هدف از انجام این پژوهش، بهره برداری بهینه از منابع آب در شرایط خشکسالی و ترسالی بود. 14000 هکتار از اراضی شالیزاری در پایین دست سد شهید رجایی ساری در استان مازندران به عنوان منطقه مطالعاتی انتخاب گردید. سناریوهای مدیریتی در قالب دو رویکرد " تفاوت در مقدار خروجی مخزن سد" و "تفاوت در مقدار مساحت تخصیص یافته به کشت محصول برنج" طراحی و اجرا شده است. رویکرد نخست، از لحاظ مقدار حجم آب خروجی موجود در مخزن سد به دو بخش مشاهداتی و احتمالاتی تقسیم شده است. در سناریوهای بخش مشاهداتی، از داده های مشاهداتی موجود خروجی سد در منطقه برای عملیات بهینه سازی استفاده شده است و در بخش احتمالاتی، از مقادیر احتمالاتی بدست آمده برای خروجی سد با دوره بازگشت های مختلف در شرایط خشک سالی و ترسالی استفاده شده است. رویکرد دوم در سناریوی مدیریتی، براساس مقدار مساحت تخصیص یافته به کشت برنج در سه حالت بدون قید مساحت، 50% و 85% مساحت کل مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بهینه سازی الگوی کشت، از دو روش برنامه ریزی غیرخطی و الگوریتم ژنتیک استفاده شد. نتایج نشان داد که الگوی کشت فعلی در منطقه، بهینه نبوده و در صورت اعمال الگوی کشت پیشنهادی، درآمد خالص منطقه به همراه کاهش حجم آب مصرفی، به-طور چشم گیری افزایش خواهد یافت. همچنین براساس نتایج بدست آمده می توان گفت که روش الگوریتم ژنتیک در بهینه سازی الگوی کشت، نسبت به روش برنامه ریزی غیرخطی ارجحیت دارد.