我国农业用水量占总用水量的70%。优化配置农业灌溉用水,发挥水的最大经济效益,对于节约水资源,建立资源节约型社会,保障社会、经济、环境的可持续发展具有十分重要的意义。针对地表水与地下水具有多次相互转化可重复利用及其存在显著时空差异的特点,以石津灌区为例开展了地表水与地下水联合应用的技术研究,为灌区水资源的合理调配和可持续利用奠定基础。主要内容如下:(1)在搜集大量资料的基础上,分析了灌区地表水及地下水可利用水量。(2)将混沌优化算法引入到作物灌溉制度优化设计之中,针对等式约束优化问题的特点,对传统实码遗传算法进行改进,提出了超平面实码遗传算法,并基于此算法建立了灌区灌溉制度优化设计的大系统分解协调模型,经实例验证该模型对求解等式约束的高维非线性问题有较高的效率,能够得出精度更高的典型年优化灌溉制度。(3)在考虑地下水动态变化的基础上建立了地表水与地下水联合调度的多目标模型,并采用交互切比雪夫方法对模型进行求解。该方法具有全面性、高效性、实用性和客观性等优点,使得取得决策者偏好这一比较困难的工作变得相当容易,充分发挥了人与计算机的特长。通过建立多水源多目标联合调度模型,将地下水位控制在合理范围内,以期能在最大限度获得效益的基础上实现水资源的可持续利用。