В статье изложены новые методологические подходы по оптимизации процесса функционирования оросительных систем, которые прошли широкую производственную проверку на оросительных системах Северного Кавказа и обоснованы с позиций ландшафтного подхода и на основе развития законов техники, кибернетики, экологии и экономико-математических методов. Предложен методологический подход, который даёт возможность рассматривать систему как многофакторную, замкнутую с регулируемыми антропогенными воздействиями на природную среду, что позволило разработать модель оросительной системы как объекта управления с учётом экологических требований и воздействий на неё природных и управляемых факторов, а также факторов оптимизации. Определена классификация, необходимая для оперативного планирования и управления орошением, включающая информационно-справочную, сезонную и оперативную информацию. Совершенствование процесса планирования и управления орошением обеспечивается моделью прогноза, состоящей из блоков управления информационной базой и пространственно-временной оптимизации.