随着我国经济社会的发展,水资源短缺问题日益严峻,如何高效利用和调配有限水资源显得尤为重要。水库作为径流调节及水能开发的有效手段,如何对其进行合理的优化调度从而实现水资源综合效益最大化是当前研究的热点问题之一。基于此,本文在入库径流特征分析及随机模拟和预报基础上,以加高后的丹江口水库为例,开展多供水需求下的水库多年优化调度和hedging优化调度方法研究。本文研究工作及研究成果主要包括以下几个方面:第一,在水库历史年入库径流特征分析基础上,对历史年径流序列进行序列组分分析、非周期成分及周期成分识别,提出基于EEMD-AR的水库年径流随机模拟模型并应用于丹江口水库的年径流随机模拟和预报中。通过EEMD方法分解,较好地解决了丹江口水库历史径流序列为非平稳序列而导致的不能直接应用AR模型进行随机模拟的问题。模拟结果表明,EEMD-AR模型能较好地模拟丹江口水库年径流序列且模型预报精度满足要求。第二,采用丹江口水库EEMD-AR径流模拟模型,生成大量不同频率下的多年丹江口水库入库径流序列并建立考虑径流不确定性和南水北调中线供水等多供水需求的丹江口水库多年优化调度模型。根据不同方案下的累计发电量、蓄满率以及总SI等指标的评估,得出入流不确定性、起调水位、汛限水位以及年末消落水位分布对丹江口水库多年调度的影响,最终提出加高后多年尺度调节下丹江口水库的最佳起调水位、年末水位分布推荐范围以及不同入流情况下的水库多年调度策略。第三,基于传统两阶段hedging调度模型,将传统帕默尔指标法中水分异常指标计算方式、时期因子考虑方式以及干旱严重程度划分等引入到水库供水情况评价中,提出适用于水库供水的供水异常指数Z_i、累积缺水指标X_i及其缺水严重等级划分。通过不同缺水严重等级对应的比例因子对原两阶段hedging调度模型中的权重系数w进行优化调整,形成模型参数改进机制,从而建立考虑缺水累积效应的多阶段hedging优化调度模型。第四,将考虑缺水累积效应的hedging优化调度模型应用于丹江口水库,通过对总SI、发电量、旬最大缺水流量以及南水北调中线平均缺水严重程度X_i等指标的评估,提炼出针对枯水期的多供水需求下丹江口水库hedging优化调度策略。主要结论如下:(1)在典型枯水年和历史最枯水年下,初始优选权重参数w取值分别为0.7和0.15,起调水位应大于158m,南水北调中线供水初始阶段交付率应分别控制在0.85和0.4。(2)动用水库可用水量是缓解缺水严重程度的有效途径,而其动用量应通过结合预报径流成果、现阶段起调水位及期望末水位等因素确定;(3)对于多供水需求水库而言,合理的供水顺序应根据单方水产生的供水经济效益确定。