این تحقیق به بررسی تغییرات مکانی و زمانی کیفیت آب زیرزمینی استان گیلان در یک دوره آماری هشت ساله (1388-1381) با استفاده از روش های زمین آماری و مدل سازی کمی و کیفی آب زیرزمینی در این استان پرداخته است. روش های کریجینگ و عکس فاصله وزن دار با توان یک تا پنج برای درون یابی توزیع مکانی پارامتر هدایت الکتریکی استفاده شدند. داده ها مربوط به 130حلقه چاه شبکه پایش آب های زیرزمینی شرکت آب منطقه ای استان گیلان بودند. در این راستا پس از نرمال کردن داده ها بهترین مدل واریوگرام به واریوگرام تجربی و بهترین روش درون یابی انتخاب شدند. نتایج نشان داد که بهترین مدل برازش داده شده به مدل واریوگرام تجربی هدایت الکتریکی، مدل های کروی و نمایی هستند. همچنین روش عکس فاصله وزندار نسبت به روش کریجینگ از دقت بالاتری برخوردار است. در نهایت نقشه های پهنه بندی تهیه شدند. این نقشه ها نشان دادند که بیش ترین میزان شوری آب های زیرزمینی در استان گیلان در بخش های مرکزی و مرکزی متمایل به شرق تجمع یافته و طی چند سال متوالی تقریبا در یک وضعیت یکسان قرار داشته و تنها در سه سال آخر دوره کمی از مساحت محدوده های شور کاسته شده است. از نرم افزار gms برای مدل سازی تغییرات تراز سطح آب زیرزمینی در بخشی از دشت آستانه اشرفیه استفاده شد. در مرحله واسنجی، مقادیر بهینه پارامتر هدایت هیدرولیکی با استفاده از تراز مشاهده شده از سطح ایستابی در آبان 1386 برآورد شد. سپس مقادیر بهینه تغذیه و برداشت، با استفاده از تراز سطح آب زیرزمینی مشاهده شده در ماه های اردیبهشت، مرداد، آبان و بهمن سال 1386 برآورد شدند. در مرحله اعتبارسنجی، تراز آب زیرزمینی در ماه های اردیبهشت، مرداد، آبان و بهمن سال های 1382 و 1384 به وسیله مدل واسنجی شده modflow برآورد شد. حداکثر مقدار میانگین قدر مطلق خطا در مرحله واسنجی،در اردیبهشت ماه سال 1386 و معادل با 26/0 متر و در مرحله اعتبارسنجی،در سال 1382 معادل با 43/0 متر و در سال 1384 معادل با 58/0 متر به دست آمد که هر دو این مقادیر مربوط به آبان ماه بودند. این مقادیر نشان از عملکرد مناسب مدل در برآورد تغییرات سطح آب زیرزمینی در مراحل اعتبارسنجی و واسنجی است. نتایج شبیه سازی های کیفی انجام شده در سال های 1382، 1383، 1385، 1386 و 1387 در محدوده ی قابل قبول و شبیه سازی انجام شده در سال 1384 در محدوده ی ضعیف واقع شدند. نتایج حاصل را می توان با توجه به نقص داده ها و شرایط خاص حاکم بر مدل سازی در محدوده ی مورد مطالعه و به ویژه استفاده از داده های شش ماه قبل به عنوان شرایط اولیه ی tds قابل قبول دانست.