کمبود منابع آب قابل دسترس در جهان و نیز پراکنش نامتناسب آن، لزوم استفاده از مدیریت بهینه منابع آب را نمایان می سازد، بدین منظور باید قوانین مناسبی برای بهره برداری از رودخانه ها و مخازن سدها به عنوان یکی از مهم ترین اجزای سیستم های منابع آب اتخاذ گردد. بکارگیری چنین قوانینی باعث ایجاد تعادل بین منابع محدود موجود و مصارف بالا، بهینه سازی مصرف آب در بخش کشاورزی، شهری و صنعتی و در نهایت نیل به توسعه پایدار در مدیریت منابع آب خواهد شد. به دلیل این که همیشه نمی توان این نیازها را برآورد نمود می بایستی این نیازها اولویت بندی شده و سپس برای تامین نیازهایی که اولویت کمتری دارند (مانند نیاز کشاورزی) به تعیین یک سطح اطمینان مناسب برای برآورده کردن آن ها پرداخت. به این منظور می-بایستی حجم مخزن سد (منبع آبی) به گونه ایی تعیین شود که علاوه بر تامین مطلوب نیازهای آبی تا سطح اطمینان مورد نظر مقدار حجم در نظر گرفته شده اقتصادی نیز باشد. در تحقیق حاضر برای بهینه سازی حجم مخزن سد از سه روش بهینه سازی ریاضی، کاوشی و ترکیب دو روش استفاده می شود. در روش بهینه سازی ریاضی از روش برنامه ریزی خطی اعداد صحیح مختلط (milp) توسط نرم افزار lingo11 که به روش شاخه و حد حل می شود، استفاده شده است. هم چنین از الگوریتم هجوم ذرات (pso) که بر اساس الگوهای حاکم بر پرواز همزمان پرندگان، تغییر ناگهانی مسیر آن ها مدل شده، به عنوان روش فراکاوشی استفاده شده است. در نهایت با تلفیق این دو روش (pso-lp) که با جدا کردن قسمت اعداد صحیح مدل، آن را با الگوریتم pso حل کرده و باقیمانده مدل که یک مسئله برنامه ریزی خطی بوده با سرعت قابل قبول توسط الگوریتم های حل مدل برنامه ریزی خطی lp قابل حل است. سپس به مقایسه ی هر سه مدل و نیز مدل شبیه سازی مخزن سد پرداخته و با توجه به نتایج بدست آمده، بهترین مدل برای بهینه سازی حجم مخزن سد که با سرعت ودقت بیشتری به جواب بهینه رسید، روش ترکیبی pso-lp بوده است. که باید خاطر نشان کرد که در جاهایی که پیچیدگی مسئله زیاد نباشد روش شاخ و حد به جواب بهینه می رسد ولی در حالتی که مسئله پیچیده می شود الگوریتم pso بهتر عمل می کند ولی هر یک از 2 روش نقص هایی در رسیدن به جواب بهینه داشتند که با ترکیب و حل هر قسمت از مدل با یکی از روش ها، سعی در برطرف کردن آن ها شده است.