شوند. به همین دلیل این خروجی این مدلها مستعد عدم قطعیت هستند و زمانی که سامانه‌های حمایت از تصمیم‌گیری بر اساس چنین مدل‌هایی ساخته می‌شود باید عدم‌قطعیت آن‌ها را در نظر گرفت. چارچوب کلی استفاده شده برای تحلیل عدم‌قطعیت در این پایان‌نامه، تصمیم‌گیری مستحکم است. این چارچوب توانایی تحلیل و آنالیز عدم‌قطعیت‌های عمیق را داراست. همچنین به دلیل زمان‌بر بودن مدل شبیه‌ساز فیزیکی-رفتاری یک مدل جایگزین بر اساس شبکه‌های عصبی رگرسیون عمومی آموزش داده شده است که، قادر است با سرعت بالا تصمیم‌های مدل رفتاری را شبیه‌سازی کند. بدین‌وسیله امکان تحلیل عدم‌قطعیت فراهم شده است. پس از شبیه‌سازی مدل در تمامی آینده‌های ممکن، مقدار پیشمانی هر گرودار بر اساس توابع پشیمانی، مشخص و مقدار تابع مطلوبیت هر گرودار در هر سناریو با توجه به مقدار پشیمانی اصلاح می‌شود. در انتها تصمیم‌گیری برای انتخاب سناریو نهایی بر اساس مقادیر اصلاح شده مطلوبیت بر اساس شیوه انتخاب اجتماعی شمارش بردا انجام می‌شود. بدین‌وسیله این سامانه تأثیر عدم‌قطعیت‌های مهم مسئله را در تصمیم‌گیری گروداران و انتخاب سناریو نهایی لحاظ می‌کند. برای سنجش کارآمدی، حوضه آبریز کن در شهر تهران، برای ارزیابی انتخاب‌شده است. این حوضه از مشکلات محیط‌زیستی بسیاری رنج می‌برد. سناریوهای مدیریتی مختلفی که برای بهبود شرایط این حوضه در نظر گرفته شده است که، شامل اضافه‌کردن یک منبع جدید آب، طرح‌های کنترل نشت شبکه توزیع آب شهری، استفاده از سد‌های لاستیکی برای افزایش نفوذ به آب زیرزمینی، اصلاح اولویت‌های تخصیص آب و ساخت تصفیه‌خانه‌های نیمه‌متمرکز و غیرمتمرکز برای تصفیه فاضلاب است. نتایج مدل تصمیم‌گیری قطعی (بدون در نظر گرفتن عدم‌قطعیت‌ها) نشان می‌دهد که در نظر گرفتن شارهای مختلف (مانند: کمیت آب، آلاینده (غلظت نیترات)، انرژی، گازهای گلخانه‌ای و مواد مورداستفاده) به‌اندازه مدل‌سازی رفتار گروداران در انتخاب سناریو نهایی دارای اهمیت است. مدل‌سازی سناریو نهایی نشان می‌دهد که سطح آب زیرزمینی به‌اندازه (m) ۳ نسبت به شرایط موجود افزایش می‌یابد. همچنین غلطت نیترات (mg⁄L) ۱۶ نسبت به شرایط موجود کاهش می‌یابد. با اضافه کردن تصفیه‌خانه‌های فاضلاب (که مصرف انرژی بالایی دارند) به این منطقه کل انرژی مصرف‌شده ۵٪ کاهش می‌یابد، که به علت کاهش نیاز به پمپاژ آب زیرزمینی است. همچنین سناریو انتخاب‌شده انتشار گازهای گلخانه‌ای را ۱۸ ٪ کاهش و جذب کربن را ۲۰ درصد افزایش می‌دهند. به‌طورکلی می‌توان گفت این سیستم حمایت از تصمیم‌گیری، منجر به انتخاب سناریویی شده است که با اعمال آن، سیستم موردبررسی ازنظر کمیت و کیفت آب، استفاده از انرژی و انتشار گاز گلخانه‌ای پایدارتر خواهد بود. همچنین این سیستم برای گروداران عادلانه‌تر و سودمندتر است.
