在最严格水资源管理制度的背景下,随着城市化的进程不断加快,伴随而来的是新型工业化、农业现代化、产业信息化的迅速发展,石河子市水资源紧缺形势逐渐加剧,且水资源总体利用效率较低,缺水与用水浪费现象并存。迫切需要对石河子市进行水资源优化配置研究。本文从水资源优化配置的研究背景与研究意义着手,比较全面地阐述了本文所涉及三块研究内容的国内外研究现状,明确了研究思路。本文主要研究内容与结论如下:（1）从水资源、社会经济、生态环境三个层面选取了12个指标构建了石河子市水资源承载力评价指标体系并制定了评价等级标准,由模糊层次分析法确定权重,结合模糊集对分析法与五元减法集对势评价水资源承载力、诊断发展态势并识别影响水资源承载力的因素。结果表明,石河子市水资源承载力评价等级为Ⅱ级,总体发展趋势为均势发展,影响研究区水资源承载力的因素主要有五项,需要进一步从影响研究区水资源承载力的脆弱性因素中挖掘节水潜力,为水资源优化配置提供了依据。（2）构建了改进的灰色模型、指标分析法、指数预测法,对石河子市需水量进行预测前分析了各方法的适用性,舍弃了指数预测法。灰色模型与指标分析法需水预测结果表明,区域需水量变化趋势为逐年增加,石河子市在未来较长的时间段内需水量仍将呈上升趋势,预测结果与“三条红线”用水总量控制指标存在缺口,灰色模型预测结果与“三条红线”控制指标更接近。石河子市水资源供需存在缺口,急需进行水资源优化配置。（3）构建了“三条红线”约束下的多目标水资源优化配置模型,通过模糊层次分析法将多目标优化问题转化为单目标优化问题,构造了改进的粒子群算法,并通过测试函数测定其收敛性及全局寻优性,发现均有提升。将优化配置模型通过算法进行求解,得到2025年与2030年的水资源优化配置方案,并对该配置方案进行了效果评价。结果表明该水资源优化配置方案缓解了供需矛盾,能够使社会、环境、经济三者的综合效益达到最大,效果评价结果佐证了该配置方案的有效性,配置结果可为区域水资源规划与调度提供可靠的科学依据。