ظرفیت محدود آبخوانها و بهرهبرداری بیش از حد از آنها بخصوص در دو دهه اخیر، باعث افت شدید سطح آب زیرزمینی و همچنین کاهش کیفیت آب آن ها شده است. ادامه این روند در کشوری که در اکثر مناطق آن، آب زیرزمینی تنها منبع تامین کننده آب مورد نیاز شرب، کشاورزی و صنعت است، فاجعه جبران ناپذیری را از نظر اجتماعی و اقتصادی بوجود خواهدآورد. مدل ریاضی modofc، مدلی سه بعدی جهت شبیه سازی و مدیریت بهینه آب های زیرزمینی در منطقه اشباع به روش تفاضل محدود می باشد. این برنامه کنترل جریان آب زیرزمینی را با استفاده از روش ماتریس پاسخ به یک برنامه بهینه سازی تبدیل می کند. روش بهینه سازیmodofc می تواند به عنوان یک ابزار بسیار موثر در طراحی بهینه هزینه و سیستم کنترل هیدرولیکی در آب زیرزمینی مورد استفاده قرار گیرد. راه حل بهینه سازی این روش که بطور گسترده در مدل سازی محیطی آب زیرزمینی استفاده می شود، به صرفه جویی در هزینه های غیر ضروری و کاهش زمان آنالیز کمک می کند. در این تحقیق با استفاده از نرم افزار groundwarer vistas-6، شبیه سازی جریان آب زیرزمینی در شرایط حاکم منطقه برای یک دوره آماری 2 ساله انجام گرفت و میزان افت سطح آب زیرزمینی در دشت بیرجند تعیین گردید. سپس جهت مدیریت بهینه آبخوان دشت بیرجند از مدل modofc استفاده گردید و رفتار آبخوان خطی در نظر گرفته شد. نتایج بدست آمده در این تحقیق، نشان داد که مدل بهینه سازی توانسته است با متوسط سالیانه 6/79 درصد برداشت بهینه نسبت به شرایط فعلی، افت سطح آب زیرزمینی را به میزان زیادی کاهش دهد که بیشترین 8 متر در چاه مشاهده ای شماره 4 می باشد. همچنین مقایسه مقادیر افت در شرایط بهینه حاصل از مدل بهینه سازی و شبیه سازی نتایج بهینه سازی نشان داد که خطی در نظر گرفتن رفتار آبخوان چندان دور از واقعیت نمی باشد.