水资源在人类生产生活和经济发展过程中是必不可缺的重要因素,维持水资源的可持续开发利用是实施人类活动的前提条件。沙漠干旱区在我国分布广泛,通常伴随着严峻的水资源问题,揭示该区域水资源供需平衡、水资源承载力状态、深入研究水资源合理配置,对协调经济社会发展、水资源高效利用等均具有一定实际参考意义。本文针对干旱区域水资源承载力及水资源配置研究中存在的关键科学问题,以库布齐沙漠所在行政区域为主要研究区域,针对该区域所面临的严峻水资源压力和生态环境胁迫情势开展研究,通过建立三维生态足迹模型和水足迹模型,对研究区生态足迹、水足迹等指标进行分析,深入了解区域内产业结构、用水结构等;对研究区内水资源承载力进行计算并评价,分析区域水资源承载状态;在此基础上,采用多目标优化配置模型对水资源配置进行优化,寻求最优解。主要结论如下:（1）运用三维生态足迹模型得出区域内1999-2019年生态足迹呈上升趋势且始终远大于生态承载力,能源账户人均生态足迹变化最大。研究区内部生态赤字相对差异逐渐增大,主导因素为能源用地。生态足迹深度、广度呈现上升趋势,足迹深度变化较为明显,增加了3.94倍。研究区内对于资源的利用程度日趋充分,经济价值不断增加,但是当前资本存量被持续消耗,资本流量不能满足该地区经济发展需求。（2）核算出库布齐沙漠行政区域的水足迹。水足迹总量是实体用水量的2.6倍。农业用水部门占比约96%;玉米在农产品中水足迹值占比最高,约61%。区域可供水量满足不了实际需求,供需矛盾会随着时间增长而增加。（3）对水资源承载力进行计算,并评价水资源承载力水平,模拟不同路径下该地区水资源承载力水平变化。结果表明:在75%保证率下准格尔旗2035年可承载人口33.48万人,可承载经济为1299.02亿元;达拉特旗2035年可承载人口32.66万人,可承载经济为687.22亿元;杭锦旗2035年可承载人口13.39万人,可承载经济为210.18亿元。通过仿真模拟后发现,研究区整体呈超载状态,杭锦旗、达拉特旗和准格尔旗分别呈现超载、超载和临界超载状态。通过不同发展路径下水资源承载力模拟,当滴灌普及率达50%以上将处于可载状态,对研究区水资源供需矛盾有所缓解。（4）建立水资源多目标优化配置模型,运用NSGA-Ⅱ遗传算法求解,在满足社会、经济和生态目标的条件下,认为求解的非劣解集中最佳的方案配水总量为8.44亿m~3,经济效益为2137.75亿元,生态供水量为0.29亿m~3。在保证基础用水需求的同时,经济效益和水资源承载状态均有所提升,为区域提升水资源承载力以及优化水资源配置提供一定的参考。