水-生态-经济系统之间的耦合关系，是在区域发展过程中这三个子系统之间相互作用、相互影响和相互制约等非线性关系的总合。人类经济建设活动的日益加大和现代社会发展需求的不断提高，使原有的自然水文循环过程出现了二元分化，增加水-生态-经济系统耦合关系的复杂性和不确定性。本研究以新疆焉耆盆地为研究靶区，借助国内外相关领域的新理论和研究成果，以3S技术和SD建模方法相结合，探索进行流域水文要素的提取及其时空展布，构建二元水循环过程模拟的时空动力学模型。研究焉耆盆地水资源调节枢纽—博斯腾湖水盐平衡的动态演变及其生态效应。在水文要素信息挖掘方面提出:①无需阈值的水面面积信息提取指数CBDN;②博斯腾湖芦苇湿地动态监测方法;③湖水水位和库容信息的反演方法;④从中分辨率遥感影像提取农作物面积信息的方法等。构建基于GIS-SD的焉耆盆地及博斯腾湖的二元水循环模拟模型，对博斯腾湖水盐平衡的主要水文要素进行敏感度分析和情景分析，得到以下结论:　　(1)地表水入湖水量、蒸发量和地表水出湖水量是影响湖水位的主要因素;保持湖水的高水位意味着大量水资源的蒸发损失，博斯腾湖通过蒸发损失的水量大于流入总地表水量的一半以上;　　(2)湖水位和湖水交换率是影响博斯腾湖水矿化度的主要因素;　　(3)博斯腾湖水交换率的提高不但能够降低湖水矿化度，还能给湖下游的孔雀河流域提供更多的地表水;　　(4)扩大孔雀河流域的灌溉面积比在开都河流域扩大灌溉面积，更有利于湖矿化度的降低和减少湖水无效蒸发的损失量。