Cỏc mụ hỡnh phõn tớch hệ thống được chia làm 3 loại: cỏc mụ hỡnh mụ phỏng, cỏc mụ hỡnh tối ưu và cỏc mụ hỡnh kết hợp mụ phỏng – tối ưu.
Mụ hỡnh kết hợp mụ phỏng – tối ưu là sự kết hợp giữa kỹ thuật tối ưu húa với cỏc mụ hỡnh mụ phỏng nhằm tỡm kiếm tối ưu [Yeh, 1985]. Đú là sự kết hợp giữa ưu điểm của mụ phỏng: cho phộp mụ tả một cỏch chi tiết cỏc đặc điểm vật lý của hệ thống với việc tỡm kiếm lời giải tối ưu từ một số giới hạn cỏc giải phỏp tối ưu trong vựng khả thi.
Vận hành của mụ hỡnh theo tuần tự: cú cỏc tệp thụng số cho việc thiết lập cỏc quy tắc vận hành, cỏc điều khiển được phỏt ra một cỏch ngẫu nhiờn (thụng số nằm trong miền khả thi), từ đú đỏnh giỏ được hiệu quả cỏc phương ỏn vận hành thụng qua sử dụng mụ hỡnh mụ phỏng trờn cơ sở cỏc hàm mục tiờu định trước. Số liệu đầu vào cú thể là số liệu tổng hợp nhõn tạo hay số liệu quan trắc
thực tế. Sau đú là cỏc tệp thụng số sẽ được thay đổi theo hướng tiếp cận cỏc hàm mục tiờu bằng việc sử dụng cỏc thuật toỏn tối ưu.
Quỏ trỡnh trờn sẽ được lặp lại cho đến khi một trong cỏc tiờu chuẩn kết thỳc được thỏa món.
Đối với bài toỏn quy hoạch tài nguyờn nước, cỏc hàm mục tiờu phổ biến là: cực đại cỏc lợi nhuận đem lại từ cung cấp nước, cực tiểu húa tổn thất do thiếu nước, như bài toỏn cung cấp nước tưới, hay cỏc thiệt hại do việc quỏ dư thừa nước gõy ra trong bài toỏn chống lũ.