水库是水资源时空调配的重要工程措施,其通过对来水进行合理蓄泄调节,达到避免或减少洪灾损失、缓解水资源危机、改善上下游生态环境和增加水力发电效益等目的。近年来,随着我国各大流域梯级水库群的逐渐建成和社会经济的快速发展,防洪、发电、供水、生态等各部门之间的关系越发复杂,矛盾逐渐加剧,再加上全球极端气候变化对流域的综合影响,开展梯级水库多目标互馈关系及决策方法研究,寻求流域复杂工程和环境下的多目标优化调度方案,对于防灾减灾、水资源高效利用具有重大现实意义。本文围绕防洪、发电、供水、生态等目标,重点针对防洪风险评估、多目标优化调度、互馈关系分析以及多属性决策等问题,运用系统工程、大数据、概率统计、管理运筹学等理论方法进行了深入探究,取得的主要成果如下:（1）考虑洪水峰型及其频率的防洪风险分析。针对现有洪水模拟方法未考虑洪水过程线形状的随机性及其与特征变量间相关性的不足,提出了一种考虑峰型及其频率的洪水随机模拟方法。该方法通过Copula函数进行特征变量模拟,考虑了洪水特征量间的相关性;聚类分析及无量纲洪水过程线的生成考虑了洪水峰型的多变性;以峰型系数及峰现时间为主要变量进行的贴近度计算考虑了洪峰、洪量及洪水历时对不同峰型洪水过程线出现频率的影响。因此,相较于传统方法,其模拟的洪水更接近天然洪水过程,可有效提升梯级水库防洪风险计算精度。（2）INSGA-Ⅱ算法及其在梯级水库多目标优化调度中的应用。针对NSGA-Ⅱ算法在初始种群均匀度以及多目标优化高维特性处理中的不足,引入基于正交设计的种群初始化策略以保证初始种群的质量,采用问题变换策略以保证高维空间内算法的搜索力度,由此提出了 INSGA-Ⅱ算法;根据梯级水库兴利目标的综合利用要求,以发电、供水和生态调度所需考虑的各指标的加权值作为目标,构建了梯级水库多目标优化调度模型,并采用INSGA-Ⅱ算法进行模型求解,通过与其他算法对比分析,验证了 INSGA-Ⅱ算法在多目标优化调度问题处理中的优越性。（3）基于结构方程模型的梯级水库兴利目标互馈关系研究。针对梯级水库多目标互馈关系研究涉及的变量维度高、关系复杂、经典统计学方法难以量化的问题,引入结构方程模型,构建了梯级水库多目标互馈关系模型;以多目标优化调度模型的非劣解集作为数据源,通过结构方程模型进行高维验证性因子分析及路径分析,实现了梯级水库丰、平、枯不同典型年发电-供水-生态目标间互馈关系的定量化计算,并根据计算结果深入探究了三者间互馈响应机制。（4）INGTDM-MAS及其在防洪-兴利多属性决策中的应用。考虑到区间数指标间相关性及区间内部数据分布形态,提出了一种多维关联抽样算法,建立了基于多维关联抽样的区间数灰靶决策模型;构建了风险-效益协同评价指标体系,沿用考虑峰型及其频率的洪水随机模拟方法进行了风险指标量化;基于结构方程模型计算结果中的路径系数进行指标层赋权,并引入集值理论进行目标层赋权;将改进模型应用于梯级水库防洪-兴利多属性决策,与传统模型计算结果的对比分析表明,改进模型对于区间数的处理更加精细化,可有效减少决策过程中的信息损失。