21世纪是我国社会经济高速发展的时代,也是水资源供需矛盾空前尖锐的时代。随着人口高峰的到来,粮食需求的增加以及工业化和城市化的发展,水资源短缺已成为我国农业乃至整个国民经济持续发展的主要制约因素,因此发展节水灌溉已成为缓解水资源短缺的重要内容。为了更好地指导节水灌溉的健康发展,有必要从宏观上研究节水灌溉发展的规模、类型、潜力和效益等问题,进行合理的规划以指导节水农业的发展。本文在总结现有方法和经验的基础上,对节水灌溉区划和节水工程优化设计进行研究,取得了如下结果:1.结合新疆自身特点及收集到的资料,在借鉴已有工作经验的基础上提出节水灌溉分区指标,采用统计分析方法对指标系列进行分析和处理,选择一组适合新疆地区的农业节水分区指标体系,并且根据实际设置了不同指标的权重系数;2.引入协表相相关系数对不同分区方法和计算途径进行分析评价,结果表明,模糊聚类法优于系统聚类法,模糊聚类法中欧式距离法优于其它构造模糊相似矩阵的方法;3.在计算缺水程度指标时,涉及到参考作物腾发量的计算,因此对不同计算方法进行了分析比较,结果表明:在相同的气象资料条件下,1948Penman法估算的ET0值在新疆各气候区较FAO24-Penman与FAO24-Radiation方法更准确;在缺少辐射和风速资料的地区,Hargreaves方法适用于干旱地区而Priestley-Taylor方法更适用于湿润地区;同时分析了Penman-Monteith法计算的ET0值和水面蒸发量之间的关系,为利用水面蒸发资料估算新疆地区ET0值提供参考;4.通过对工程任务及规划原则的分析,建立了不同目标函数的最优规划模型从而求解得到不同优化方案。通过方案比较,以工程投资最小和总效益最大建立的多目标函数求解的四项经济指标均较理想,效益投资比和单方水效益亦较好,且投资较常规规划低近3亿元,综合多因素考虑认为该方案比较合理可行;5.以昌吉州为例,通过对水量变化对工程投资的敏感性分析,结果表明,随着规划年农业总供水量及地下水可供水量的增加工程投资均逐渐减少。总供水量每增加1%,工程投资将减少3.13%左右;地下水量增加1%,工程投资下降4%。说明工程投资对地下水可供水量的变化更敏感。