عمده مدل سازی های یکپارچه در سطح حوضه به بیان مسائل هیدرولوژیکی و طبیعی بسنده کرده‏اند. به دنبال ضرورت در نظر گرفتن تعاملات بخش هیدرولوژی با سایر بخش ها در یک حوضه، گرایش به سمت استفاده از رویکرد سیستمیک به وجود آمده است. روابط و اثرات بخش‏های مختلف (منابع آب، اقتصاد، اجتماع، محیط زیست و ...) بر یکدیگر و ارزیابی مسایل به صورت یکپارچه، چالش اصلی برنامه‏ریزی و مدیریت یکپارچه منابع آب می‏باشد. این پایان‏نامه در پی آن است تا به این سوال پاسخ گوید که چگونه می‏توان در تحلیل مسایل در مقیاس یک حوضه آبریز بخش‏های مختلف اقتصادی- اجتماعی آن را با مولفه های طبیعی و محیطی پیوند داد؟ به عبارتی دیگر هدف از انجام این پایان‏نامه تهیه یک مدل یکپارچه از یک حوضه آبریز به صورت نمونه با درگیر کردن ابعاد مختلف طبیعی، اقتصادی و اجتماعی آن می‏باشد. جهت انجام این امر با معرفی مفهوم پیش ارزیابی و انجام آن در قالب چارچوب علت و معلولی dpsir در حوضه آبریز گرگان‏رود-قره سو (که بخش اعظم آن در استان گلستان قرار می‏گیرد)، مدل مفهومی حوضه تشکیل شد که نشان دهنده چارچوب کلی گام ارزیابی می‏باشد. در گام پیش ارزیابی عوامل موثر بر وضعیت حوضه و مسائل آن شناسایی شد و سپس محرک‏ها، فشارها، حالات و اثرات مسائل حوضه در چارچوب dpsir شناسایی گردید. سپس ارزیابی وضع موجود مولفه‏های مختلف حوضه با رویکرد دینامیک سیستم‏ها و با شناسایی الگوهای حاکم بر حوضه شامل الگوی محدودیت رشد در زیرسیستم اقتصاد منطقه، سیلاب و منابع آب، الگوی راه حل‏هایی که شکست می‏خورند در زیرسیستم منابع آب و الگوی انتقال فشار در سیلاب صورت پذیرفت. رویکرد دینامیک سیستم‏ها روش‏شناسی است که می‏تواند ضمن شبیه‏سازی‏های لازم، دینامیک رفتارهای حال و آینده و مکانیزم‏های حاکم بر سیستم را نیز مورد ارزیابی قرار دهد. با انجام گام ارزیابی مشخص شد در حوضه گرگانرود-قره سو که بهره‏وری اقتصادی آب در بخش‏های صنعت و خدمات به ترتیب 47 و 28 برابر بهره‏وری آب در بخش کشاورزی در سال 1385 می‏باشد و همچنین روند مثبت اشتغال‏زایی در این دو بخش در برابر روند منفی بخش کشاورزی می‏باشد، به نظر می‏رسد در برنامه‏ریزی‏های منابع آب تأمین آب جهت بخش‏های خدمات و صنعت در اولویت بیشتری نسبت به کشاورزی باید قرار گیرد. همچنین تغییر کاربری اراضی، سیل و رسوب سه مسئله زنجیره‏ای در این حوضه می‏باشند که جهت حل آن‏ها نیاز به برنامه‏ریزی و مدیریت روی محرک‏های اصلی آن می‏باشد که طبق مکانیزم‏های شناسایی شده تغییر در ترکیب اقتصادی حوضه از کشاورزی به صنعت و خدمات و افزایش شهرنشینی از این عوامل است. در مدل‏سازی انجام یافته در این پایان‏نامه از نرم افزار vensim استفاده شد که توانایی شبیه‏سازی اجزاء متفاوت یک مدل یکپارچه مانند بعد اقتصاد، منابع آب، جمعیت و ... را دارا می‏باشد. در نهایت مدل یکپارچه و پویای مدیریت حوضه آبریز گرگان رود ساخته و سپس صحت‏سنجی شد. این مدل در گام ارزیابی و سپس سیاست‏گذاری و برنامه‏ریزی حوضه مورد استفاده قرار گرفت و از نتایج آن در تحلیل سیاست‏ها و سناریوهای مختلف کمک گرفته شد. نتایج