地下水模型里源汇项的计算非常棘手，流域水文模型SWAT根据土壤和土地利用/覆被的组合划分水文响应单元(HRU)，基于HRU计算的降雨—径流—入渗综合反应了土壤、土地利用、地面坡度、土壤含水量、降雨量及强度等诸多因素的影响，因此，土壤入渗量的计算比较合理。论文将水文模型里HRU的概念引入地下水模型中，从空间和时间上细化地下水模型中源汇项的计算。 论文在收集和分析北京地区气象、水文、水文地质、土地利用/覆被、土壤等资料的基础上，应用流域水文模型SWAT和地下水模型GMS分别建立了平原区的地表水模型和地下水模型。将地表水SWAT模型基于HRU计算的土壤入渗量作为地下水GMS模型的面状补给量，以GMS计算出的地下水位作为地表水SWAT模型中的输入参数，经过迭代求出两个模型的最佳参数组合。采用校准和验证后的SWAT模型，研究北京市十年来土地利用变化和气候变化对河川径流量的影响，并预测未来土地利用变化情况下河川径流量的变化趋势。采用校准和验证后的GMS模型预测地下水位的动态变化趋势，并进行开采潜力评价。最后，论文对北京市水资源开源节流潜力进行了分析。主要结论如下： (1)北京地区主要的土地利用/覆被类型是旱地、有林地和灌木林，三者面积之和超过了总面积的65﹪。1990～2000年十年间，土地利用演变的主要趋势是旱地向城镇用地和居民用地转化，即土地城市化。(2)1994～2003年十年间，由于气候变化导致北运河径流量减少了约2/3，而土地利用变化使北运河径流量增加了10～20﹪。(3)旱地转化成疏林地的虚拟方案1，北运河径流量年平均减少5.98﹪。旱地转化成中覆盖度草地的虚拟方案2，径流量年平均减少9.80﹪。旱地转化成城镇用地的虚拟方案3，径流量年平均增加30.34﹪。(4)2000～2003年为北京市连续四个干旱年，地下水系统均衡分别为-7.73、-6.02、-5.95和-4.38亿m3。地下水系统的补给源主要是大气降雨入渗补给和山前潜流补给，主要的排泄是人工开采。多年平均地下水补给资源量为22.98亿m3。平谷和昌平地区地下水还有采潜力，密怀顺平原和城近郊区地下水已过量开采。(5)北京地区工业、农业灌溉和生活用水的节水潜力巨大。应搞好中水回用和雨洪利用，同时应开辟新的地下水源和建设地下水应急备用水源地来保证首都的稳定和可持续发展。