协调水资源在供应和需求之间的矛盾,减少水资源的浪费,有效提高其利用率,确保有限的水资源得到合理的利用,是水资源领域最亟待研究的课题。黑龙江省水资源储存量相对较丰富,但时空分布不均,针对黑龙江省水资源开发利用现状,本文以实现黑龙江省水资源可持续利用为指导思想,以实现不断提高水资源利用效率为最终目标,在不同研究区域采用不同方法对黑龙江省水资源进行优化配置,将不确定性优化方法的一些先进成果应用到水资源系统规划管理中,来解决水资源配置中存在的复杂性和不确定性,进而为决策方案的形成提供必要的依据。主要研究内容和结论如下:(1)通过整合文献资料,比选研究方法。基于水资源系统优化配置过程中存在的诸多不确定性,具体描述了不确定性优化方法的概念、基本原理及应用条件。综合分析各种不确定性优化方法的优势,选定构建分式规划模型来进行水资源优化配置。同时,将三种不确定优化方法进行不同程度的耦合,实现对水资源优化配置模型的改进。(2)构建基于多目标模糊规划的分式规划模型。针对灌区可利用水资源不足,多水源工程不能协调供水等问题,以和平灌区为例,构建基于多目标模糊规划的灌区多水源优化配置模型,将不同水源的可供水量在水稻各生育阶段内进行有效配置,并采用具有非线性隶属度函数的模糊多目标规划求解模型,得到不同流量不同水源下的最优配水方案。结果表明,不同流量水平下水稻不同生育阶段均存在缺水现象,低流量水平下需从柳河水库引入外调水才能保证水稻的最小需水需求。此外,为保证灌区整体经济效益,按照引水工程、提水工程、井灌工程的先后顺序进行配水,并得到多目标配水模型在不同情景下的运行稳定情况。该模型可以为高效地进行灌区多水源在作物各生育阶段的优化配置提供合理的决策方案。(3)构建基于条件风险价值的分式规划模型。针对区域内水资源分布不均,区域内用水需求不同等问题,构建了基于条件风险价值的水资源利用多目标分式规划模型,将其应用于三江平原5个重要的粮食主产区,并在此条件下进行种植结构优化。研究表明,优化后整体种植效益由原来的420.69亿元提高到424.74亿元,用水量由原来的159.04亿m~3减小到119.50亿m~3,农业用水效率由原来的2.65元/m~3提高到3.55元/m~3,该结果验证了模型及求解方法的可行性。此外,用水量、种植效益、农业用水效率随着违规概率水平的增加呈现逐渐上升趋势,但用经济学角度量化风险因素后发现,随着风险系数的增加,农业用水效率提升程度并不明显,即风险的增加,可以提高种植效益,但并不能带来农业用水效率的显著提升。综上所述,基于分式规划的水资源优化配置模型的研究,能够帮助管理者综合管理水资源,在一定程度上提高农业用水效率,优化农业用水结构,为黑龙江省和类似水资源匮乏地区实现有限水资源发挥最大效益提供一定的理论依据与决策支持。