در دهه‌های اخیر شاهد تهدیدهای جدی در مورد پایداری منابع آب و کاهش چشمگیر در حجم آبخوان ها، به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک، به دلیل افزایش تقاضای آبیاری و تأثیر تغییرات اقلیمی بوده ایم. همچنین پایداری منابع آب تا حد زیادی به مدیریت صحیح و بهره برداری کارآمد از آب کشاورزی بستگی دارد. یکی از راه‌های رسیدن به این هدف، اتخاذ سیستم‌های مدیریتی مانند بهره­برداری بهینه تلفیقی از منابع آب سطحی و زیرزمینی می‌باشد. در این رساله سعی شده است که با ایجاد یک قالب مدل شبیه ساز-بهینه ساز به تخصیص بهینه به اراضی کشاورزی از کانال‌های آبیاری و آبخوان‌های مربوط به هر یک از اراضی پرداخته شود، اهداف در نظر گرفته شده در این مدل، حداقل کردن اختلاف تأمین و تقاضای ماهانه با در نظر گرفتن اهمیت هر یک از اراضی از منظر کارشناسان و مدیران بهره بردار و بیشینه کردن معیارهای پایداری فازی منابع آب زیرزمینی و مخزن سد می‌باشد که در این دو تابع هدف از مفهوم حساسیت محصولات به کم آبیاری جهت توزیع مناسب تخصیص ماهانه به اراضی با توجه به نوع کشت غالب اراضی کشاورزی و نیز معیارکیفیت آب زیرزمینی از لحاظ پارامتر TDS، به عنوان دو ضریب جریمه در الگوریتم فراکاوشی استفاده شده است. یکی از دیدگاه­های جدید در این رساله، بهنیه کردن معیارهای پایداری منابع آب و در نظر گرفتن آن به عنوان یک تابع هدف همزمان با تخصیص بهینه به نیازهای کشاورزی موجود می­باشد. در این رساله از الگوریتم MOGWO به دلیل همگرایی و پوشش فضای جستجوی بالای این الگوریتم و نیز الگوریتم NSGA-II به عنوان یک الگوریتم شناخته شده بهینه سازی در مدیریت منابع آب، به عنوان مدل‌ بهینه ساز بهره برده شده است. ابزار WEAP به عنوان مدل شبیه ساز جهت بهره برداری بهینه از مخزن سد زاینده رود و تخصیص آب به یازده کانال آبیاری مدرن و سنتی در پایین دست سد و برداشت همزمان از آب زیرزمینی پنج آبخوان که در اندرکنش با رودخانه زاینده رود می‌باشند توسط نرم افزار متلب به الگوریتم بهینه­سازی متصل شده است. حوض? آبریز زاینده رود به دلیل پیچیدگی های هیدرولوژیکی، مدیریتی و وجود منابع آب سطحی و زیرزمینی در تأمین نیازها و اهمیت تخصیص مناسب به کانال های آبیاری براساس اولویت های موجود به عنوان مطالع? موردی انتخاب گردید. در این راستا به منظور تأمین نیاز کشاورزی و بررسی نتایج مدل توسعه داده شده از یک دورة 5 ساله بهره­برداری شامل سال­های 86-1385 تا 91-1390، به عنوان دور? منتخب که سال­های خشک، نرمال و تر را در بردارد، استفاده گردیده است. جبهة پرتو حاصل از این دو مدل، تخصیص بهینه منابع آب را در سطوح مختلف پایداری منابع آب ارائه می‌دهد. مقایسه معیار Hypervolume در جبهه پرتوی حاصل از دو الگوریتم نشان می‌دهد که نتایج حاصل از الگوریتم MOGWO به نقطه ایده آل مدل بهینه سازی دو هدفه نزدیک تر است که این نتایج در این الگوریتم با تعداد کمتر جمعیت و تکرار نسبت به الگوریتم NSGA-II و همچنین زمان محاسباتی کمتری حاصل شده است. همچنین نتایج این دو مدل نشان داد در صورتی که هدف از بهره برداری در پایان یک دوره میان مدت، رسیدن به سطوح قابل قبول پایداری منابع آب باشد، با وضعیت منابع و مصارف موجود امکان پذیر نمی‌باشد. با مقایسه نتایج کلی حاصل از اجرای دو الگوریتم مذکور، به برتری نسبی الگوریتم MOGWO پی­برده می‌شود. جستجوی فضای تصمیم بهتر در محدوده پایینی و بالایی جبهه پرتو و رسیدن به درصد تأمین 99 درصد و پایداری 3/52% در مقابل پایین­ترین نقطه جبهه پرتوی الگوریتم NSGA-II که رسیدن به درصد تأمین 99 درصد و پایداری 1/43% با تخصیص مناسب تر از منابع آب موجود همراه بوده است. تأمین 88 درصدی نیازها در الگوریتم MOGWO در جواب سازشی و در الگوریتم NSGA-II در نقطه بالایی حاصل شده است که نشان از محدوده وسیعتر جبهه پرتو حاصل از اجرای الگوریتم MOGWO دارد و نکته قابل توجه در جواب‌های مذکور رسیدن به سطح پایداری 68 درصدی الگوریتم MOGWO در مقابل پایداری 7/52 درصدی الگوریتم NSGA-II می‌باشد. همچنین معیار کیفی TDS در پایان دوره بهره­برداری، تقریبا در چندین آبخوان مربوط به جواب‌های برگزیده بر روی جبهه پرتو، به دلیل افزایش تراز ایستابی آب زیر زمینی، بهبود یافته است. کلمات کلیدی: مدل شبیه ساز-بهینه ساز، مدیریت تلفیقی، تخصیص بهینه، الگوریتم فراکاوشی، WEAP، الگوریتم NSGA-II، الگوریتم MOGWO، معیار پایداری