石羊河流域是甘肃省河西内陆河流域中人口最多、水资源开发利用程度最高、用水矛盾最突出、生态环境问题最严重、水资源对经济社会发展制约性最强的地区。流域水资源已严重超载，生态用水严重不足，致使流域生态环境日趋恶化，已严重影响到区域社会经济的可持续发展，也对国家生态安全构成严重威胁。显然，石羊河流域的综合治理已成为一个重要和迫切的重大任务。　　 石羊河流域的水危机已得到重视并开始实施综合治理，但其中迫切需要解决的科学和技术问题也日益凸显。本文在总结前人研究的基础上，开展了以下的工作并得到初步结论。　　 (1)在分析石羊河流域近50a以来水资源、生态和社会经济资料的基础上，指出其产生水危机和生态危机根源在于水资源的严重短缺和不合理的开发利用。　　 (2)分析了流域水循环的改变、用水格局的变化和现代生态环境演化，探讨了流域水循环关系改变的生态环境效应并得到初步结论：水资源的量、质、时空分布以及开发利用方式、强度显著决定了绿洲生态系统的演化方向，进而影响到流域人类生存环境的质量。　　 (3)对干旱区生态恢复问题进行简要分析，提出实施干旱区生态改良的创新思路：综合现代生态学、生态水文学、系统科学等相关科学的理论和方法，因地制宜地建设生态功能和经济效益并重的节水型生态系统，并形成“科技—农业(含林业、草业、牧业)—工业(农林草牧产品深加工、药业)—贸易”一体化的生态产业集群。在分析流域生态恢复限制条件的基础上，确定了用20a时间将下游生态恢复到1970s末水平的生态改良目标：上游水源涵养区25以上坡地全部退耕，推行水土保持措施；下游绿洲地下水位埋深恢复到3-5m范围内，实现地下水采补平衡；同时，推行生态产业化，促进流域内经济发展水平达到同期国内平均水平。探讨了改变经济增长方式和用水方式以适应水资源短缺形势、进行流域综合治理和生态改良的可行策略。　　 (4)针对流域下游民勤绿洲生态系统面临崩溃的严峻现实，从流域综合治理的重要性、复杂性、迫切性出发，提出了建立石羊河流域节水型生态特区的新思路并进行了生态特区建设的初步规划，讨论了建立节水型生态系统、发展节水型生态产业及相关的重大问题。　　 (5)建立了民勤绿洲5种主要农作物的水分生产模型并得到其非充分灌溉条件下的优化灌溉制度及不同灌水方式下的最佳灌水定额；在对流域水循环规律进行分析总结的基础上，提出—个计算流域尺度节水潜力的简单方法，并计算出流域尺度节水潜力为3.57×108m3。针对地下水超采的严重后果，提出兼顾生存与发展、开发与保护的“折衷”思路，运用优化技术得到了相当于现状超采量53％的优化开采量；提出一个地表水与地下水联合调度的简单方法，进行了民勤绿洲地表水与地下水的联合调度。　　 (6)分析了民勤绿洲主要植被的生态地下水位，提出3—5m为其适宜生态水位；讨论了民勤绿洲边缘防护体系的优化结构与灌溉方式；建立流域下游生态需水计算方法，具体计算了其天然绿洲、人工绿洲边缘防护林体系、农田内部防护体系、弃退耕土地治理、水盐平衡、地下水回补等方面的生态需水量，总量为6.3602-6.4520×108m3(包括当地地下水利用量1.0358-1.1258×108m3)。对流域水资源进行了配置，并提出宏观控制和定额管理结合的水量控制办法及指标体系。　　 (7)从根本上解决流域水危机，应在未来适当时机进行跨流域生态调水。提出了集黄河干流水能开发与石羊河流域生态治理为一体的“以水发电，以电供水，以水抢救民勤”的“引黄济民”生态调水工程思路，定量分析了石羊河流域受水后的水资源配置及中下游社会经济和生态系统演化趋势。