این تحقیق نشان داد که چارچوب تحلیلی dpsir جهت انجام پیش ارزیابی و رویکرد دینامیک سیستم‏ها به منظور انجام گام ارزیابی و شبیه‏سازی سیاست‏های مختلف در حوضه مفید و کارآمد هستند. همچنین توصیه می شود در برنامه‏ریزی‏های کلان آب به روندها و تغییرات صورت گرفته در بخش‏های اقتصادی و اجتماعی به عنوان مصرف کنندگان آب توجه لازم مبذول شود. همچنین شبیه‏سازی سناریوی ادامه وضع موجود نشان داد که سطح جنگل‏ها و مراتع از 109×5/6 در سال 1385 به 109×8/5 در سال 1400 کاهش خواهد یافت و ادامه روند کنونی به افزایش کاربری شهری از 109×2/1 در سال 1385 به 109×3/1 منجر خواهد شد. نسبت کفایت آب کشاورزی در سناریوی ادامه وضع موجود برخلاف تصور نه تنها ثابت نخواهد ماند بلکه از 8/0 در سال 1385 به 56/0 در سال 1400 کاهش خواهد یافت. این نسبت در سناریوی افزایش حجم تأمین آب به 93/0 در سال 1400 افزایش خواهد یافت.

بازار آب به ساز و کاری برای تخصیص آب بر مبنای مبادله ی حق آبه اطلاق می شود که به تعیین قیمت تعادلی در بازار منجر می گردد. در حال حاضر، در برخی از مناطق کشور بازارهای محلی و غیر رسمی آب در حال فعالیت هستند. اما اخیراً تلاش هایی از سوی برنامه ریزان بخش آب کشور در زمینه ی ایجاد بازار آب رسمی شکل گرفته است. یکی از عوامل مهم در موفقیت بازارهای آب، تدارک بستر نهادهای مورد نیاز است. هدف این پژوهش، ارزیابی ساختار نهادی مورد نیاز برای ایجاد بازار آب در حوضه ی آبریز رودخانه ی زاینده رود است. اطلاعات مورد نیاز به شیوه ی نظرسنجی از خبرگان بخش آب حوضه ی آبریز رودخانه ی زاینده رود گردآوری شده است. جامعه ی آماری این بررسی شامل مدیران، دانشگاهیان، حقوق دانان و کارشناسان آب است. داده های مورد نیاز با انجام مصاحبه ی حضوری و تکمیل پرسشنامه ی ساختار یافته جمع آوری شده است. در بخش نخست، ساختار حکمرانی آب در منطقه با استفاده از مدل نهاد- عملکرد مورد سنجش قرار گرفته است و در بخش دوم، با استفاده از چارچوب تحلیل توسعه ی نهادی اوستروم وضعیت قواعد مورد نیاز ایجاد و موفقیت بازار آبی کارامد در شرایط فعلی منطقه، مورد ارزیابی قرار می گیرد. نتایج بخش نخست نشان می دهد که در عملکرد نهاد آب، بیش تر از آن که اثربخشی کلی قوانین و سیاست های بخش آب نقش داشته باشند، اثربخشی کلی مدیریت سازمانی و اداری بخش آب تأثیرگذار و غالب است. به این معنا که نقش محوری را مدیریت فن سالارانه ایفا می کند. همچنین، ارزیابی کلی عملکرد بخش آب در چهار مولفه ی عملکرد فیزیکی، مالی، اقتصادی و عدالت در عملکرد نشان می دهد که عملکرد فیزیکی بالاترین میزان عملکرد را در بین سایر مولفه های عملکردی دارا می باشد. در بخش دوم، نتایج ارزیابی وضعیت قواعد هفت گانه ی مرزی، نقش آفرینی، اقتدار، گستره، اطلاعات، تجمیع و دستاورد نهایی حاکم بر بازار آب نشان داد، که قواعد دستاورد نهایی و تجمیع به ترتیب بازدارنده ترین قواعد مورد نیاز برای برقراری بازار آب در منطقه ی مورد بررسی می باشند. جمع بندی کلی این بررسی نشان می دهد که در شرایط کنونی بستر نهادی ایجاد بازار آب در منطقه مهیا نمی باشد.