我国特殊的地形地貌及水资源分布特点,决定了我国洪灾频发的现状,水资源的不均匀分布,使得水资源供给与需求矛盾突出。水资源短缺问题已经成为影响我国生产力发展的主要问题之一。为缓解水资源的供需矛盾,减少洪灾带来的损失,合理调度洪水资源将成为解决问题的关键举措。水库防洪调度是水库运行管理的非工程措施之一,能够有效解决防洪安全问题,提高洪水资源的利用效率。因此,在研究水库防洪优化调度理论的基础上,通过径流调节来合理调度洪水资源,对提高我国水资源利用率具有非常重要的理论和现实意义。目前,水库常用的调度方式有两种,一般情况下采用常规调度方式,另一种情况是当水库遇较大洪水时,宜采用预报调度方式。因经济、技术发展的限制,洪水预报调度的研究还有待进一步发展。子洪水库是山西大水网工程的调蓄水库之一,水库的调度方式不仅影响水库自身的安全,同时也会影响大水网的正常运行。本论文在研究子洪水库流域特点的基础上,通过分析水库防洪调度现状,提出子洪水库的洪水预报方式并建立不同的防洪调度模型,开展水库防洪调度研究。主要研究内容和成果如下:(1)建立子洪水库洪水预报模型。首先,分析降雨量、河道入流资料,对该流域进行单元划分;然后,采用双超模型对子洪水库历史洪水进行模拟预报。选取的10场洪水进行模拟,模拟结果表明,在验证期内,2003年洪峰流量的模拟误差最大,最大值为-18.7%,1997年洪峰流量的模拟误差最小,最小值为-3.0%。各场洪水的模拟误差虽有不同,但洪峰流量误差均在20%以内,率定期峰现误差最多为1h,均符合规范要求。因此,可采用双超模型对子洪水库洪水进行预报模拟,峰值和峰现时间预报较准确。(2)建立4种子洪水库优化调度模型。4种模型分别为大坝安全调度模型、最大削峰模型、弃水量最小模型和最小洪灾损失模型。通过研究子洪水库的防洪目标,由不同目标建立不同的调度目标函数。调度模型的建立为子洪水库水资源的合理调度奠定了理论基础,能有效增加水库的防洪效益。以最大削峰模型为例,分别采用逐步优化算法、改进粒子群算法对模型进行求解。研究结果证明,改进粒子群算法的计算结果优于逐步优化算法,改进粒子群算法的削峰效果较好且坝前最高水位较低,有利于消减洪峰和保障大坝安全。(3)对粒子群算法进行改进。采用带控制因子的非线性递减公式改进粒子群算法的参数——惯性权重ω。用混沌理论对粒子群算法的初始可行解进行优化,增加初始解的可靠性。调度结果表明,改进粒子群算法调度结果优于逐步优化算法,能够提高算法搜索能力,避免了算法陷入局部最优解。(4)开发子洪水库防洪优化调度系统。根据子洪水库流域概况及基本资料,利用VB6.0完成软件的开发,将改进粒子群优化算法、水库防洪调度模型编写为相应的程序,具体调度界面包括水库基本信息、优化调度模型和调度结果输出3个部分。最终,生成一种简单的操作界面,为水库操作人员提供调度决策的依据。水库防洪调度是防洪减灾、增加水库兴利效益的有效方法之一,对减少洪水灾害有重要作用。但由于水库防洪调度存在大量不确定性因素,如气象、水文因素等,因而由这些不确定性带来的风险有待进一步研究。