در مطالعه حاضر، با استفاده از مدل تصمیم گیری چند معیاره تعاملی (روش مرحله ای) و برنامه ریزی فازی خاکستری به تخصیص بهینه منابع آب در بخش های مختلف کشاورزی، صنعت، شرب و فضای سبز در شهرستان یزد پرداخته شد. هدف از این تحقیق حداکثرکردن منافع اقتصادی و زیست محیطی در تخصیص منابع آب می باشد. داده های مورد نیاز از شرکت سهامی آب منطقه ای، سازمان آب و فاضلاب، جهاد کشاورزی و سازمان صنعت، معدن و تجارت استان یزد با استفاده از پرسش نامه و مصاحبه حضوری برای سال های 1389-1381 جمع آوری گردید. برای تحلیل و توصیف داده ها از نرم افزار اکسل استفاده شد. نتایج نشان می دهد با توجه به اختلافات در مقدار تخصیص، در هر دو روش اولویت با حداکثرکردن سود اقتصادی و سپس سود زیست محیطی است. همچنین سود اقتصادی به ازای یک مترمکعب آب در روش برنامه ریزی فازی خاکستری نسبت به روش مرحله ای 35 درصد بیشتر است اما سود زیست محیطی در هر دو روش یکسان است و مقدار تخصیص آب در روش برنامه ریزی فازی خاکستری 18.5 درصد از روش مرحله‎ ای کمتر است. لذا به دلیل اهمیت داشتن مدیریت تقاضا و حرکت به سمت صرفه جویی و دستیابی به سود اقتصادی بیشتر در برنامه ریزی فازی خاکستری، توصیه می گردد نتایج روش برنامه ریزی فازی خاکستری مورد توجه برنامه ریزان قرارگیرد.