灌区是区域经济发展的重要支撑，也是区域生态环境保护的重要依托。井渠结合的灌溉模式可灵活运用地表水和地下水，重复利用渠灌的渗漏水，调控灌区地下水位，已成为我国北方灌区实现农业高效用水的发展方向。由于缺乏对地表水和地下水的开发利用的行统一规划和科学配置，导致灌区地下水采补失衡，出现了水土环境恶化问题，严重影响了灌区的可持续发展。因此，开展井渠结合灌区地下水与地表水的联合调控研究，合理调配和利用有限的水资源，对灌区的可持续发展和生态环境保护具有重要意义。本文以我国西北典型的井渠结合灌区陕西省泾惠渠灌区为研究区，综合考虑泾惠渠灌区的实际运行情况，以水资源供需平衡为基础，建立了灌区水资源优化配置多目标模型，以地表水供水量和地下水开采量为耦合变量，将水资源优化配置模型和课题组利用Visual Modflow软件建立的地下水模拟模型耦合起来，建立了优化与模拟相结合的灌区水资源联合调控模型，采用人工鱼群算法求解多目标优化配置模型，对灌区不同水平年水资源联合调控的最佳模式进行了研究。主要研究内容和取得的主要结论如下：（1）采用定额法计算获得不同水平年灌区工业、生活和灌溉等用水部门的需水量及其年内分布，并进行供需水量平衡分析。2010年50%保证率灌区需水量为46994万m3，需水得到满足，灌区不缺水；75%保证率需水量为62932万m3，可供水量为61684万m3，缺水量为1248万m3。拟定情景A（西郊水库不向三原工业供水）和情景B（西郊水库向三原工业供水）来设置2020年西郊水库运行状况，2020年50%保证率灌区需水量为48199万m3，需水得到满足，灌区不缺水；75%保证率需水量为62842万m3，情景A可供水量为58631万m3，缺水量为4211万m3；情景B可供水量为59684万m3，缺水量为3157万m3。2020年与2010年相比，灌溉需水比例降低，工业需水比例显著增加，城镇和农村生活需水比例增长较为缓慢。2020年75%保证率，情景B与情景A相比，灌区缺水量减少，缺水率降低，表明了灌区未来规划将西郊水库蓄水用于三原工业供水的可行性。（2）根据灌区实际情况和水资源供需平衡结果，以灌区全年缺水总量最小及全年相对缺水率平方和最小为目标，建立了灌区灌溉水资源优化配置多目标模型，采用人工鱼群算法求解，得到不同水平年水资源的年内分配结果，为水资源联合调控研究提供数据支撑。（3）以地表水供水量和地下水开采量为耦合变量，将灌区水资源优化配置结果进行水均衡计算，输入Visual Modflow建立的灌区地下水模拟模型，模拟地下水位动态变化，以地下水位年变幅的绝对值是否小于某一允许值为判定依据，不断调整水资源优化配置模型，最终获得不同水平年灌区水资源联合调控的年内分配结果。2010年，50%保证率灌区供水量为46784万m3，地表水与地下水供水比例为3.24，缺水量为210万m3，地下水平均水位降低0.097m；75%保证率供水量为60539万m3，地表地下供水比为2.49，缺水量为2393万m3，地下水位降低0.379m。2020年情景A，50%保证率灌区供水量为47843万m3，地表地下供水比为2.36，缺水量为357万m3，地下水位降低0.091m；75%保证率供水量为57933万m3，地表地下供水比为2.35，缺水量为4909万m3，地下水位降低0.415m。2020年情景B，50%保证率灌区供水量为47800万m3，地表地下供水比为2.58，缺水量为399万m3，地下水位降低0.108m；75%保证率供水量为58861万m3，地表地下供水比为2.43，缺水量为3980万m3，地下水位降低0.405m。缺水集中于灌溉，缺水时段主要为6月、7月、8月。