امروزه با رشد بی سابقه جمعیت و نیاز روزافزون به آب در زمینه های مختلف کشاورزی، صنعتی و شهری، مسأله چگونگی تأمین آب با کیفیت مناسب بسیاری از سیاست گزاران و برنامه ریزان منابع آب را با چالش های جدی مواجه ساخته است. در زمینه مدیریت منابع آب یکی از راهکار هایی که در دهه های اخیر مورد توجه زیادی قرار گرفته است، بهینه سازی استفاده تلفیقی از منابع آب سطحی و زیرزمینی می باشد. ترکیب روش های شبیه سازی و بهینه سازی یک تکنیک مفید و قدرتمند جهت یافتن سیاست های بهینه مدیریت تلفیقی منابع آب به شمار می رود. در این تحقیق بهره برداری بهینه از منابع آب سطحی و زیرزمینی محدوده مطالعاتی کوهپایه - سگزی در حوضه آبریز زاینده رود مورد مطالعه قرار گرفته است. با توجه به این که در این منطقه بخش کشاورزی مصرف کننده عمده آب سطحی انتقال یافته از طریق شبکه های آبیاری آبشار و رودشتین و آب زیرزمینی برداشت شده از آبخوان های آبرفتی سطحی و عمقی منطقه می باشد، تدوین مدل مدیریتی به منظور تعیین میزان تخصیص بهینه از هر یک از منابع آب سطحی و زیرزمینی موجود به اراضی تحت کشت در گام های زمانی فصلی مورد توجه قرار گرفت. در مدل مدیریتی از تلفیق مدل شبیه سازی داده محور مبتنی بر روش نوین ماشین های بردار پشتیبان و تکنیک بهینه سازی الگوریتم ژنتیک استفاده شد. برای آموزش مدل شبیه سازی ماشین های بردار پشتیبان که به منظور تخمین تغییرات تراز سطح ایستابی و تعیین توابع پاسخ آبخوان تدوین شده است از اجراهای مکرر مدل gv4 کالیبره شده محدوده به ازای نرخ های برداشت و تغذیه مختلف استفاده شد. مدل شبیه سازی تدوین شده توانایی تعیین میزان تغییرات متوسط تراز سطح ایستابی آبخوان مورد مطالعه در پاسخ به استراتژی های مدیریتی پیشنهادی مدل بهینه سازی الگوریتم ژنتیک را دارا می باشد. مدل مدیریتی تحت سناریو های مختلف اجرا شده و الگو های بهینه برداشت از منابع آب موجود در منطقه مطالعاتی برای هر سناریو به دست آمد. نتایج نشان داد در شرایط حاضر از لحاظ الگوی کشت و میزان اختصاص آب سطحی به شبکه های آبیاری آبشار و رودشتین، امکان تأمین نیاز آبی تمام اراضی قابل کشت منطقه وجود ندارد؛ اما در صورت کاهش نیاز آبی از طریق تغییر الگوی کشت و یا کاهش سطوح زیرکشت امکان بهره برداری پایدار از منابع آب موجود ضمن کنترل تغییرات تراز سطح ایستابی وجود خواهد داشت