防洪调度是治理洪水的重要方式。平原型流域地形多变且河道受外江水位顶托,各防洪控制点水位流量关系复杂,使用传统河道型防洪调度难以满足精度要求。为研究河网水力特性及分洪区主动分洪效果,建立河网洪水演进水动力模型、分洪区主动分洪的洪水演进水动力模型,使用前者分析河网水力特性,使用前后两者分析主动分洪效果。参考水库优化调度模型原理及求解方法,建立多种分洪区优化调度模型,为解决槽蓄作用下的“后效性”问题、简化计算复杂度,使用逻辑河网代理模型计算反流量演进及分洪效果。本研究基于ArcGIS流域地理信息处理技术与DHI Mike水动力模型计算软件,首先,收集整理计算区域下垫面水文要素,建立并率定水动力模型框架;其次,研究开发Mike11模型批处理工具,实现一维水动力模型的批量建立、计算与结果提取功能;再次,以2008年型全频率汉北河全流域设计洪水过程及四种下游顶托作用组合为24种边界条件建立河网洪水演进模型,以五个分洪区共计100种分洪工况为控制变量建立特定边界条件下的主动分洪模型;随后,提出并建立逻辑河网,以分洪过程为输入,分洪对河网的影响为输出,表达主动分洪效果,并用作水动力模型代理模型;最后,将控制水体流量交换作为“水库”入流,槽蓄增量作为“水库”库容增量,分洪流量作为“水库”下泄流量,结合各约束条件建立分洪区优化调度模型,使用拟梯度、同类次优替换改进的差分进化法求解。本文主要研究成果包括:(1)汉北河下游天门站河网控制点水位流量曲线为逆时针套绳状,而水位槽蓄增量曲线近似为单值曲线,可根据槽蓄增量近似推算控制点水位;(2)汉北河下游分洪区分洪、不分洪下的河网洪水演进在相同来水条件下具有较稳定的水力联系,在已知河网洪水演进边界条件及分洪流量时可使用逻辑河网推求分洪后的指定控制断面水力要素,进而避免数据冗余,简化计算复杂度;(3)汉北河下游分洪区调度问题可近似转化为水库调度问题,并使用相应方法求解,前提条件为短时间范围、忽略流量补充假设;(4)分洪区优化调度分洪总量接近于超额来水量,提高了分洪效率。优化调度方案、水动力模型所反映的各分洪区效果特点互相印证,证明了分洪区优化调度模型在汉北河下游区域是可行的;(5)分洪区优化调度结果可根据分洪过程特征划分为临洪阶段、削峰阶段、余波阶段。临洪阶段为短期河网槽蓄量调整,以应对即将到来的洪峰;削峰阶段洪峰已经来临,河网槽蓄量迅速增加,分洪区应目标要求增大分洪量;余波阶段主洪峰已削弱,但来洪流量仍有波动,致使槽蓄量产生较小变化,分洪流量相应作出小幅调整;