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水环境综合整治方案的优化决策必须考虑社会、经济、技术、环境等多种指标，在这些指标中既有已知信息，又有未知或未确知的灰色信息。因此，水环境综合整治方案的优化属于灰色多目标优化问题。本文利用灰色多目标优化模型，选取六个优化指标，对宣州市水环境综合整治的五种可行方案进行了优化决策，得到了符合当地社会、经济、技术和环境状况的优化方案。研究表明，该模型原理简单、计算简便、结果可靠，是一种很有实用价值的多方案优化模型。