การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาและวิเคราะห์สภาวะการขาดน้ำ โดยการจำลองระบบอ่างเก็บน้ำในลุ่มน้ำมูลตอนบน ซึ่งประกอบด้วย อ่างเก็บน้ำลำแชะ มูลบนลำพระเพลิง และลำตะคอง จากสถิติข้อมูลปริมาณน้ำไหลเข้าอ่างเก็บน้ำ 25 ปี ด้วยHEC-3 สร้างทางเลือกในการจัดสรรน้ำด้วยโปรแกรมเชิงเส้นโดยใช้เทคนิคของ (+,e)-constraintวิเคราะห์และคัดเลือกทางเลือกด้วยกระบวนการวิเคราะห์ตามลำดับชั้น และพัฒนาเกณฑ์การจัดสรรน้ำด้วยโครงข่ายใยประสาทประดิษฐ์ ซึ่งพบว่า สภาวะการขาดน้ำในลุ่มน้ำมูลตอนบนมีอัตราการขาดน้ำรายปีเฉลี่ย 14.88% เกิดในฤดูฝนช่วงฝนทิ้งช่วงระหว่างเดือนมิถุนายนถึงเดือนกันยายน และในฤดูแล้งระหว่างเดือนมกราคมถึงเดือนพฤษภาคม มีความถี่ของการขาดน้ำ 54% จากผลการวิเคราะห์สภาวะการขาดน้ำ ได้สร้างทางเลือกในการจัดสรรน้ำ16 ทางเลือก เพื่อคัดเลือกให้ได้ทางเลือกที่เหมาะสมที่สุดโดยกระบวนการตัดสินใจแบบหลายเกณฑ์ จากการวิเคราะห์เพื่อหาน้ำหนักความสำคัญของเกณฑ์ที่ใช้ในการจัดสรรน้ำพบว่าน้ำหนักความสำคัญของเกณฑ์ด้านผลประโยชน์ ความเชื่อมั่นและความยุติธรรมเท่ากับ41.0, 32.3 และ 26.7% ตามลำดับ และทางเลือกในการจัดสรรน้ำที่ได้น้ำหนักความสำคัญมากที่สุดคือไม่ให้การประปา-อุตสาหกรรมขาดน้ำ ยอมให้ปริมาณน้ำที่ใช้ในการรักษาสมดุลของระบบนิเวศน์ด้านท้ายอ่างเก็บน้ำขาดได้ 55.43 ล้าน ลบ.ม. และยอมให้การเกษตรได้ผลผลิตเฉลี่ย 56% ของผลผลิตสูงสุด ซึ่งคิดเป็นน้ำหนักความสำคัญเท่ากับ 29.38%จากเงื่อนไขของทางเลือกนี้ได้พัฒนาเกณฑ์ในการจัดสรรน้ำโดยโครงข่ายใยประสาทประดิษฐ์แบบ Multilayer Feed Forward-Back Propagation ผลจากการสอนและการทดสอบโครงข่ายพบว่า แบบจำลองโครงข่ายใยประสาทประดิษฐ์แบบ 12-16-4-4 มีค่า R('2)เท่ากับ 0.9729 และ 0.9238 ตามลำดับ