شهرهای کوچک در مناطق خشک مانند شهر نوش‌آباد با چالش‌های زیست‌محیطی ، اقتصادی و اجتماعی ناشی از صنایع نزدیک مواجه‌اند که پایداری منابع آب ، کیفیت هوا، خاک و معیشت محلی را تهدید می‌کند. این مطالعه چارچوبی یکپارچه برای کاهش اثرات زیست‌محیطی صنایع طراحی کرده و تأثیر آن را بر توسعه پایدار بررسی می‌کند. با تلفیق ابزارهای پیشرفته شامل پویایی سیستم‌ها، برنامه‌ریزی خطی چند هدفه، تحلیل پوششی داده‌ها، یادگیری ماشین و شبیه‌سازی مونت‌کارلو، و سیاست‌گذاری پویا مانند عوارض صنعتی، نظارت و فناوری‌های سبز، سه سناریو (پایه، بهینه، پیشرفته) برای نوش‌آباد با ظرفیت آب زیرزمینی 40,000 مترمکعب ، آلودگی PM10 برابر 50 میکروگرم بر مترمکعب و 300 شغل صنعتی تحلیل شد . نتایج نشان داد که سناریو پیشرفته مصرف آب را 28 درصد (به 18,000 مترمکعب)، آلودگی PM10 را 46 درصد (به 35 میکروگرم)، فرسایش خاک را 40 درصد (به 1.8 تن بر هکتار)، و گاز CO2 را 31 درصد (به 55 تن) کاهش می‌دهد ، در حالی که 88 درصد مشاغل (265 نفر) را حفظ کرده و رضایت اجتماعی را از 3.0 به 3.7 (افزایش 24 درصد) بهبود می‌بخشد. پیش‌بینی بلندمدت تا سال 2035 با دقت 92 درصد تأیید کرد که این چارچوب سطح آب را به 30,000 مترمکعب می‌رساند، PM10 را زیر 40 میکروگرم و فرسایش را زیر 2 تن نگه می‌دارد. هزینه کل 2.5 میلیارد تومان با بازگشت سرمایه 4 ساله، این راه‌حل را برای شهرهای مشابه خشک مقیاس‌پذیر می‌کند و با اهداف توسعه پایدار SDG 6.11.12هم‌راستاست. این مطالعه بر اهمیت تلفیق ابزارهای چندرشته‌ای و سیاست‌های محلی تأکید دارد و پیشنهاداتی برای اجرا و تحقیقات آینده ارائه می‌دهد.

از منظر اقتصادی و اجتماعی، نوش‌آباد به 300 شغل صنعتی وابسته است که 10 درصد نیروی کار فعال (3,000 نفر) را تشکیل می‌دهد و با درآمد سالانه 3.6 میلیارد تومان 30 درصد اقتصاد محلی را تأمین می‌کند. با این حال، کاهش منابع آب و افزایش آلودگی، پایداری این مشاغل را به خطر انداخته است. بدون مداخله افت سطح آب به 15,000 مترمکعب تا سال 2035 (بر اساس World Bank, 2024 که کاهش 30 درصد منابع آب در مناطق خشک را پیش‌بینی می‌کند) می‌تواند کشاورزی را متوقف کند و 33 درصد مشاغل (100 نفر) را حذف نماید. این وضعیت، رضایت اجتماعی را که در حال حاضر 3.0 از 5 تخمین زده می‌شود به 2.8 کاهش می‌دهد و مهاجرت خروجی 2 درصد سالانه (300 نفر) را تشدید می‌کند. این چالش‌ها، ضرورت طراحی یک چارچوب یکپارچه را برای مدیریت اثرات زیست‌محیطی صنایع با حفظ توسعه اقتصادی و اجتماعی برجسته می‌کند.

مطالعات پیشین مانند Chen et al. (2024) کاهش 30 درصد مصرف آب در صنایع سنگین را با فناوری‌های بازچرخانی گزارش کرده‌اند، اما تعامل صنعت و شهرهای کوچک را نادیده گرفته‌اندKumar&Singh (2023)کاهش 35 درصد PM10 را با تغییر سوخت نشان داده‌اند، اما هزینه بالای آن (2 میلیارد تومان) برای شهرهای کوچک غیرعملی است. در ایران، محمدی و همکاران (1403) افزایش 25 درصد بیماری‌های تنفسی را گزارش کرده‌اند و شاکری و مرادی (1403) فرسایش خاک را 3 تن بر هکتار تخمین زده‌اند، بدون ارائه چارچوب جامع این مطالعه با هدف پر کردن این شکاف سؤال مرکزی را مطرح می‌کند : چگونه می‌توان با تلفیق ابزارهای مدیریت صنعتی پیشرفته و سیاست‌گذاری شهری پویا، اثرات زیست‌محیطی را کاهش داد و توسعه پایدار را در سه بعد زیست‌محیطی، اقتصادی و اجتماعی تضمین کرد؟ چارچوب پیشنهادی با تکیه بر سه تئوری (نظریه سیستم‌ها، پایداری منابع، تاب‌آوری) و پنج ابزار تحلیلی پیشرفته، به تحلیل سناریوهای مختلف پرداخته و راه‌حلی مقیاس‌پذیر برای نوش‌آباد و شهرهای مشابه ارائه می‌دهد.