در مناطقی که استفاده تلفیقی از سفره آب زیرزمینی و رودخانه انجام می گیرد، سفره آب زیرزمینی در مواقع کم آبی های رودخانه به عنوان گزینه مناسبی جهت بهره برداری از منابع آب محسوب می شود. هدف از این تحقیق، تهیه مدلی است که بتواند با تلفیق بهینه از آب سطحی و سفره به خصوص در شرایط خشک سالی ها، الگوی مناسبی را جهت بهره برداری ارائه کند. منطقه مطالعاتی در این تحقیق، دشت مرودشت- خرامه در استان فارس می باشد که تامین نیاز آبی آن از شبکه آبیاری و زهکشی سد درودزن، رودخانه های کر و سیوند و سفره آب زیرزمینی انجام می شود. در گام اول شبیه سازی سیستم رودخانه و سفره در دو حالت پایدار و ناپایدار به صورت عددی انجام گردید. واسنجی مدل در حالت پایدار، با هدف تدقیق ضریب هدایت هیدرولیکی برای آبان 86 انجام شد و در شرایط ناپایدار نیز با توجه به آمار و اطلاعات موجود و تنش های وارد بر سیستم، مدل سازی برای یک دوره 4 ساله (سال آبی 87-1383) با تنش های فصلی صورت گرفت. این مرحله از مدل سازی نیز با هدف تدقیق ضریب آبدهی ویژه و تغذیه ناشی از بارندگی در منطقه مطالعاتی مورد واسنجی واقع شد. انطباق قابل قبول داده های مشاهداتی و محاسباتی در دوره صحت سنجی نیز، قابلیت مدل را در پیش بینی کمی آب زیرزمینی تایید نمود. نتایج نشان داد که توزیع هدایت هیدرولیکی در منطقه مورد مطالعه بین 42/0 تا 88 متر در روز و آبدهی ویژه بین 04/0 تا 39/0 متغیر است. پس از اطمینان از صحت مدل تعیین شده، به منظور بهبود مدیریت آبخوان دو سناریو مطرح شد. شبیه سازی سناریوی ادامه وضع موجود نشان داد که در شرایط کنونی تقریبا از حداکثر توان سفره آب زیرزمینی استفاده می شود و افزایش مقادیر برداشت از سطح آب زیرزمینی در سال های آتی، منجر به افت چشمگیر در سفره آب زیرزمینی خواهد شد. شبیه سازی کاهش برداشت از منابع آب زیرزمینی در شرایط خشکسالی نشان داد که پتانسیل توسعه بهره برداری در دشت وجود ندارد.