水资源安全是保障内陆河流域社会经济与生态环境协调发展的基本因素。然而在干旱区，由于下垫面和气候的作用，水资源在内陆河流域的时空分布极度不均，自然禀赋的特殊性和脆弱性容易导致旱涝事件多发、生态环境脆弱、水资源浪费严重和利用率不高等各种供需水的矛盾和问题。水资源的循环过程对气候变化最为敏感，在未来气候变化的影响下，将导致降水强度变化、蒸发增加、冰川退化等一系列问题，从而恶化干旱区水资源紧张状况;另外，由于人口的急剧增加，经济发展速度持续加快，对地区用水行业造成巨大的压力。　　全球气候模式(Global Climate Models，GCMs)对未来情景预估具有显著的效果，本文根据政府间气候变化专门委员会IPCC第五次评估报告推荐的未来温室气体典型浓度排放情景(Representative concentration pathways，RCPs)，结合历史1961～2010年的气象观测数据，把降尺度GCM输出数据输入水文模型，以便对未来气候变化情景进行模拟，从而分析未来水资源变化情景。以旬为时间尺度，选取了开都-孔雀河流域为研究区，考虑不同县市生产、生活、生态用水在不同用水时期的需水量，同时计算各地区市政、畜牧、二三产业、农业、生态等用水单元获得单位水量时的综合效益和未获得相应水量时的损失，对未来不同气候情景各用水行业进行时空水资源优化。首先，在基于对径流量统计分级的随机来水情境下，采用二阶段区间优化算法，对流域不同用水单元按照经济和生态综合效益最大化进行配置;其次，在上述研究的基础上，针对地区水资源时空分布不均的问题，利用湖泊对河川流量的调节作用，进行河湖水资源联合调度;采用线性规划方法有计划地规划湖（库）蓄水和下泻，使丰水期水资源不至浪费，又缓解了枯水期水量紧缺的状况，从而使不规律的河川来水在最大程度上匹配区域需水规律，以全年用水净收益最大为目标，计算不同的用水时期博斯腾湖蓄水和下泻水量;在对河湖联合调度蓄水和下泻研究的基础上，优化各旬市政、畜牧、二三产业、农业、生态等用水行业的水资源配置，实现水资源的精细化利用，从而达到缓解干旱区水资源紧张状况提升水资源利用效率的目的。主要结论如下:　　(1)随机来水时全区在中等来水水平历史模拟的收益为1553.77×108～3401.19×108元·a-1;河湖调度方法中2009年全区收益经济生态综合收益1908.30×108元·a-1，其中农业收益96.92×108元·a-1，第二产业384.94×108元·a-1，第三产业102.74×108元·a-1，分别为2009年实际收益的1.47倍、1.24倍、1.17倍。　　(2)在随机来水时RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0、RCP8.5情景缺水量最大的月份都在6月，分别2.15×108～2.89×108m3、2.54×108～3.07×108m3、2.70×108～3.23×108m3、2.86×108～3.35×108m3;与之相比，河湖联合调水情况下缺水量最大的月份出现在7月为1.83×108m3，通过以上数字对比说明河湖联合调度能有效调节流域用水、提高水利用效率，在河流来水水量相对丰富和相对匮乏的的时期，湖泊的调蓄能力显得尤为突出。　　(3)与随机来水情境对比，河湖水联合调度可以避免1、2、11、12等月份水资源的浪费，并为4、5、8、10等水资源量相对短缺的月份增加供水，以实现水资源的高效利用，发挥最大的经济和生态综合效益。