در تحقیق حاضر، مقابله با چالش های کم‏آبی برای حوضه گرگان‏رود مدنظر قرارگرفت. اقتصاد استان گلستان وابسته به بخش کشاورزی است و وقوع دوره های خشکسالی، تولید محصولات کشاورزی را کاهش و به تبع آن اقتصاد منطقه را دچار بحران نموده است. بنابراین انجام مطالعاتی به منظور مدیریت و برنامه ریزی منابع آب استان گلستان و تخصیص آب در حاشیه سد وشمگیر واقع در حوضه گرگان رود دارای اهمیت است. براین اساس سعی شد مسأله تخصیص آب سد وشمگیر بین مصرف کنندگان، کشاورزی، آبزی پروری و زیست محیطی مورد بررسی قرارگیرد. اهداف اصلی مطالعه حاضر، تعیین الگوی کشت، تعیین مقدار آب تخصیصی به هر بخش (کشاورزی، آبزی پروری و محیط زیست)، تعیین میزان کمبود آب هر بخش و تعیین مقدار سود خالص سیستم در افق زمانی سه ساله (1395-1393) با استفاده از برنامه ریزی خطی در شرایط قطعیت و برنامه ریزی تصادفی چندمرحله ای در شرایط عدم قطعیت تحت سه راندمان آبیاری 37، 45 و 51 درصد و سناریوهای مختلف می باشد. داده های مورد نیاز از سازمان آب منطقه ای و جهاد کشاورزی استان گلستان و برای سال های 1380 تا 1392 جمع آوری شد. نتایج نشان داد که در شرایط قطعیت تحت راندمان های 37 ، 45 و 51 درصد در طی افق برنامه ریزی سه ساله میزان آب تخصیصی به بخش کشاورزی کاهش، میزان آب تخصیصی به بخش زیست محیطی و آبزی پروری بدون تغییر خواهد ماند. افزون برآن، سطح زیرکشت بعضی از محصولات منطقه تحت این راندمان ها تغییری نشان نداد. در شرایط عدم قطعیت میزان تقاضای آب هدف بخش های آبزی پروری و زیست محیطی تاًمین و کمبود آبی برای این بخش ها تحت سناریوهای مورد مطالعه و راندمان های 37 ، 45 و 51 درصد وجود نداشت. اما، برای بخش کشاورزی در سناریوهای خشک سالی و نرمال سالی ، تقاضای آب هدف تأمین نگردید. کمبود آب در بدترین شرایط و در افق زمانی مورد بررسی برای بخش کشاورزی تحت سناریوی کم- کم- کم و برای سال 1393 و تحت راندمان 37درصد به میزان 67/68 میلیون مترمکعب بود. سود سیستم با افزایش راندمان آبیاری افزایش یافت اما سطح زیرکشت اکثر محصولات بدون تغییر باقی ماند.