三江平原是中国重要的商品粮基地，近年来井灌水稻面积不断扩大，截止1998年底，已发展水稻面积近70万hm<2>，其中井灌水稻约占80％.无节制、无计划人为超采地下水，致使地下水动态平衡遭到破坏、每年出现大量的“吊泵”和“漏斗”现象，地下水资源紧缺已成为其今后发展的制约因素.为了保证三江平原的粮食生产，促进地下水资源持续稳定的发展，该项目研究运用系统工程与资源可持续利用的思想与研究方法，创造性将SPAC（Soil-Plant-Atmosphere-Continuum）模型理论变相宏观应用于三江平原井灌水稻的节水灌溉生产系统实践中，将地下水、农用机井、晒水池、渠系、本田池、环境因子、农业机械列为一个整体系统，在各个子系统中采集大量实测数据与资料，设置了不同方案的节水技术（工程、耕作与管理），并通过有关机理性分析、理论与实践相结合的研究方法，综合运用现代建模与优化技术对数据进行处理，主要采用回归分析、偏最小二乘回归模型、灰色与模糊数学理论建模（主要为GM（1.1）模型、模糊聚类分析与综合评判）、时间序列分析法（主要指非平稳时序随机模型、季节性时序模型（ARIMA）、AR（P）、ARV（N）、自激励门限自回归SETAR模型等），人工神经网络模型（BP网络、SOM网络）建模与预测，投影寻踪分类PPC与评价模型PPE.优化方法主要采用改进的基于实数编码的加速遗传算法（RAGA），建立了各自相关的数学模型，主要包括土壤渗透、水面蒸发、水稻腾发量等模型、晒水池及渠道增温机理及相关系列模型、降雨预报、水稻需水量预测、地下水动态变化规律及其水量与水质评价模型、优选机井与农机型号模型、水分生产函数模型、充分灌溉与非充分灌溉条件下灌溉制度优化的遗传动态规划（RAGA-DP）模型、湿地土壤质量分类与变化评价模型等一系列模型.在建立子系统优化模型基础上，完成系统综合.最后，通过节水典型示范小区的设计，实现适时、适温、适量的灌水，实现节水17.9～48.6％、增温（5～15℃）、增产（700～1000kg/hm<2>）的目标.这样，通过系统建模优化、预测、节水技术以及相关机理研究，不仅可以给出科学灌水的数量指标与理论依据，而且对于今后三江平原适宜发展井灌水稻的规模做出科学的预测，为今后该地区农业及地下水资源的可持续发展提供科学依据，具有重要的理论价值与现实指导意义，对稳定三江平原粮食生产，节约地下水资源，促进祖国的经济建设具有重要的政治与经济意义.同时，该研究模式可供其它地区，尤其是西部开发地区参考与借鉴，为祖国的西部开发事业做出应有的贡献.