2011年,中央1号文件明确要求实行最严格水资源管理制度,其中用水总量控制制度是我国水资源科学管理的重要举措之一。但目前国内的用水总量控制指标一般为多年平均值或某一规划期内平均值,其静态性与水文要素的流动性、时空变异性和不确定性之间有着天然的矛盾。水库水量调度作为改变水资源天然时空分布不均的有效途径,能够起到实现水资源合理配置的作用,是落实用水总量控制的重要抓手。针对用水总量控制制度如何在调度层面落实的问题,本文作了如下研究:(1)不同水文年计划用水指标确定研究。在用水总量控制及水库水量调度相关研究和实践总结的基础上,通过对不同用水行业用水特性的分析,建立了供水区域降水量与合理用水量的相关关系,提出了基于“合理用水曲线”的年计划用水指标确定模型,将用水总量控制指标与年度用水计划衔接起来,并与“同比例丰增枯减”规则进行了对比。将模型得到的年计划用水指标按年内需水分布过程进一步分解至时段。模型应用于王英水库供水区域,求解了不同水文年下的计划用水方案,为实施最严格水资源管理提供了支撑。(2)基于用水总量控制的水量调度模型研究。提出了用水总量控制下的水库水量调度模型框架,模型主要由径流预测模块、年计划用水方案确定模块、年度水量调度计划制定模块和月调度方案编制模块等嵌套构成,通过宏观总控、长短嵌套、实时决策、滚动更新的模型运行方式于水库调度中实现用水总量控制。并分别以粒子群算法和KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件法对年度水量调度计划制定模块及月调度方案编制模块的两时段模型进行求解。王英水库水量调度实例表明,长系列调度中可以落实用水总量控制制度,且相较于“同比例丰增枯减”规则,基于“合理用水曲线”的年度计划用水指标确定方式下供水过程更稳定、农业供水保证程度更高、更能发挥水库供水效益。(3)用水总量控制调度实现中的风险研究。分析了用水总量控制调度实现中可能存在的风险及风险主要影响因子。给出了受预报误差影响所导致的用水总量控制调度实现中的风险的定义及计算模型。以王英水库及其供水区域为实例,通过蒙特卡罗风险分析方法(Monte CarIo Method)定量分析了预报误差对风险产生的影响。实例表明,基于“合理用水曲线”的年计划用水指标确定方式下的水库水量调度一定程度上能够克服径流预报误差的不利影响。