近百年来,气候变化和人类活动对水资源产生了较大影响,全球范围内需水量的大幅增长与水资源的短缺形成了尖锐矛盾,极端水事件发生频率逐步提高,生态环境不断恶化,水资源合理调控作为解决这些问题的有效手段之一,已经开展了很多研究,但针对荒漠绿洲所在流域兼顾植被恢复与农业用水、地表水与地下水(地下水位)联合调控的研究较少。黑河流域水资源匮乏,气候干旱,是典型的西北内陆河流域,对黑河流域进行地表水与地下水联合调控研究,在丰富地表水与地下水联合调控相关研究成果的同时,对黑河流域生态环境恢复具有现实意义,亦为中国西北内陆河流域绿洲生态改善提供了参考。本文以中国西北内陆河流域典型流域—黑河流域东部子水系中下游平原区(上游为山丘区,水资源开发利用程度较低)为研究区,在收集整理研究区气象站气象要素、水文站径流要素、张掖和额济纳等市县社会经济、供用水、黑河流域遥感影像、黑河流域地下水埋深等多年年(月)序列数据的基础上,深入分析水资源开发利用现状、存在的问题,开展供需水预测,提出面向生态稳定的地表水与地下水联合调控新模式;使用水平衡原理、多目标规划、遗传算法、大系统分解协调理论等方法,构建水平衡模型及地表水与地下水联合调控模型,提出黑河流域荒漠绿洲面向生态稳定的地表水与地下水联合调控方案,主要结论如下:1.黑河流域现状水资源开发利用中存在的主要问题是:水资源匮乏,开发利用强度大、生态环境恶化、用水结构不合理、水利工程等影响大、管理力度不足、管理机制体系不健全等。2.结合植被面积和盖度与地下水位、社会经济发展等,在有限水资源条件下以及一定的节水措施下,初步预测了研究区未来供需水状况,根据相关规划与文献确定,研究区可供水量为24.6亿m3;2035年需水量为29.25亿m3,其中农业、工业、生活、生态需水量分别为13.08亿m3、1.59亿m3、1.39亿m3、13.19亿m3(其中额济纳绿洲植被需水量为6.74亿m3),水资源初步平衡分析表明缺水4.65亿m3;2050年需水量为30.46亿m3,其中农业、工业、生活、生态需水量分别为12.26亿m3、1.84亿m3、1.72亿m3、14.64亿m3(其中额济纳绿洲植被需水量为7.54亿m3),水资源初步平衡分析表明缺水5.86亿m3,研究区供需矛盾突出,缺水量较大,这就需要未来合理调控水资源,解决缺水、生态恢复等问题。3.对黑河流域莺落峡、草滩庄、黑河大桥、正义峡等断面下泄量进行了系统分析,总体上看,近十年黑河流域进入了丰水期,下泄量呈明显增加的趋势。在此基础上,利用2000-2016年黑河流域中游水文、气象、供用水等数据,建立了黑河流域中游水平衡模型,并利用最小二乘法和遗传算法进行了参数率定,最终得到相关系数为0.8、NSE系数(纳什效率系数)为0.59的黑河流域中游水平衡模型,模型可以很好的描述地表水与地下水之间的响应关系以及莺落峡来水量与正义峡下泄量之间的关系。4.纳入中游水平衡模型,构建了研究区面向生态稳定的地表水与地下水联合调控模型,初步供需水平衡分析显示研究区缺水量较大,因此模型坚持以供定需的原则,协调生态、工业、农业、生活等用水,在有限水资源条件下,利用充分的节水措施以及产业结构调整措施,实现生态恢复、水资源利用效率和效益最大化、满足各行业发展规模、水资源得到可持续利用的总体目标,经模型运算求解后,提出了黑河流域荒漠绿洲面向生态稳定的地表水与地下水联合调控方案。经优化调控后2035年研究区总配水量为24.49亿m3,其中地表水配水量为18.2亿m3,地下水配水量为6.29亿m3,农业、工业、生活、生态配水量分别为8.31亿m3、1.59亿m3、1.39亿m3、13.2亿m3;2050年总配水量为24.6亿m3,其中地表水配水量为18.2亿m3,地下水配水量为6.4亿m3,农业、工业、生活、生态配水量分别为6.53亿m3、1.84亿m3、1.72忆m3、14.51亿m3;经济系统内部工业效益占比逐渐增大,研究区经济效益逐步上升,下游荒漠绿洲区自然绿洲面积不断扩大,基本可以恢复到目标年水平,实现荒漠绿洲区的生态稳定。