土石坝具有投资省、施工快以及对地质条件的适应范围广等优点，是国内外重点发展的坝型之一。在我国西部水电电源点建设中，超高坝坝型中的高心墙堆石坝占有重要地位。心墙堆石坝包括防渗心墙、反滤层、过渡层、主堆石料区和次堆石料区。由于对各区坝料的性能要求不同，其成本相差较大。在满足坝体安全及结构要求的前提下，如何进行坝料分区设计以节省投资是高土石坝设计的重要课题。本文以高心墙堆石坝为例，研究了其坝料分区的优化设计方法。分析了高土石坝优化设计的目标函数、设计变量、约束条件及优化方法。详细研究了为满足约束条件需要进行的计算内容、步骤与方法。在此基础上，对糯扎渡心墙堆石坝可行性研究提出的六种设计方案进行了全面的分析比较。比较内容包括：1)Ⅱ区料的利用率；2)坝体沉降；3)坝体应力应变；4)坝体动力反应及抗震性能；5)坝坡稳定；6)施工难易程度。计算结果表明，坝坡稳定安全性以五、六方案较优；坝体工程造价以方案五最省。而方案四由于Ⅱ区和Ⅰ区堆石料互层填筑且其范围较大，料物调运复杂，坝体填筑施工相对困难。最后，采用智能优化方法对高心墙坝坝料分区进行了优化分析。在确定心墙混合料分界线的前提下，以Ⅱ区料利用率为目标函数，分别运用改进的微粒群算法和广义遗传算法对糯扎渡心墙堆石坝进行坝体分区优化。结果表明，改进的微粒群算法的优化效果比广义遗传算法好。改进微粒群算法计算得到的Ⅱ区料的位置分布满足大坝安全要求且经济性最优。