我国的水资源时空分配不均,为了缓解北方地区尤其是京津冀地区的水资源短缺,国家启动了南水北调中线工程。近年来,中线工程水源区丹江口水库的径流特征发生了显著变化,与中线工程规划时所采用的径流系列有明显的差异性,需要对丹江口水库的可调水量进行深入的研究;同时,随着中线工程干渠与沿线调蓄水库的连接工程陆续建成,研究中线工程沿线水库的调蓄能力,对于中线工程扩大其供水潜力具有重要的现实意义。但由于京津冀地区的区域间发展差异造成了外调水的水量分配有可能不符合地区的实际发展需要,所以确定更为合适的外调水水权分配比例对于外调水的高效利用十分关键。本文对南水北调中线工程的供水潜力和外调水高效利用进行了研究,得到如下结论:①利用Mann-Kendall(MK)检验、Markov过程和游程分析对丹江口 1956-2017年入库径流的年际年内特征、趋势及丰枯变化进行研究,水库年径流序列在进入21世纪后年均减少50.5亿m3,且在秋汛期容易发生连续的枯水情况,不利于水库的蓄水和调水。②依据丹江口供水调度图,通过限制下泄流量和对冲规则优化供水调度图,分别能增加对年平均北调水量1.2亿m3和2.6亿m3;构建中线总干渠-沿线调蓄水库联合调度模型,利用河南省和河北省沿线水库对中线工程供水进行调蓄,年均充渠水量分别为2.7亿m3和1.8亿m3。③建立京津冀地区外调水水权分配模型计算三个地区最合适的外调水分配占比,模型算得北京市的配水量高于实际值,河北省的配水量小于实际值,天津市在注重高效性目标时配水的占比最高。