本文首先针对目前我国大部分灌区农业水资源利用中存在的问题，得出了灌溉水资源优化配置的必要性。如何科学合理高效地配置现有水资源，满足灌溉需水要求及提高水资源利用效益，是本论文研究的主要内容之一。论文依据大系统分解协调法，建立了灌溉水资源优化配置模型，它由两层模型组成，第一层为作物灌溉制度优化模型，该优化模型以作物水分生产函数为基础，采用动态规划逐次渐进法(DPSA)求解作物在给定水量时如何在各生育阶段优化分配灌水量；第二层为多种作物间水量优化分配模型，该模型采用动态规划法求解在总灌溉水量一定时如何最优分配使得灌区水资源利用效益最大。两层模型之间的协调因子为作物效益函数。利用该模型，以淠史杭灌区为实例进行了分析计算，得出了较好的优化结果，表明模型在灌区水资源的规划与管理方面具有一定的应用价值。 我国大部分灌区存在着灌溉工程设施落后、水资源利用效率低等制约灌区可持续发展的因素。本论文根据可持续发展理论及灌区系统的结构特点，建立了灌区可持续发展评价指标体系，它由一个目标层，两个准则层，一个指标层组成；并提出了用于可持续发展评价的模糊层次分析法(Fuzzy AHP)。本论文利用所建立的指标体系及模糊层次分析法对淠史杭灌区的可持续发展状况进行了评价，根据相应的评价结果提出了促进灌区进一步可持续发展的改革措施。