一是充分利用灌区内的降水资源。灌溉水资源一般包括降水、地表水（库水或河水）和地下水。
以前，灌区一般注重通过修建灌溉工程尽量利用地表水和地下水，而对本地降水的充分利用重视不够。实际上，对一个灌区来说，直接利用降水供给作物用水，是投资省见效快的最好途径。
我国多年平均降水总量为6．19万亿立方米，但目前直接为作物利用的效率很低。为了充分利用降水，灌区应在雨季前多用井灌，以便腾空地下水库容，有利于雨季补充地下水；同时，应在田间采取耕作保墒措施，增加土壤蓄水能力；另外还可以采取优化作物种植结构等农业措施，尽可能做到作物生长与雨热同步，提高降水利用率。
二是调整灌区的作物种植结构。调整农作物种植结构来适应灌区的水源状况，可以发挥灌溉用水的最大效益。
因此，对灌区水资源进行高效利用，首先要优化灌区内作物种植结构。在容易受旱的北方灌区，春旱缺水，但却是小麦需水的关键时期，所以北方应在满足粮食生产需求的情况下，尽可能压缩小麦的种植面积，增加杂粮和经济作物的种植面积；水稻为需水量最大的粮食作物，目前，在各引河灌区内占有相当的种植比例。
因此，在灌溉水源日益短缺的情况下，这些地方应下大力气压缩水稻的种植面积。随着我国农业生产水平的大幅度提高，在满足粮食生产的基本要求下，压缩粮食种植面积并提高其品质，增加饲料作物、经济作物、林果、蔬菜和名优特产作物的种植比例，错开用水高峰，增加产值，是灌溉农业高效用水的发展方向。
在我国西部，目前一些流域的上游地区盲目开垦，大规模发展灌溉面积，造成下游断流并大面积荒漠化，引发了严重的生态问题，因此，这类地区要在留足生态用水的前提下，以水定灌溉面积，超出水源承载能力的灌溉面积，要实施退耕还林还草。
三是采用非充分灌溉制度。按照满足作物需水要求和程度，我们可将灌溉分为充分灌溉和非充分灌溉两种。
充分灌溉是指水源供水充足，能够全部满足作物的需水要求，此时的最优灌溉制度应是根据作物需水规律及气象、作物生长发育状况以及土壤墒情等，对农作物进行适时、适量的灌溉，使其生长条件能得到最大限度的满足，并且不产生地面径流和深层渗漏，这样既确保获得最高产量，又具有较高的水分生产率。而非充分灌溉的优化灌溉制度是在水源不足或水量有限的条件下，把有限的水量在作物间或作物生育期内进行最优分配，确保各种作物水分敏感期的用水，减少对作物水分非敏感期的供水，此时所寻求的不是单产最高，而是全灌区总产量最高或产值最大。
