امروزه یکی از مهمترین ابعاد برنامه‌ریزی و مدیریت شهری، موضوع حفاظت از محیط زیست است. برای دستیابی به توسعه پایدار اقتصادی و صنعتی لازم است اثرات توسعه شهری بر محیط زیست در برنامه‌ریزی شهری مورد توجه قرار گیرد. در این مقاله، یک ساختار برنامه‌ریزی بهینه برای کاهش بار آلودگی رودخانه خرم آباد، استان لرستان تدوین شده است. سیستم نسبت تجارت فازی توسعه یافته بر اساس تحلیل فازی برای 9 تخلیه کننده با توجه به پارامتر اکسیژن موردنیاز بیوشیمیایی (BOD) برنامه‌ریزی شد و با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهینه شد. توابع هدف برای تحلیل فازی نقاط بیشینه و کمینه حدود فازی برای تخمین پاسخ‌های غیرقطعی مدل در نظر گرفته شد. علاوه بر این نرخ تبادل آلاینده بین نقاط کنترل تخلیه آلاینده بر اساس مدل شبیه‌سازی تعادل کیفی به دست آمد. نتایج نشان داد که تبادلBOD در ایستگاه‌های پایین دست بویژه در محدوده‌های مجتمع کشت و صنعت و کارخانه الکل‌سازی با نرخ تبادل حدود 20 میلیگرم در لیتر در وضعیت بحرانی قرار داشت. بهینه‌سازی برای کاهش هزینه تصفیه فاضلاب نشان داد که مدل پیشنهادی می‌تواند از نظر اقتصادی حدود 11 درصد بهبود یابد. دامنه امکان‌پذیر تغییرات ریسک در سه سطح 30، 60 و 90 درصد ارزیابی شد که حداکثر مقدار تابع هدف برای کارخانه الکل و حداقل مقدار برای کارخانه آرد به دست آمد.