目的:受“水资源三条红线”约束和极端天气增多的影响,灌区可用水量逐年减少,而且水资源不确定性也在增大,这使得灌溉水资源的合理调配难度也在不断增大。针对此问题,本文以地处西北干旱区的五家渠灌区为例,开展灌溉水资源预测和优化调配模型研究,以期为五家渠灌区灌溉水资源的合理调配,以及灌区社会经济的可持续发展提供技术支撑,为缓解西北干旱区灌溉水资源的供需矛盾提供技术参考。方法:首先根据经验模态分解法（EMD）、变分模态分解法（VMD）、小波降噪（WDD）和加权马尔可夫链构建三种不同水资源预测模型,进而比较三种预测模型,确定适合于五家渠灌区的最佳水资源预测模型;然后,根据水资源预测值,构建可用水量确定条件下的多目标规划模型,模型引入Jensen作物水分生产函数反映灌区作物产量和效益,引入GINI系数反映模型配水结果的公平性,对灌溉水资源进行多目标下的合理优化;最后,考虑到优化调配系统中参数和可用水量的不确定性,以区间规划反映参数的不确定性,以模糊数反映可用水量的不确定性,并加入可信性约束条件,构建不确定条件下的区间多目标规划模型,探究不确定条件下灌区的优化配水方案。结果:（1）比较EMD-MK、VMD-MK和EMD-WDD-MK三种水资源预测模型在四种评价指标的表现,得出EMD-WDD-MK模型在2019和2020年的验证期表现最优,因此,确定该模型为五家渠灌区最佳水资源预测模型,以此模型预测的2021年五家渠灌区地表可用水量为1.21×108m3。（2）在侧重经济目标、经济社会目标并重和侧重社会目标3种情景下,多目标优化结果都处于单目标优化结果的区间之内,模型在多个目标相互制约下取得平衡。情景1至情景3灌区经济效益分别为7.97亿元、8.44亿元和8.83亿元,随着对经济目标权重的增加,灌区经济效益逐渐提高;而代表配水公平性的GINI系数从情景1的0.39提高到了情景3的0.46,公平性逐渐降低。在经济社会目标并重条件下,灌区棉花经济效益达到8.44亿元,社会目标为0.43,模型取得相对最优解。（3）不确定条件下的区间多目标规划模型结果显示,在丰、平和枯三种典型水平年情境下,灌区地下水开采量从[0,0]m3增加至[3.03×107,3.16×107]m3,由于地下水成本高,灌区经济效益从[8.00,8.22]亿元降低至[6.89,7.24]亿元。对比丰、平和枯三种典型水平年在置信水平λ=0.9和λ=0.5时的优化结果,得出随着模型约束条件不满足程度的逐渐增大,灌区给用水对象的配水量也逐渐增多,经济效益分别增加了[0.40,0.42]亿元、[0.38,0.57]亿元和[0.38,0.42]亿元。结论:（1）EMD-WDD-MK模型在五家渠灌区的可用水量预测具有较高精度;（2）本文构建的灌溉水资源多目标和区间多目标规划模型,能在参数与可用水量确定和不确定两种条件下为五家渠灌区提供较为合理的优化配水方案,对缓解五家渠灌区灌溉水资源供需矛盾具有一定现实意义。