در سالیان اخیر، مدیریت جامع منابع آب به عنوان یکی از مهم ترین رویکردها برای کاهش مشکلات ناشی از کاهش کمّیت و افت کیفیت آب مطرح گردیده است. این رویکرد با توجه به ماهیت پیچیده و چندجانبه مسائل مدیریت و برنامهریزی منابع آب، نیازمند در نظر گرفتن تمامی عوامل موثر و ارزیابی آن ها برای انتخاب مناسبترین و کارآمدترین روش است. همچنین جهت دستیابی به مدیریت جامع و یکپارچه، به ویژه در مناطقی که با محدودیت نسبی منابع آب مواجه هستند، مدل سازی سیستم های منابع آب امری اجتناب ناپذیر خواهد بود. امروزه روش های تصمیم گیری چند معیاره این امکان را فراهم کرده اند تا بتوان تصمیمی جامع، فراگیر و متناسب با نگرش توسعه پایدار را از میان گزینه های متعدد با بهره گیری از دیدگاه های متفاوت تصمیمگیران، ذینفعان و ذیمدخلان اتخاذ نمود. در فرآیند این تحقیق از دو ابزار مدل سازی منابع و مصارف حوضه آبریز با استفاده از نرم افزار WEAP و مدل تصمیم گیری چند معیاره جهت بررسی راهکارهای مدیریت منابع آب دشت دهگلان (به عنوان مطالعه موردی) استفاده شده است. در ابتدا پس از مطالعه حوضه و شناخت منابع و مصارف موجود، با استفاده از مدلWEAP، یک مدل برنامه ریزی منابع آب برای حوضه شبیه سازی شده است و پنج سناریوی مدیریتی تأمین آب با رویکرد تعادل بخشی شامل ادامه وضع موجود، تأمین آب مصارف کشاورزی از طریق طرح های انتقال آب در محدوده مورد مطالعه به جای برداشت از آبخوان، اصلاح الگوی کشت و راندمان آبیاری، جایگزینی پساب و اجرای طرح تغذیه مصنوعی در مدل اعمال گردید. سپس تعدادی از شاخص های پایداری منابع و مصارف آب به عنوان شاخص های کمّی و تعدادی از شاخص های پایداری اجتماعی، اقتصادی و فنی به عنوان شاخصهای کیفی معرفی گردید و ارزیابی آنها با استفاده از خروجی مدل و نظرات خبرگان آب در حوضه آبریز انجام گرفت. در مرحله بعد، از ابزار تصمیم گیری چند شاخصه برای تعیین گزینه (سناریو) برتر استفاده شد. بدین منظور، پس از مدل سازی پنج سناریو (گزینه های تصمیم گیری)، دوازده شاخص مهم توسعه پایدار انتخاب شده و با استفاده از روش آنتروپی وزن دهی گردیدند.گزینه های تصمیم، براساس این شاخص ها در قالب یک ماتریس تصمیم گیری ارزیابی گردیدند. در نهایت به وسیله ی روش TOPSIS ، به عنوان یکی از روش های تصمیم گیری چندشاخصه، سناریوها اولویت بندی شده و بهترین گزینه از بین سناریوهای موجود انتخاب گردید. در نتایج بدست آمده، سناریوی تأمین آب مصارف کشاورزی از طریق طرح های انتقال آب در محدوده مورد مطالعه به جای برداشت از آبخوان دهگلان به عنوان گزینه دارای اولویت از سوی تصمیمگیران حوضه آبریز برگزیده شد.