随着我国大规模水库群的相继建成与投产,代表不同利益的用水户逐渐增多,导致对有限水资源的竞争冲突加剧,这种现象严重制约着河流的健康发展和可持续管理。因此,如何切实协调各方利益间的竞争与冲突,是实现水资源可持续管理的关键。在此背景之下,本论文以金沙江-三峡梯级水库群为研究对象,开展了基于博弈论方法的梯级水库群调度决策研究。论文的主要内容和结论如下:（1）提出了基于种群多样性评价和混沌搜索的水循环算法（DC-WCA算法）。针对水循环算法（WCA算法）早熟收敛的问题,DC-WCA算法通过评价种群多样性,判断种群是否具有跳出局部最优的能力;并在陷入局部最优的情况下,基于混沌理论产生新粒子,改善种群的多样性,提高算法的搜索能力,从而防止早熟收敛。选用6种测试函数,以改进的混沌遗传算法（ICGA算法）、混沌粒子群算法（CPSO算法）以及WCA算法为对照组,验证DC-WCA算法求解高维非线性问题的高效性和鲁棒性。以溪洛渡-向家坝-三峡-葛洲坝为研究对象,建立梯级水库群中长期发电调度模型,在对ICGA、CPSO、WCA以及DC-WCA算法进行参数敏感性分析后,分别运用四种算法对模型优化求解。结果表明:相较于其他三种算法,DC-WCA算法对梯级水库群发电调度模型的求解效率更高,且稳定性更强。（2）建立了基于博弈理论的梯级水库群中长期发电调度模型（简称“发电博弈模型”）。该模型包含两个子模型:基于Stackelberg理论的策略均衡模型和基于NashHarsanyi讨价还价理论的效益补偿模型。其中,策略均衡模型用于模拟上下游水库群决策过程中的竞争与冲突,而效益补偿模型则用于合理分配系统效益以保证水库个体利益不受损失。以溪洛渡-向家坝-三峡-葛洲坝为研究对象,在典型年来水情况下,采用DC-WCA算法对发电博弈模型求解,结果表明:相较于集中式调度模型和单库优化调度模型,发电博弈模型可以促使上下游水库群达成对彼此相对有利的、可行的且稳定的调度策略,从而在保证个体利益的基础上,最大化梯级系统的总体效益,为研究上下游具有竞争性发电目标的水库群调度提供一种新的思路。（3）建立了基于Stackelberg理论的梯级水库群防洪调度模型（简称“防洪博弈模型”）,该模型通过上下游水库逐时段动态博弈,确定梯级系统的防洪策略。以溪洛渡-向家坝-三峡为研究对象,基于Copula函数建立流域各分区洪量联合概率分布函数,在遭遇千年一遇设计洪水的前提下,拟定各分区的来水方案,并依据不同来水方案对典型年洪水过程放大,获得相应的设计洪水过程。针对各设计洪水过程,采用逐步优化算法对防洪博弈模型优化求解。结果表明:在上下游具有竞争性目标的前提下,基于防洪博弈模型的调度,可以在保证个体防洪效益的基础上实现上下游水库的补偿调节,并为后续洪水预留更多的防洪库容。此外,相较于区域性洪水,当遭遇全流域型大洪水时,防洪博弈模型可以促使上游防洪能力相对较弱的水库更好地发挥其拦蓄洪水的作用,从而更大地降低下游防洪能力相对较强的水库的防洪库容使用率。当遭遇上游偏大型洪水时,随着上游来水量的逐渐增大,在防洪博弈模型的调度下,基于自身防洪安全的考虑,上游水库对下游水库的防洪补偿作用大体呈现减弱的趋势。（4）基于博弈理论耦合主观分析法和客观分析法,提出了一种联合分析法。以溪洛渡-向家坝-三峡为研究对象,首先计算了其在各分期内的坝前最高安全水位;其次,基于k值判别法确定的水库蓄水次序,并结合原设计蓄水方案,拟定了梯级水库群汛末提前蓄水方案;随后,对各蓄水方案进行模拟调度,建立了多目标评价模型对模拟调度结果进行风险分析和效益评价,从而获得非劣蓄水方案;最后,运用联合分析法对非劣蓄水方案进行优选。结果表明:相较于原设计蓄水方案,基于联合分析法优选的梯级水库群提前蓄水方案,可以在不增加防洪风险率的基础上,改善梯级水库群系统的发电效益、提高汛末蓄满率,同时减少弃水量。（5）揭示了气候变化下考虑发电和生态的水库调度的多目标决策机制。以三峡为研究对象,首先,将气候模式和水文模型相结合,对未来气候情景下的径流过程进行了预测;其次,定义不同生态需水模式,并在此基础上判断历史时期和未来气候情景下的发电生态用水冲突年;然后,针对用水冲突年,建立了考虑发电和生态的多目标水库调度模型,并采用非支配排序遗传算法对模型优化求解;紧接着采用两种模糊社会选择法和四种讨价还价法对非劣调度策略进行优选;最后,分析气候变化对优选策略的影响。结果表明:相较于模糊社会选择法,讨价还价法的决策更具有稳定性;模糊社会选择法在决策过程中带有明显的偏好,然而讨价还价法在决策过程中更倾向于均衡发电和生态目标的满意度;在气候变化下,针对适宜生态需水模式,两类方法决策的稳定性大体上有略微提升,而其优选的调度策略所对应的发电和生态目标的年均满意度均有略微下降。