水、能源、粮食是国民经济可持续发展的三大战略性支撑要素,是人类生存、经济发展和社会进步的重要物质基础。近些年来,在气候变化和经济社会快速发展大背景下,水资源短缺地区往往面临着能源和粮食生产对水资源竞争性利用加剧的客观实际。榆林市地处黄土高原北缘,是我国重要的能源基地和陕西省重点发展的特色农业基地之一,同时又面临严重水资源短缺矛盾,统筹实现该地区水-能源-粮食协同安全对当地国民经济健康发展,保障国家能源安全、粮食安全和水安全具有重要意义。本论文从水-粮食-能源纽带关系的角度探寻发展缺水地区水资源优化配置的理论和方法,详细解析榆林市水资源开发利用现状并对未来水平年（2025年）水资源供需情况进行预测,综合考量水、能源、粮食之间的相互关系,构建了粮食-能源适水产业结构优化模型,提出榆林市适水产业规模和布局方案,并借助水资源综合模拟与调配一体化模型（WAS）求解基于粮食-能源产业结构调整的榆林市水资源配置方案。本文的主要研究结论如下:（1）从实体水及虚拟水两个维度解析了榆林市水资源利用现状,并预测了榆林市2025年不同来水频率下的需水量及可供水量。研究发现在实体水维度,榆林市工业、生活以及生态用水大幅增加;在虚拟水维度,榆林市为粮食及能源虚拟水的净输出区,内嵌于粮食和能源产品的虚拟水流出进一步加剧了榆林市的水资源压力。同时,本文以2018年为现状水平年,依据区域发展规划预测得到2025年榆林市正常来水年份总需水量为14.19亿m3（P=50%）,可供水量为14.03亿m3,全市缺水1621万m3,缺水率为1.14%。在干旱年份,2025年榆林市可供水量为13.20亿m3,总需水量为16.12亿m3,总缺水量增加到29217万m3,缺水率为18.12%,研究发现,未来榆林市整体呈现缺水量增加态势。（2）构建了榆林市粮食-能源适水产业优化模型,并基于多目标粒子群算法对模型进行了求解。模型以经济效益最大、环境影响最小以及社会效益最大为目标,以可供水量、粮食生产安全线和能源生产能力为约束条件,求解区域粮食和能源适水产业优化布局。优化结果表明,在50%来水年份,榆林市粮食种植面积及能源产量均高于现状年水平,榆林市粮食及能源生产经济效益及工作机会均得到一定提高。在75%来水年份,水量短缺导致粮食面积较现状年大幅缩减,能源产量降低9.95%,但用水效益大幅提高。由此可见,产业结构的优化对提高榆林市经济效益与节水潜力有一定帮助。（3）利用WAS模型提出了榆林市水资源优化配置方案。本文构建了榆林市WAS模型,并以2018年榆林市实际供用水数据为依据进行率定与验证,结果表明模型相对误差率仅为0.66%,水资源配置模型模拟效果较好,具备一定可信度。基于该模型,本文模拟得到2025年在50%和75%来水频率下,榆林市总供水量分别为13.70亿m3和12.91亿m3。从用水维度来看,在未来2025年50%水文年榆林市工业生产用水占比将超过农业生产用水,占据榆林市近一半用水总量。而在干旱年,由于可用水量的限制,在适水能源及粮食生产结构下榆林市的能源及粮食生产用水量分别为15364万m3和18848万m3,较平水年用水量分别下降了34.94%和 34.34%。（4）对产业结构优化前后的区域水资源保障程度进行了对比分析。在50%和75%来水年份,榆林市在粮食种植面积及能源产量优化前缺水率分别为1.14%和18.12%,在优化后,全市总体供水满足程度达到100%,各县区缺水率均呈下降趋势。考虑水-能源-粮食关联视角下的水资源优化方案可显著减低榆林市各县区缺水率,提升全市水安全保障水平。