高扬程灌区具有泵站能耗大、供水成本高的特点,而我国大部分高扬程灌区一直沿袭着传统的种植结构和灌溉方式,造成灌区水土资源和能耗的严重浪费,导致灌区管理部门入不敷出、农民增产不增收。为了改善这种现状,因此灌区应采用扩大种植面积、调整作物结构、推广先进节水技术等措施,促进高扬程灌区的可持续发展。本文采用系统分析、系统建模的理论结合农业节水技术,对扬水灌区进行农业节水规划研究,确定作物和节水灌溉的最优规模、合理布局,使灌区水土资源达到最优的配置。本文对高扬程灌区的农业节水规划进行了研究,取得了如下成果：①根据泵站的控制区域,将扬水灌区分为13个区,并将每个分区耕地分为现有耕地和新开耕地,即将灌区全系统分为25个子系统。从水资源、土地资源、作物种植结构、节水工程措施四方面分析灌区系统与子系统之间的关系。对各个因素之间关系进行了分析,并对系统进行了概化。②根据对系统的分析,分别以新增农业节水工程年费用最小、新增年净效益最大和新增节水灌溉工程投资最小为目标,建立单目标农业节水最优规划模型。采用大规模线性规划法,运用Matlab软件编程求得模型的最优方案。③新建节水工程投资最小、新增工程年费用最小与新增净效益最大目标之间存在相互依存、相互制约的关系,简单追求单个目标的最优化,势必会以牺牲另一目标为代价。因此,分别以新增节水灌溉工程年费用最小、新建节水工程投资最小与新增净效益最大建立了两组多目标函数。采用目标逼近法,运用Matlab软件编程求得模型的最优方案。④‘将以上建立的数学模型应用到红寺堡灌区,求解得出最优方案。综合考虑经济、节水、节能三方面因素,最终选用以新增节水灌溉工程年费用最小为目标函数求解的结果作为本次规划的最佳方案。以新增节水灌溉工程年费用最小为目标计算出的经济指标,新增节水灌溉工程年费用为4789.62万元,新增工程总投资为64511万元,新增节水灌溉工程年净效益为18980.39万元。⑤针对选定的最优方案进行敏感性分析,分析结果表明：随着水量的增加工程投资和工程新增年费用都是呈逐渐减少的趋势。每增加1000万m3用水量,工程总投资就减少0.51亿元左右,新增工程年费用减少463.55万元。