بهره برداری از مخزن سد پانزده خرداد بر اثر خشکسالی های اخیر با اختلال رو برو شده است و این موضوع، ضرورت استفاده از مدل های بهینه سازی بهره برداری از مخازن را بیش از پیش آشکار می سازد. هدف از تحقیق حاضر ارائه یک مدل بهره بر داری بهینه از مخزن سد پانزده خرداد، از طریق مطالعه و تحلیل مدل های رایج موجود می باشد. بر این اساس مدل های مختلف از جمله مدل های برنامه ریزی غیر خطی(nlp)، برنامه ریزی پویا (dp) و سیاست بهره برداری استاندارد (sop) به عنوان مدل های مورد بررسی در این مطالعه مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته اند. توانایی مدل های مذکور به کمک شاخص های کارایی مخازن ارزیابی شده است. آمار و اطلاعات، پانزده ساله و به صورت ماهانه طی سال های 1375 تا 1390مورد بررسی و استفاده قرار گرفته است. جهت تحلیل و اجرای مدل ها از نرم افزار های excel و lingo بهره برده شده است. نتایج حاصل، حکایت از برتری نسبی مدل nlp در رقابت با دو مدل دیگر دارد که دلیل این امر را می توان در دوراندیشی نهفته در این مدل به واسطه سعی در توزیع یکنواخت کمبود ها یافت. از دیگر نتایج تحقیق، برتری مدل dp نسبت به مدل sop است. بر اساس یافته های فوق، نظر به آن که در حال حاضر از مدل sop به عنوان سیاست حاضر در بهره برداری از مخزن سد پانزده خرداد استفاده می گردد، تغییر سیاست بهره برداری از مدل sop به مدل nlp به عنوان یک راهکار، جهت بهینه سازی بهره برداری از مخزن سد پانزده خرداد پیشنهاد شده است.