黑河流域是我国西北干旱区第二大内陆河流域，张掖市是黑河流域的主体组成部分和精华地区。干旱区内陆河流域的核心在于水,核心区域在于绿洲。―水‖的实际使用单位是―灌区‖，而不是绿洲整体。也可以说，正是具有复杂互赖关系的一个个灌区，经过空间整合后，才形成了现代绿洲。在人工灌渠系统的强烈控制与引导下，渠系的供水量决定了灌溉面积（水浇地）的大小，而水浇地的规模又决定人口的承载能力，因此，水—土—人系统存在着高度的相互依存性和共生性。论文从张掖土地―二调‖数据库中提取居民点斑块用地面积和水浇地斑块用地面积，分别表征―聚落‖和―土地‖；从张掖市―灌区管理年报‖数据库中提取渠系属性数据和水资源属性数据，表征―水资源‖。采用从局部到整体的思路，首先从三类典型灌区入手，综合应用空间自相关模型，解读水—土—聚落之间的空间组织格局，再放大到张掖27个大灌区，进一步考察灌区整体中水—土—聚落之间的空间组织格局，最后应用耦合度模型和协调度模型，分析灌区水—土—聚落之间的耦合关系和协调关系。结果表明：(1)从三类典型灌区角度讲：新坝灌区（绿洲边缘灌区）受来水方向和保证程度的深刻影响，渠系呈典型的放射扇形特征，渠系、水浇地和居民点自干渠向外，由热点地区逐渐转变为冷点地区，说明上游地区对下游地区的水资源利用具有一定程度的―剥夺‖效应，渠系对水浇地分布具有显著的控制和引导作用。平川灌区（沿山独立灌区）受黑河干流走向的影响，干渠基本与黑河平行展布，居民点、水浇地表现出明显的核心（黑河及沿岸干渠）——外围特征，即从黑河沿岸向外围过渡，居民点、水浇地、和渠系逐步由热点向冷点转型，表现为黑河沿岸干渠对人口和水资源具有较强的基础性作用。盈科灌区（典型的绿洲中腹灌区）渠系呈典型的格网状特征，由于水资源在灌区内部进行复杂的多级分配，导致灌区内部也存在着复杂的串、并联关系，由于水资源丰富，保证程度高，渠系对于水浇地和居民点的控制作用反而低于其它两类灌区。(2)从张掖灌区整体角度讲：渠系和水浇地Moran指数均大于0，但绝大多数在0.1—0.4之间变化，说明渠系和水浇地在空间分布上具有一定的均匀性。从渠系、水浇地和居民点Moran指数看，渠系(4.783507)>水浇地(4.350581)>居民点(2.006427)，也就是说，渠系的关联性强于水浇地，更强于居民点，在三者中，渠系与水浇地之间的相关性更密切。在典型的绿洲灌区内，渠系、水浇地和居民点Moran指数均表现出较好的耦合性。但在绿洲边缘灌区和沿山独立灌区渠系、水浇地和居民点的Moran指数表现出强烈的反差,说明水—土—聚落在空间分布上存在着明显的不一致。在张掖灌区中，绿洲核心区灌区和边缘区灌区之间、典型绿洲灌区和沿山独立灌区之间对于人口和水资源的聚集程度存在着明显的差异。绿洲核心区表现出明显的空间聚集特征，而边缘区和沿山灌区由于水资源保障和区位条件制约，是水资源和人口的低密度分布区。(3)张掖市所有灌区单元，聚落和水、土资源耦合度平均值为0.714，为高水平耦合阶段。但空间差异明显，水—土—人高强度耦合地区(耦合度值在0.8以上)主要分布在部分绿洲核心区；水—土—人处于磨合阶段的地区(耦合度值在0.5～0.8之间)主要分布在经济核心区或者行政中心聚集区；中等强度耦合地区(耦合度值在0.5～0.3之间)主要分布沿山灌区和边缘灌区；低强度耦合地区(耦合度值在0.3以下)，主要分布在更具有独立性的肃南灌区中。可见水—土—人耦合度基本表征为绿洲中腹灌区高于边缘区灌区，联合灌区高于独立灌区。(4)张掖灌区单元水—土—人系统协调度的空间分布与耦合度分布特征基本类似，但略有不同，其中，高度协调的地区(协调度值在0.5以上)只有梨园河灌区、西浚灌区、盈科灌区、大堵麻灌区4个灌区单元，而中度协调地区(协调度值在0.3～0.5之间)呈组团状分布在绿洲核心区，与高度耦合区的空间范围基本吻合；低中度协调地区(协调度值在0.14～0.3之间)多分布在中度协调区周围；低度协调区(协调度值在0.14之下)范围较广，面积较大，主要分布在祁连山沿山灌区和绿洲边缘灌区。(5)据此，可将张掖27个灌区划分为水—土—人资源和谐区，高耦合高协调地区；水—土—人资源磨合区，即高耦合低和谐地区；水—土—人资源拮抗区，即中耦合低和谐地区；水—土—人资源低耦合地区，即低耦合低和谐地区。