近年来的气候变化与剧烈的人类活动导致黄河流域径流量逐年减少,下游河道泥沙淤积现象严重,水沙资源不能实现高效持续的开发利用。在有限的水资源情况下,借助于中下游梯级水库的调度,不仅可以实现水沙资源的高效利用,也可以改善下游河道的泥沙淤积。以往的河道输沙问题主要借助于一维河道演进模型进行计算,尽管精度最高,但是在处理多工况、反映水库多目标优化调度及其对下游河道输沙的即时性影响时具有一定的局限性,因此,本文依托中下游干流梯级水库格局,通过HEC模型与BP神经网络构建断面流量与河道输沙量的映射关系,通过模拟不同来水来沙的典型工况,利用水库多目标优化调度的方式探寻梯级水库多目标竞争关系,同时借助方案决策优选方法获得不同典型工况下的相对最优方案。本文主要研究内容与结论如下:（1）基于黄河流域中下游主要水文站的历史径流资料与输沙量资料,研究了径流的趋势性与突变性,输沙的趋势性,发现历史径流与输沙量均呈现出递减的趋势,中下游的年径流的变化趋势均为显著性递减,分析发现径流在10～20年尺度都发生了多次丰枯交替。（2）针对中下游的河道输沙问题利用HEC模型构建一维河道泥沙输移模型,利用2002年头道拐水文站的水文流量时间序列、泥沙时间序列以及下游利津断面的水位流量关系做模拟,经过模型调参,下游河道断面的输沙量精度达到了80%以上,验证了模型模拟的可行性。进而利用2003年—2014年头道拐水文站的水文流量时间序列、泥沙时间序列计算出上游流量与下游断面输沙量的工况共156种,通过BP神经网络模型构建断面流量与输沙量的映射关系,获得了总体相关性为0.9904的结果,精度达到要求。（3）根据水量沙量逐年减少的现状考虑水资源有限情况下的水库多目标优化调度,构建了以水库供水量最大、下游河道输沙量最大、干流梯级水库发电量最大为目标的多目标优化调度模型,采用NSGA-Ⅱ算法进行求解,得到模拟的不同典型工况对应的非劣解集。分析结果发现,各典型工况的pareto前沿曲面特征明显,但是不同典型工况下三者的竞争关系略有差别,将pareto散点图进行二维投影分析两两目标之间的竞争关系。发现在水多沙多工况、水多沙少工况、水少沙多工况下,当发电目标一定时,供水目标与输沙目标呈现出负相关关系;在水多沙多工况的输沙目标一定时,供水与发电表现出负相关趋势;在水多沙少工况下的供水目标一定时,输沙与发电呈现出负相关趋势;在水多沙多工况、水少沙多工况以及水少沙少工况下,当供水目标一定时,输沙与发电整体上表现出一定的正相关趋势。（4）利用VIKOR模型与主客观权重优化技术耦合（MDIP-VIKOR）的目标方案决策方法对各典型工况对应的非劣解集进行方案决策优选,获得了不同工况下的相对最优方案,并就最优方案输沙目标的精度进行了验证。