水是保障人类生存和发展的重要物质基础。社会、经济的飞速发展对水资源的需求不断增大,致使水资源短缺以及生态破坏和环境污染带来的水质下降问题日益凸显,引发了居民饮用水安全问题,严重威胁了人类的健康和正常生活。水质规划管理作为水资源保护的有效途径,对于解决当前日趋严峻的水资源问题具有十分重要的作用。然而,水质管理系统十分复杂,各子系统内部涵盖着众多的不确定性因素,并且各因素间存在着复杂的互动关系,引发了系统的不稳定性,不稳定因素在对环境造成不良影响的同时,也带来了系统经济效益的损失。因此,在充分、综合考虑水质管理系统中各种不确定性的基础上,开发能够切实合理反映系统内部各种不确定性因素的综合型优化方法,并应用于水质管理不确定性优化研究中,能够在满足环境保护要求的同时实现系统经济效益的最大化,具有重要的实际应用价值和理论推动意义。本文针对水质管理系统中多种不确定性和复杂性,将传统机会约束规划进行了改进,并与区间、模糊等优化方法进行耦合,构建了改进的区间机会约束规划模型体系,并以典型的水质管理系统为例验证了规划模型体系的科学性和可行性。首先,根据水质管理规划模型中决策变量左手边出现随机参数的具体情况,以区间机会约束规划为切入点,将其改进为区间左手边机会约束规划,有效地表征和处理了决策变量左手边随机变量,突破了传统机会约束规划仅能处理决策变量右手边随机参数的局限性。进而,考虑到同类随机参数出现在决策变量双边的情况,将机会约束与区间左手边机会约束相融合,开发了区间双边机会约束规划模型,用于同时处理决策变量左、右手边随机参数,进一步深化了传统机会约束理论,拓展了方法的应用范围。由于水质管理方案的制定受决策者主观影响作用明显,引入模糊弹性规划用以反映客观规划方法中的主观倾向性,以模糊弹性规划为基础框架,分别耦合区间左手边机会约束规划方法和区间双边机会约束规划方法,开发了区间模糊左手边机会约束规划方法和区间模糊双边机会约束规划方法,能够同时处理目标函数和约束的模糊弹性、决策变量左手边／双边随机参数及以区间形式表达的各种不确定性,是区间、模糊和随机三大优化方法有机融合,进一步拓展了优化方法处理不确定性信息的能力。将以上优化方法分别应用于农业非点源水质管理研究案例中,更加切实有效地反映了系统的不确定性,扩宽了已有方法的应用范围。整体上,本文构建了一个改进的区间机会约束规划方法体系,所开发的新型优化方法对原有不确定性优化技术做出了改进与拓展,通过方法间的有机融合相互弥补了各自的不足,充分发挥了各种不确定性优化方法的优势,对方法的研究深度不断加强,方法体系具有较强的整体性和逻辑性。构建的综合不确定性优化方法能够切实有效地处理水质管理系统中不同种类和特点的不确定性影响因素,通过具体案例的应用可以表明,所开发的新型不确定性优化方法能够处理的不确定性问题的范围越来越广泛,可以有效地处理水质管理系统中的多种不确定性规划问题；通过对开发的优化方法之间所获得的资源分配优化方案进行对比,分析了不同优化方法之间的差异及其存在的内部原因,深入探讨了农业水质管理系统内部因素之间的互动关系,深化了对相关不确定性优化方法和农业水质管理系统的研究,可以为未来优化方法的改进以及在更多领域的应用奠定深厚的理论依据和应用基础。