在全球变暖的背景下,受极端降水事件和人类活动的影响,流域将面临更大的防洪压力,尤其是在洪涝灾害多发的汛期。梯级水库在区域防洪中具有十分重要的作用,通过对其合理调度能够有效削峰滞洪,降低洪水风险。本研究以黄河上游梯级水库为例,推求入库设计洪水,建立优化调度模型,求解设计洪水的最优调度过程。基于水库实时水情、库容等指标和优化调度结果,划分水库预警等级,指导水库泄洪,并结合洪水预报模型,实现考虑洪水预报预警的梯级水库汛期调度,以期丰富水库调度方法,为其他流域梯级水库汛期调度提供借鉴。主要研究成果如下:（1）基于洪水峰、量、形误差指标,提出用于推求设计洪水的多目标均衡优化法。该方法相比其他常用方法具有更高的精度,能够更好地满足洪水洪峰和时段洪量约束,无需手动修匀计算或反复调整算法参数,能够有效减少洪水设计计算的复杂性和不确定性。（2）考虑历史气象和流量因素,采用逐步回归分析法筛选其中对当日洪量影响显著的预报因子,分别采用多元线性回归法（MLR）、支持向量机（SVM）和反向传播（BP）神经网络模型进行洪水预报,通过评价得出BP神经网络模型的洪水预报效果最好。（3）建立考虑防洪和兴利目标的梯级水库汛期优化调度模型,结合阶梯式调度方法改进适应度函数,将各出库阶段的泄量差值作为决策变量,可在满足优化目标的前提下,确保水库均匀出流,在保证水库兴利防洪目标的前提下,达到稳定泄流的效果。（4）基于水库防洪安全因素,构建能够反映水库综合防洪压力的防洪状态矩阵,结合设计洪水的优化调度过程划分预警等级,用于指导水库泄洪,形成防洪预警调度策略,并结合洪水预报模型,建立梯级水库汛期调度规则,重点考察了洪水期的调度效果。结果表明,汛期调度规则能够在保证防洪安全的前提下,更好地发挥水库的兴利作用,达到优于现行汛期调度规则的效果。（5）考虑水库入流的不确定性,以汛期实测洪水为例进行实时调度,验证汛期调度规则的可行性。结果表明,梯级水库汛期调度规则能够确保水库安全度汛,及时达成兴利目标,且具有良好的科学性和操作性,有效缓解了梯级水库防洪与兴利间的矛盾,达到合理利用洪水资源的效果。