提升农业资源利用效率需要进行合理的农业水土资源配置,大力发展节水农业促进农业可持续发展。在分析作物需水规律、水资源配置多过程、多要素协同响应及参数不确定性的基础上,开展灌区多要素农业水资源优化配置研究,分析优化配水方案与节水增效效果,对于提高农业用水效率及保障地区经济可持续发展具有重大意义。本文以民勤县三个灌区为研究对象,从水资源合理利用的角度出发,重点研究灌区尺度多要素协同提升的农业水资源优化配置方法与模型。主要研究内容及结论如下:(1)考虑气象驱动因子要素的灌区水资源优化配置。通过灰色关联分析和线性相关分析计算得到民勤平均相对湿度与参考作物蒸发蒸腾量(ET0)的关联关系更密切,呈负相关的线性相关关系;建立了引入气象驱动因子的灌区水资源线性分式规划模型。民勤红崖山灌区实例计算得到,当逐月平均相对湿度数值为多年平均相对湿度值时,灌区农业水生产力(Agricultural water productivity,AWP)值为[1.04,1.12]]kg/m3,分别减少和提高平均相对湿度10%,AWP值分别为[1.02,1.10]和[1.05,1.13]kg/m3。(2)考虑配水过程协调要素的灌区作物水土资源优化分解协调模型。根据分解协调理论、非充分灌溉原理,建立反映配水过程的灌区作物水土资源优化分解协调模型,采用遗传算法对模型求解。民勤红崖山灌区实例计算可以得到,在作物腾发量最小、有效降雨量最小情景水平下,可供水量为5000万m3,灌区综合农业水生产力和单方水效益达到最大值,分别为3.08kg//m3和7.48元/m3,小麦和玉米的总配水量分别为1881和2959万m3,种植面积分别为5897和7954ha;在作物腾发量最大、有效降雨量最大情景水平下,可供水量为5500万m3,灌区综合农业水生产力和单方水效益达到最大值,分别为2.79kg/m3和6.79元/m3,小麦和玉米的总配水量分别为2277和2998万m3,种植面积分别为6758和7732ha。。(3)基于区间两阶段决策协调要素的灌区水资源优化配置。先以水资源调度系统成本最小为目标函数,引入区间数表示系统中存在的不确定性,在不同灌区之间进行水资源优化;再以配水量为输入数据,建立灌区内作物间水资源优化配置模型。民勤红崖山灌区、昌宁灌区和环河灌区3个灌区实例计算,3个灌区的最优供水目标分别是,红崖山灌区地下水2190万m3、地表水6446.68万m3;环河灌区地下水1802万m3;昌宁灌区地下水718万m3;分别以最优供水目标和优化配置水量为可供水量进行灌区作物优化配水,可供水量相同的情况下,丰水年的灌溉定额比平水年和枯水年小,环河灌区和昌宁灌区比红崖山灌区的灌溉定额大;玉米和棉花的配水量更接近作物目标需水量。(4)多要素协同提升的灌区农业水资源优化配置。以水资源持续高效利用、农业水生产力提升为目标,集成模糊优选、多维调控理论等方法,提出多要素协同提升的灌区农业水资源优化配置调控方法,以民勤红崖山灌区为例,结果显示,经济作物的相对最优隶属度大于粮食作物;当外调水比例系数为1.5、作物最小需水系数为0.8时,方案整体的有序度熵最小,协调度最大,配水方案为最优方案。