我国干旱内陆地区降水稀少,地下水是人类生产、生活及维护生态环境的重要资源,是灌溉水的主要来源之一。干旱地区的农业生产以灌溉农业为主,水资源短缺及节水灌溉技术应用不到位等问题造成农业发展受阻。随着规模化节水灌溉技术的发展及国家对生态环境治理力度的进一步加大,水资源的利用格局将发生一系列复杂的变化,进而引起地下水系统发生变化,因此选取具有典型干旱区地貌景观的新疆三工河流域,运用HYDRUS-1D及PMWIN(Processing MODFLOW for Windows)对地下水在不同灌溉模式及开采方案下水位与水量的变化规律进行分析研究,确定满足灌溉模式发展规律及地下水埋深约束条件下的地下水可持续开采量,对整个流域的地下水合理开发利用及生态可持续发展都具有十分深远的作用与意义。经分析计算得到以下结论:1)三工河流域传统灌溉下的田间入渗系数介于0.542-0.662之间,节水灌溉的田间入渗系数介于0.109-0.410之间;随着未来规模化节水灌溉技术的发展,田间入渗系数将会进一步降低,流域内地下水系统也将随之发生变化。2)综合考虑规模化节水灌溉及地下水开采对生态环境的影响,设计6种不同的地下水利用模式进行数值模拟,并确定三工河流域溢出带以下区域地下水的合理埋深为2-6m,用PMWIN对6种方案下的地下水进行模拟,结果表明:方案1符合合理埋深范围的区域占比为60%,方案5及方案6符合的区域占比分别为94%,97%。3)分析6种方案下流域地下水资源量及埋深的变化情况,结果表明:当流域灌溉水田间入渗系数降低至0.2左右时,流域溢出带以上区域的地下水可持续开采量为3200×10~4m~3/a,流域溢出带以下区域的可持续开采量为790×10~4m~3/a,此时,流域溢出带以下大部分区域水位将处于生态埋深范围内。