跨流域调水是解决区域水资源短缺,维持社会经济可持续发展、改善自然生态环境的一项重大战略举措。随着世界人口的不断增长、经济社会的快速发展,跨流域调水工程的规模急剧扩大。特别是存在多个水源,并且水源之间存在多重嵌套关系时,其运行调度极为复杂。因此,研究多水源嵌套的复杂跨流域调水工程的运行调度问题,对于进一步挖掘工程潜力和效益,拓展复杂水资源系统调度理论,具有重要的理论意义和应用价值。本文针对引嘉济汉-引汉济渭跨流域调水工程初期和正常运行期的调度问题,在分析嘉陵江与汉江径流丰枯遭遇规律的基础上,考虑有/没有引嘉济汉新水源两种情况,建立并求解引汉济渭工程初期和正常运行期的泵站-水库-电站协同运行调度模型,制定初期和正常运行期黄金峡、三河口水库联合供水优化调度方案与规则,研究了初期和正常运行期三河口多年调节水库年末消落水位规律,研究成果可为最大限度发挥跨流域调水工程的综合效益,以及指导工程实际运行管理提供参考。论文取得的主要研究成果如下:(1)采用不均匀系数法、极值比法、累积距平法、MK趋势检验法、重标极差法及Copula函数法,揭示了嘉陵江与汉江径流的时空变化特征及丰枯遭遇规律。(2)不考虑引嘉济汉调水,建立了跨流域调水工程初期运行的泵站-水库-电站协同调度模拟模型,并采用自迭代模拟算法求解该模型,模拟了 4个调度方案。结果表明:在长委的调水过程严格约束下,改变年内的调水约束,方案1-3难以满足多年平均15亿m3调水量的工程设计要求;调水潜力最大方案4的调水量为20.54亿m3,满足了多年平均调水15亿m3的要求。但这是一种理想工况,对国家南水北调中线工程影响较大,同时也说明引汉济渭跨流域调水工程具有较大的调水潜力。(3)考虑引嘉济汉调水,分别以时段平均缺水率最小和调水量最大为目标,构建泵站-水库-电站协同优化调度模型,并采用改进布谷鸟算法对模型进行求解。通过比较分析两个模型,推荐调水量最大模型结果,即引嘉济汉在调水40m3/s以上即可满足对引汉济渭的补水要求;在严格按长委调水过程约束下,可保证多年平均调水15亿m3、供水量保证率96%、最小供水度73%,满足工程运行设计要求。(4)基于水库长系列优化调度策略,绘制黄金峡与三河口水库联合运行调度图;建立了人工神经网络模型,训练了神经网络结构,提取了水库优化调度规则,揭示了水库优化调度规律,可直接调用该网络结构模型进行水库调度。(5)采用逐步回归方法,筛选了影响多年调节水库年末消落水位的主要因子,建立了初期和正常运行期三河口水库年末消落水位控制方程,阐明了三河口水库的年末水位消落规律。结果表明,三河口水库当年入库水量和供水量的回归系数都远大于其它因子,是控制三河口水库年末消落水位的主导因子。(6)提出了跨流域调水工程泵站-水库-电站协同优化调度的不确定性分析思路、框架和方法,采用拉丁超立方采样、Pearson-Ⅲ型分布和模拟退火算法,生成了 10000年径流序列,揭示径流不确定性对水库优化调度结果的影响。结果表明:工程在未来运行中受到径流来水不确定性的影响较大,导致工程的各项指标也存在较大的不确定性;通过多水源协同优化调度之后可以显著地降低径流不确定性对工程运行的影响。