玛纳斯河流域位于我国新疆北部,地处内陆干旱半干旱地区,远离海洋,全年气候干燥,降水稀少,蒸发量大。流域用水长期以农业灌溉为主,农业用水比例高达88%,用水结构的不合理导致农业灌溉高峰期水资源供需矛盾突出,影响灌区水资源进一步可持续利用。本研究以玛纳斯河灌区为研究区域,以2020年为现状年,以2025年和2030年为规划水平年,选取棉花、小麦、玉米和葡萄四种作物的种植面积作为决策变量,通过模糊集构建包含经济价值、社会属性和生态贡献的综合效益模型。通过lingo求解以“三条红线”用水为约束的线性综合效益规划模型,得到玛纳斯河灌区下的石河子、下野地和莫索湾灌区最优种植结构和配水方案。研究结果可以有效提升玛纳斯河灌区综合效益和水资源利用率,为灌区水资源高效合理配置提供理论依据。论文主要成果如下:（1）进行玛纳斯河灌区水资源供需平衡预测分析。玛纳斯河灌区2025年可供水总量10.55亿m~3,其中地表水可供水8.31亿m~3,地下水可供水1.95亿m~3,其它水源可供水0.29亿m~3。玛纳斯河灌区总需水量11.55亿m~3,其中石河子灌区需水4.06亿m~3,莫索湾灌区需水2.84亿m~3,下野地灌区需水4.65亿m~3。玛纳斯河灌区缺水量1.01亿m~3,其中石河子灌区缺水量2817万m~3,缺水比例为7.46%,莫索湾灌区缺水量2957万m~3,缺水比例为11.6%,下野地灌区缺水量4313万m~3,缺水比例为10.2%。（2）本文基于模糊集理论,构建了包含作物经济、社会、生态效益的玛纳斯河灌区作物种植结构优化模型,提出灌区在2025年、2030年的最优种植结构方案。2025年玛纳斯河灌区种植面积缩减30.95万亩。其中小麦面积由5.86万亩降到5.65万亩,降低3.6%。棉花种植面积由310.5万亩缩减到283.19万亩,降低了8.8%。玉米面积由5.85万亩降至5.13万亩,降低了12.3%。葡萄种植面积由11.95万亩降到9.23万亩,减少22.8%。2025年玛河灌区单方水经济效益降低0.072元,社会效益提升0.41%,生态效益提升0.28%,综合效益提升0.18%。2030年玛纳斯河灌区种植面积共减少59.9万亩。其中小麦面积增加到6.17万亩,棉花种植面积缩减至256.8万亩,玉米面积缩至4.38万亩,葡萄种植面积减到6.92万亩。2030年灌区农业单方水经济收益提升0.853元,社会效益提升0.94%,生态效益提升1.13%,综合效益提升9.84%,种植结构优化效果明显。（3）分析玛纳斯河灌区渠系水利用系数提升与种植结构优化等情况后,根据农业节水潜力计算公式对灌区节水潜力进行分析计算。2025年玛纳斯河灌区农业灌溉水节水潜力为1.286亿m~3,其中石河子灌区节水潜力为0.372亿m~3,下野地灌区节水潜力0.326亿m~3,莫索湾灌区节水潜力0.588亿m~3。2030年玛纳斯河灌区灌溉水节水潜力为2.236亿m~3,其中石河子灌区节水潜力0.592亿m~3,下野地灌区节水潜力0.634亿m~3,莫索湾灌区节水潜力1.010亿m~3。农业节水潜力计算对灌区水资源调配及管理具有重要意义。