هدف کلی از این تحقیق توسعه مدل های بهینه بهره برداری از مخزن سد به منظور تأمین نیازهای مختلف پایین دست سد، بر مبنای منطق فازی و الگوریتم های بهینه سازی فراکاوشی می باشد. در این راستا ابتدا مقادیر بهینه خروجی سد زاینده رود واقع در استان اصفهان در طول دوره بهره برداری بر اساس تابع هدف و قیودات مختلف، با در نظر گرفتن مقادیر ورودی به سد و نیز نیازهای پایین دست، با استفاده از الگوریتم های فراکاوشی شامل الگوریتم های ژنتیک، اجتماع ذرات، تفاضل تکاملی، جستجوی هارمونی، جستجوی ذرات باردار استخراج گردید. در ادامه با توجه به مقادیر خروجی بهینه شده در طی یک دوره بلند مدت، با استفاده از مدل های مبتنی بر منطق فازی از جمله مدل های عصبی-فازی تطبیقی و یک مدل جدید ترکیبی از مدل عصبی-فازی تطبیقی و الگوریتم های فراکاوشی، انواع مدل های بهره برداری توسعه داده شد و در نهایت عملکرد این مدل ها با معیارهای مختلف از جمله اعتمادپذیری، برگشت پذیری، آسیب پذیری و پایداری ارزیابی گردید. نتایج بدست آمده حاکی از عملکرد مناسب سیستم ترکیبی جدید در توسعه مدل بهره برداری از مخزن سد می باشد. براین اساس مقدار معیار پایداری برای سیستم ترکیبی جدید و سیستم انفیس کلاسیک به ترتیب برابر با 30/0 و 18/0 بدست آمد. همچنین این سیستم ترکیبی با تأمین99/95 درصد از نیازهای کل پایین دست سد زاینده رود عملکرد مناسبی از خود نشان داد.