В работе рассматриваются теоретические и методические основы надежности функционирования систем совместного использования поверхностных и подземных вод (СИППВ). В том числе разработана концепция СИППВ, рассмотрены закономерности чередований маловодных и многоводных серий, предложена методика динамико-стохастического моделирования внутригодового гидродинамического режима подземных вод. Разработана методика оптимизации выбора производительности компенсационных водозаборов подземных вод для покрытия дефицитов поверхностного стоа, рассмотрены экологические и экономические аспекты функционирования СИППВ. Разработанные методологические подходы апробированы на ряде примеров малых водосборов незарегулированных рек Московского региона, что показало возможность повышения использования водных ресурсов в 3-5 раз.