红兴隆管理局位于三江平原腹地,是黑龙江省占土地面积较大的垦区之一。近年来,随着经济、人口的不断增加,工业、城市化的加快以及不合理的开采和利用水资源,致使水文系统的干扰日益增强,农业水文要素的复杂性越来越突出,这些因素都成为制约着农业可持续发展的关键。农业水资源的持续利用,制约着水资源的持续利用,从而使整个社会的可持续发展受到影响,只有采取科学合理的措施和方法,才能使区域农业经济朝着好的方向发展。从保障农业可持续发展的角度出发,运用排列熵对红兴隆管理局水资源复杂性进行测度分析,确定综合复杂性空间分布,并在此基础上实现水资源与农水资源优化配置,最后进行效果评价,对于指导合理利用农业水资源,协调社会、经济、环境的发展提供了有力的参考依据。(1)根据黑龙江省红兴隆管理局水务局提供的红兴隆管理局各农场地下水埋深资料和历年降水资料,采用替代数据法对数据进行非线性检验,确定数据序列的非线性特征。结果表明：红兴隆管理局各农场的时序数据的显著性指标均大于1.96,说明该零假设在95%的置信水平内被拒绝,地下水埋深时序数据和降水时序数据中都存在着非线性成分。(2)运用排列熵方法对研究区逐月地下水埋深序列、降水序列进行了测度分析,并运用粒子群优化相空间重构参数m和τ,根据优化后的重构参数,确定地下水埋深序列、降水序列的复杂性测度值,并采用GIS技术绘制了红兴隆管理局各分区水埋深序列和降水序列复杂性空间分布图。结果显示：降水序列中,中部平均复杂度最大；北部地区居中；南部地区复杂性最弱,这与地下水埋深复杂性相呼应。(3)采用熵值法度量了水资源系统综合复杂度,利用GIS的可视化功能,绘制了红兴隆管理局各分区水资源系统综合复杂性空间分布图。结果表明：红兴隆管理局中区水资源系统最为复杂,开发程度最高；北区复杂性最弱,是因为北区靠近两大河流,在一定程度上可以弥补水资源的开发利用；南区水资源系统复杂性适中,说明该区域已经受到各种不确定因子的影响,应对各种人为驱动因子加强遏制,使其朝着好的方向发展。(4)以红兴隆管理局各分区复杂性特征研究成果、逐月地下水和降水为资料依据,实现经济效益、社会效益和生态环境效益的协调统一,可持续发展为最终目标,建立红兴隆管理局2015年及2020年水资源优化配置模型,利用混合遗传算法对模型进行求解。结果显示：红兴隆管理局水资源有限,并没有完全满足农业用水,缺水量较大,供需矛盾突出；此外,红兴隆管理局规划水平年缺水状况得到改善,地下水资源得到了有效的保护,由此确定混合遗传算法是解决红兴隆管理局水资源优化配置的有效途径。并用粒子群算法和混合遗传算法相比较,在此基础上对红兴隆管理局农业水资源进行优化配置。结果表明：2015年和2020年在保障充分利用过境水的同时,对地下水、地表水的开采利用有了大幅下降,保障了地下水、地表水的水资源量。最后基于水资源优化配置结果,提出水资源保护规划。(5)以2015年水资源优化配置后的数据资料,下属12个农场为评价单元,运用模糊综合评价的方法,得出红兴隆农业水资源可持续利用指标值。结果表明：红兴隆管理局12个农场总体上对水资源的可持续利用水平较低,今后在农业水资源方面使用很有前景,未来应加大农业水资源的投入,增强人们的节水意识,提高农业水资源利用率,改善生态环境。