我国人均水资源量少,空间分布很不均匀,与耕地分布不相匹配,这在我国众多的大中小型灌区表现的尤为突出,致使灌区不同程度地存在着水资源配置不合理现象。本文以山东德州潘庄灌区为例,基于Khan等(2009)和周长春(2012)的研究,对Khan等建立的土壤水平衡模型进行了改进,研究了灌区上、中、下游棉花耗水量(也就是作物实际蒸散发,简称ET)、灌溉水量和水分利用效率的差异。然后建立灌区上、中、下游水资源合理配置模型,对灌区上、中、下游小麦玉米和棉花地表水和地下水相互作用关系进行了研究,在此基础上,分析出灌区上、中、下游地表水和地下水不同比例使用最佳的灌溉制度,实现灌区水资源的合理配置。通过研究,结论如下:(1)灌区上、中、下游棉花在生长季节主要消耗降水,其次为灌溉。从2000-2009年绝大多数年份内,除底墒水60 mm外,棉花在生长期间只需要灌溉一次。灌区上、中、下游棉花10年平均耗水量(即蒸散量,ET)分别为628.88 mm、626.89 mm和641.4 mm。灌区下游棉花的耗水量和水分利用效率最大,其次是上游,最后是中游。(2)基于灌区水资源合理配置模型和上、中、下游小麦玉米和棉花地表水和地下水相互作用关系,证明仅依靠地下水灌溉,地下水埋深增加很快,会造成地下水漏斗和增加灌溉成本;仅依赖地表水灌溉,地下水埋深较浅,潜水蒸发量较大,造成水资源损失。为了避免这些不利影响,最好采用地表水和地下水联合灌溉模式。(3)应用灌区水资源合理配置模型,在8种灌溉情景下,对灌区上、中、下游小麦、玉米和棉花产量和水分利用效率进行了分析,基于地下水埋深控制、用水效率控制和用水总量控制原则,分析出灌区上、中、下游地表水和地下水不同比例使用最佳的灌溉制度,实现了灌区水资源的合理配置。