黄河是世界上著名的多泥沙河流，是国内乃至世界上开发程度较高的河流，黄河上游水能资源的大力开发，对区域能源战略的制定实施及经济社会的长远发展产生了不可估量的推动作用，但也不可避免地改变了天然水沙过程。近50多年来，由于气候变化、生态破坏及沙漠扩张等，黄河水沙关系不断恶化，严重制约和限制了黄河水能资源的可持续开发与利用。论文以此为背景，在统计分析黄河上游历史径流过程统计特征的基础上，初步探讨了黄河上游河道冲淤演变规律及水沙变化关系，建立了黄河上游水库群非汛期水沙联合调度模型，旨在为建立科学合理的黄河水沙调控体系提供技术支撑，论文主要研究内容如下:　　(1)在详细介绍黄河上游概况、水库、水电站、泥沙及综合用水数据资料的基础上，对黄河上游唐乃亥站历史径流规律进行了统计分析，并应用频率曲线法选取了黄河上游历史年份来水典型年，即:丰水年2009年，偏丰水年1999年，平水年2007年，偏枯水年1995年，枯水年2006年。　　(2)对黄河上游历史年份泥沙冲淤量、径流量、输沙量及来沙系数等河道冲淤演变规律及水沙关系特征进行了分析，研究了不同河段的淤积程度以及河道淤积受水库蓄水、支流入汇、沿途引水等因素的影响。通过对河道来沙系数的研究，拟定维持黄河上游沙漠宽谷河段冲淤平衡的临界流量为1000m3/s。　　(3)从水沙调控手段、多目标问题处理、水库群水沙联合调度方式及黄河黄河上游干流梯级水库的运行规则四方面对黄河上游多目标水沙联合调度理论进行了分析，对黄河上游可调输沙水量进行了长系列计算，并给出了可调输沙水量的定义。以河段输沙水量最大为模拟优化目标函数，建立了黄河上游水库群水沙联合调度模型，阐明了黄河上游梯级水库的运行方式及特点。　　(4)建立不同现状年和规划年梯级水库运行方案，采用自迭代模拟优化算法对上述建立的水库群水沙联合调度模型进行求解计算，并从水库调沙前后水库蓄/补水量（即可调输沙水量）、年末消落水位、河道输沙效果、发电量四方面对不同方案运行效果进行评价分析，并推荐梯级水库群最优运行方案。