洪水是水资源系统的重要组成部分,具有致灾、兴利的双重属性。我国洪水灾害和水资源短缺是一对尖锐的矛盾,如何合理解决这一矛盾,变害为利,是一个既具有理论意义,又具有很大实用价值的课题。同时,研究洪水灾害的资源转化模式是洪水资源管理的主要内容之一。为此,本文针对洪水资源自身的特点,从兴利(发电调度)、预防(防洪调度)、洪水分类、洪灾等级评估四个研究对象出发,提出了几种基于混沌搜索的种群进化算法(混沌粒子群,混沌差分进化),取得了一些具有理论意义和实用价值的成果。主要研究工作及创新成果如下：(1)针对梯级水电系统优化调度问题,提出一种新颖的混沌粒子群算法(CPSO),对比了三种分布在对称区间上的一维混沌映射的效率。该算法在粒子群算法求出的最优解附近进行混沌搜索,提高了混沌粒子群算法的全局优化能力,能有效避免算法容易陷入局部最优以及解决logistic映射不能在负值区间进行搜索的问题。此外,采用分段线性插值函数将所有的约束转化为对上游水位的限制,从而实现了对目标函数的求解。通过三峡梯级水电系统的实例,比较了不同的算法的效果和计算速度。(2)为求解水库防洪优化调度问题,以下泄流量过程为决策变量,结合死亡罚函数,提出了一种基于改进logistic映射的混沌粒子群算法；按照最大消峰原则,建立了以下泄流量的标准差最小为目标的防洪调度模型。以三峡水库两场典型洪水为例,比较了所提出的算法和模型与现在有的算法和模型的效果。此外,研究了不同洪水预报精度下,水库遭遇超标洪水时,下泄流量超过安全标准的风险率。(3)洪水灾害是一种常见的自然灾害。洪水分类的目的是建立管理洪水和预防洪灾的灾难评估模型。根据混沌优化理论,提出了一种求解洪水分类模糊聚类迭代模型的混沌差分进化算法。该算法运用改进的logistic混沌映射和罚函数,可以更好地处理目标函数,并选择了两个实际的洪水样本测试提出的算法的性能。通过仿真结果和对比可以发现：与基本的差分进化算法和其它文献中的提出的优化方法相比,混沌差分进化算法更加可靠、稳定。(4)针对洪水灾情等级评估问题,建立了投影寻踪多项式函数模型,并提出一种基于分段线性映射的混沌差分进化算法求解投影指标函数,同时采用罚函数法处理约束条件,求出了最佳投影方向。通过灾情等级表各指标边界值的投影求出多项式函数的系数,获得一个用于评估洪灾等级的多项式函数,进而实现了连续型洪灾等级的有效划分。两个实例计算的结果以及与其它模型和算法的对比表明,该方案简单实用,并且具有广泛的应用性。