梯级开发活动系统与流域环境系统均为复杂的动态系统,两者的相互作用过程满足系统耦合的基本条件,且这种耦合机制表现为非线性的交互耦合关系。非线性的交互耦合是一个极其复杂的过程,不容易度量。在分析流域梯级开发活动与流域环境交互耦合的胁迫约束效应的基础上,建立了非线性交互耦合模型,且该交互耦合过程具有周期性螺旋上升演化特点。通过定义梯级开发活动随时间变化的约束函数以及流域环境随时间变化的胁迫函数,分别计算梯级开发活动和流域环境的演化速率VA、VB。定义VA、VB的演化轨迹夹角γ为耦合度,根据γ的大小将演化轨迹划分为4个象限,每个象限对应于演化轨迹的一个阶段,即系统发展阶段(0°≤γ<90°)、系统退化阶段(90°≤γ≤180°)、系统调节阶段(180°<γ<270°)、系统再生阶段(270°≤γ<360°)。根据γ、VA、VB的取值判断梯级开发项目与流域环境耦合的演化规律。最后用实例验证了该模型,结果表明,该流域的交互耦合系统仍处于发展初期阶段(0°≤γ<45°),但在研究期内,VA值和VB值从总体来看呈增长趋势。