自然资源,尤其是人类赖以生存的水资源和赖以发展的能源资源是人类社会进步和繁荣的重要保障和基石。能源和水资源利用同时与社会、经济和环境等系统息息相关且相互影响,使得水资源和能源配置系统呈现出多时期、多组分、多重不确定性、互动性和非线性等多种复杂性特点。然而,相关决策者在过去决策过程中由于未能较好地处理系统中的多重不确定性和其它复杂性因素,造成了资源能源配置过程中的决策困境。良好的管理和规划是合理利用逐步枯竭的资源、能源的重要手段和方法,然而传统的管理规划模型对处理多重复杂性具有较大的局限性。因此,本论文在系统复杂性辨识,不确定参数定量化表征,关键参数(边界条件)预测和物质流、能量流解析的基础上,以中小尺度供热系统燃料配置和水资源配置为研究案例,耦合区间、随机和模糊等不确定数学优化方法,构建了多个不确定资源配置规划模型。具体包括：(1)以辽宁省某经济新区采暖期供热为研究案例,构建了区间单侧模糊机会约束混合整数规划,用以处理多重不确定性环境下以化石燃料供给为主的多热源集中供热系统燃料配置和扩容规划问题；(2)以东北中部和南部采暖期冬季气温变化和可再生(生物质)燃料供给-配置系统为研究背景,开发了区间两阶段双随机规划技术,同时耦合其它不确定规划方法,构建了适于不同多热源集中供热系统,含有生物质燃料供给的不确定燃料配置优化模型,以此分析了气温变化和生物质燃料供给不确定性对系统的影响;(3)以含有水库运行的水资源配置系统为研究案例,将随机动态规划技术和可反映入库流量双重不确定性的模糊马尔科夫链结合,建立了多重不确定下的水资源配置优化模型,同时,基于析因分析技术,解析了因子(间)可靠性变化对系统响应的影响,从而最终为决策者进行多重不确定性下的最佳水库运行和水资源配置决策以及因子可靠性变化对系统响应的影响分析提供了支持和依据。本论文针对供热系统、水资源配置系统内的现实存在的多重不确定问题,通过耦合多种不确定优化方法,建立了多个多重不确定优化模型,实现了不同不确定优化方法的优势互补。所建立的模型在反应系统多重复杂性基础上,可将系统内各子系统和组分间的物质流、能量流以及相关最新政策要求进行了定量化表征；同时,通过合理求解方法,不仅可为相关系统决策者反映系统内经济-环境-可靠性间的妥协性,还可提供不同情景下具有灵活性和可调节性的决策区间,从而最终为科学有效的资源配置决策制定提供支持和参考。