在快速城镇化进程中，以高资源消耗、高污染排放、低效率发展为特征的传统城镇化发展模式不断受到诟病，城镇化正在向关注城镇化质量的新型城镇化方向转变。城市群是中国城镇化重要的空间组织方式和未来的重要发展方向，是我国推进新型城镇化的主体形态。水作为重要的自然资源和关键的生态环境要素，对我国城镇化的健康发展具有重要的安全保障作用。尤其在我国西北干旱区的城市群地区，水资源供需矛盾严重制约了城市群发展质量的提升。为此，本文以兰西城市群为例，从城市群经济发展质量、社会发展质量、资源环境保障质量三个方面构建了综合评价指标体系，对城市群发展质量进行了综合测度，并对其演变规律进行了分析；通过耦合协调度模型及灰色关联度模型，识别了兰西城市群发展质量的关键要素；通过城市群发展质量与用水总量的三次函数模型、格兰杰因果分析等方法，揭示了兰西城市群发展质量与水资源利用的耦合规律；在此基础上测度了水资源对兰西城市群发展质量的约束强度，并提出了水资源约束下兰西城市群发展质量的提升模式与对策。