我国水资源分布不均匀，而且水资源严重不足，作为一个农业大国，如何在农业中提高水的利用率，达到节水高产的目的对缓解我国水资源供需矛盾具有战略性意义。在灌区用水规划中，如何制定合理的灌溉制度是关键问题。本文在讨论节水灌溉的问题时，考虑降雨对灌溉制度的影响，充分利用降雨以减少灌溉用水，提高水资源的利用率。制定灌溉制度时，以田间水分动态变化为依据，而田间水分状况的动态变化过程与降雨等气象条件以及灌水量等控制措施相关联的。然而气象条件是随机的，不同年份不论是作物生育期内的总降雨量还是降雨的时间分布有时差异很大。因此以此确定的降雨条件优化出的灌溉制度在实际中难以具体执行。作物生育期降雨量及其时程分布直接影响灌水计划安排，而降雨的长期预报是一个至今未能很好解决的难题，如何考虑降雨的随机性是解决这一问题的关键。本文中论述了三种不同的考虑降雨随机性的方法：典型年法、基于多年降雨资料的方法以及在已知的降雨资料基础上建立BP神经网络模型对降雨预测的方法。在非充分灌溉制度条件下，基于农田水量平衡模拟模型和作物产量计算模型，并考虑三种不同方法处理降雨的随机性,以灌水日期和灌溉水量为决策变量,分别建立能够同时对灌水日期和灌溉水量进行优化的多目标优化模型。本论文论述了带精英策略的非支配遗传算法的原理以及在实际中的应用，并用改进的非支配遗传算法对上述模型及算法以玉米的非充分灌溉制度优化为例进行了计算分析，优化灌水量和灌水日期，分别得出在考虑三种不同方法处理降雨的随机性时对应不同灌水量的多个灌溉制度即非劣解，文中通过得到的灌溉制度进行分析，总结三种不同方法各自的优缺点，决策者可以根据时段可利用水量和对产量的期望选取灌溉制度。