بهینه‌سازی استفاده از منابع آب به‌ویژه در بخش کشاورزی که بیشترین سهم را در استحصال منابع آب دارد از اهمیت زیادی برخوردار است. لذا در این پژوهش ضمن معرفی الگوریتم بهینه‌سازی گرگ خاکستری، جستجوی کلاغ و نهنگ، عملکرد آنها در بهره‌برداری بهینه از سیستم تک‌مخزنه سد گلستان با هدف تأمین نیاز آبی اراضی پایین‌دست، بر اساس شاخص‌های اطمینان‌پذیری، برگشت‌پذیری و آسیب‌پذیری مورد ارزیابی قرار گرفت. در این راستا تابع هدف به‌صورت کمینه‌سازی کل کمبود طی دوره بهره‌برداری تعریف و محدودیتهای معادله پیوستگی، حجم سرریز، حجم ذخیره و حجم رهاسازی از مخزن بر تابع هدف مسئله اعمال شد. سپس نتایج با پاسخ بهینه مطلق بر اساس روش برنامه‌ریزی غیرخطی حاصل از نرم‌افزار GAMS مقایسه شد و درنهایت بر اساس توسعه مدل تصمیم‌گیری چندمعیاره رتبه‌بندی الگوریتم‌ها از لحاظ عملکرد صورت پذیرفت. نتایج نشان داد که الگوریتم گرگ خاکستری در بهینه‌سازی تابع هدف بهتر از سایر الگوریتم‌ها عمل می‌کند به‌گونه‌ای که میانگین پاسخ‌ها در الگوریتم‌های گرگ خاکستری، جستجوی کلاغ و نهنگ به‌ترتیب 92، 84 و 67 درصد پاسخ بهینه مطلق است به‌علاوه، الگوریتم گرگ خاکستری در کلیه شاخص‌ها از عملکرد مناسب‌تری نسبت به الگوریتم‌های جستجوی کلاغ و نهنگ برخوردار است. همچنین ضریب تغییرات پاسخ‌های به‌دست آمده توسط الگوریتم گرگ خاکستری نسبت به الگوریتم‌های جستجوی کلاغ و نهنگ به‌ترتیب به میزان 2 و 1/43 برابر کوچک‌تر است. درنهایت نتایج حاصل از مدل تصمیم‌گیری چندمعیاره مشخص کرد که الگوریتم گرگ خاکستری دارای رتبه نخست نسبت به دو الگوریتم دیگر مورد بررسی در حل مسئله بهره‌برداری بهینه از مخزن سد گلستان است.
