مدل سازی تلفیقی منابع آب، مدل سازی ریاضی اندرکنش جریان های سطحی و زیرزمینی است که اثر متقابل جریان های سطحی و زیرزمینی را با لحاظ نمودن اثرات سایر پارامترهای موثر از قبیل تغذیه، برداشت و تبادلات سیستمی نشان می دهد. این نوع مدل سازی می تواند نقش اصلی را در مدیریت و بهره برداری جامع از منابع آب ایفا نماید. در این تحقیق به بررسی و مدل سازی یک هیدروسیستم پیچیده و به طور خاص مدل سازی اندرکنش رودخانه، سیستم کانال های آبیاری و زهکشی چند شبکه ای با آبخوان چند لایه ای شامل لایه های آبدار محصور و غیرمحصور پرداخته شده است. در این مدل سازی محدوده زیرحوضه کوهپایه- سگزی با ساختار فیزیکی پیچیده به عنوان مطالعه موردی انتخاب گردیده است و شرایط فیزیکی، معادلات حاکم بر اندرکنش جریان های سطحی وزیرزمینی، پارامترهای موثر بر فرآیند اندرکنش، نحوه تأثیر پارامترها، لحاظ نمودن اثرات مربوطه در مدل و محدودیت های مدل سازی، به منظور ارایه مدل شبیه ساز تلفیقی در یک نمونه کاربردی، براساس ساختار مدل groundwater vistas 4 بررسی شده است. مدل شبیه سازی تلفیقی برای حالت های ماندگار و ناماندگار به صورت جداگانه اجرا و در مراحل مختلف مورد واسنجی قرار گرفته است و با انجام آنالیز حساسیت در مراحل مختلف ضمن بررسی نحوه و میزان تأثیر هر یک از پارامترها بر نتایج مدل در هر مرحله، صحت نتایج حاصل از واسنجی مدل مورد تأیید قرار گرفته است. در نهایت رفتار هیدرولیکی هیدروسیستم مشخص و مقادیر سطح تراز هیدرولیکی، جریان و میزان تبادلات جرمی، ضرایب هیدرودینامیک سفره های سطحی وعمقی به صورت متوسط، و سایر پارامترهای مورد نظر نیز تعیین و ارایه شده است. لازم به ذکر است که در کلیه مراحل مدل سازی اندرکنش آب های سطحی و زیرزمینی در محیط اشباع فرض گردیده است.