在气候变化和人类活动的综合影响下,流域水量在时间与空间上进行了重新分配,径流形成的物理机制发生了相应的改变,河川径流序列与水库入库洪水特性发生变异,对水库的科学合理调度提出了新的挑战。因此,对气候变化与人类活动影响下水库的洪水调控模式进行研究,能够为水库调度提供有效的理论支撑,对提高水库综合效益与降低防洪风险具有重要意义。为探讨变化环境下河川径流及洪水规律改变给水库调度带来的问题和挑战,论文以万安水库为例,开展变化环境下水库的洪水调控模式及其风险研究。以变化环境下入库洪水序列分析为基础,对入库洪水的趋势与变异进行了分析,基于计算机编程构建了以综合效益最大为目标的水库模拟调度模型,并采用人工蜂群算法进行优化求解,在此基础上对水库的防洪风险进行了评估。研究成果应用于万安水库预期可提高水库综合调度运行效益,也可为其它类似的工程问题起到参考作用,具有一定的理论意义及工程实践价值。主要研究内容和结论如下:(1)采用Mann-Kendall检验、Spearman秩相关系数法、有序聚类分析方法对万安水库1992-2018年最大入库洪水洪峰流量以及最大1d、3d、5d洪量序列进行了变异分析。Mann-Kendall趋势检验与Spearman秩相关系数法的结果均显示万安水库年最大入库洪水洪峰流量以及最大1d、3d、5d洪量序列在给定的置信水平上(α=0.05)具有明显的下降趋势。认为万安水库入库洪水年最大洪峰流量具有显著的下降趋势,原因有两方面,一是赣江径流的变化,二是水库所在流域内上游水利工程的修建及各种水资源调度工作的影响。年最大洪峰洪量一般出现在主汛期,而主汛期水库运行调度的主要目标是防洪,因此变化环境导致的洪峰洪量下降对于减小万安水库的防洪压力具有积极的意义。(2)建立了万安水库单场次汛期洪水调度模型与变时间尺度的万安水库防洪发电联合模拟调度模型,实现了全年甚至多年的发电防洪一体化模拟调度。通过对调度结果的分析,发现对于大部分场次的洪水调度与大部分年份的发电调度,实际调度的结果均优于模拟调度。因此本研究认为:水库调度规则通常具有一定的时效性,在变化环境下会出现调度规则不完全适应实际的情况,导致水库的防洪作用与发电效益无法达到预期目标,随着时间的推移,需要根据实际情况及时对调度规则进行优化。(3)使用人工蜂群算法对水库汛期洪水调度和非汛期发电调度进行了优化。(1)采用削峰率和洪水资源利用率两个指标对每场洪水的优化情况进行评价:优化调度的平均削峰率大于实际调度,说明在变化环境下,汛期洪水调度的主要优化空间在于削峰率。而非汛期发生洪水时,由于防洪库容较小,洪水资源利用率会有所下降;(2)采用水库水量利用率与发电量两个指标对非汛期发电调度优化结果进行了评价:在水库水量利用率相同的情况下,优化调度的年平均发电量大于实际调度。主要原因在于优化调度在满足航运与灌溉要求的同时,能维持较高的发电水头来使发电效益最大化。综上可认为该优化调度方案具有可行性。在变化环境下,对于防洪调度的优化方向为削峰率和洪水资源利用率,发电调度的优化方向为水库水量利用率与发电量。(4)对常规调度规则下(单指标与双指标)主汛期的调洪风险率进行了计算和对比。目前的调洪规则基本上较好地发挥了水库的防洪作用,但仍然存在对防洪库容利用不完全的情况。增加库水位作为蓄水削峰阶段的第二个判别指标以后,从最大下泄流量分布可以看出,防洪风险率有明显下降。在变化环境下,以往的单指标调度规则需要进行改进,在将入库流量作为判别指标的基础上增加更多的指标(库水位、降雨量等),甚至将预报信息纳入考虑范围,可以更好地判断水库的防洪形势,做出更科学的决策,从而减少防洪库容利用不完全从而导致出库最大流量过大的情况发生,对减轻下游的防洪压力有明显效果。