我国的水资源时空分布不均,与社会经济发展水平及战略布局不相匹配,水资源供需矛盾突出,仅靠挖掘本流域的水资源潜力无法完全解决当地的水资源短缺问题,跨流域调水工程已成为水资源重新分配和缓解缺水地供需矛盾的重要途径。目前,针对跨流域水库群联合优化调度模型、求解方法的研究取得了一系列研究成果。然而,随着跨流域调水规模的不断扩大,水库群的拓扑结构也越来越复杂,调度规则形式与求解方法适应性方面出现了一系列新的问题。例如,如何解决大规模复杂水库群优化调度的“维数灾”问题,联合供水任务在成员水库间的供水分配问题和多受水水库的引水分配问题等。目前,针对跨流域水库群引水规则的研究较少,而引水规则制定时需要依据不同水库群的拓扑结构,同时需要不断完善规则以提高引水效率。此外,鉴于跨流域水库群调度规模扩大加剧了调度问题求解的复杂性,对优化计算效率和求解精度也提出了越来越高的要求。随着计算机技术不断发展和多核并行计算平台日益多元化,多核并行计算逐渐成为提高水库群优化调度计算效率和求解精度的一个重要途径。因此,本文从调度模型和求解方法两个方面展开研究,主要研究成果如下：(1)首先介绍了研究区的区域概况和社会经济发展布局,识别研究区域水资源开发利用存在的问题,说明实施跨流域调水工程措施的必要性。然后,介绍了辽宁省东水西调北线工程——辽西北供水工程的特点,并对系统结构做出合理的概化,明确水库群调度目标及所需要的特征资料。最后,基于历史长系列的入流量过程,分析研究区域的用水和径流规律,为调度模型的资料输入、调度规则的合理性分析等做基础的工程背景及数据准备。(2)以辽西北供水工程为背景,根据跨流域水库群拓扑结构预设了相应的调度规则。①引(调)水与供水规则基本形式及其使用规则。其中,限制供水与引(调)水的启动标准分别为供水与引(调)水调度线,根据时段初蓄水量所处的调度区确定是否限制供水或引(调)水决策。此外,受水水库的引水决策是调水水库的调水决策和受水水库的引水决策的一个组合决策过程。②联合供水任务的供水规则,采用主控水库法来制定联合供水任务的供水决策,然后构建供水分配模型实现供水任务的分解。③构建引水分配模型实现多受水水库的初始引水量分配问题。实例结果分析表明了所制定规则的合理性和有效性。(3)为提高整个系统的供水和引水效益,确定供水量最大和引水量最小两个目标函数以及相应的约束条件,构建基于调度规则的跨流域水库群联合调度优化模型。采用模拟-优化方法求解所制定的调度规则,其中,模拟模块嵌入优化模块以寻求联合调度图中调度线的关键点位置和引水供水分配系数。实例结果也表明了模型的科学性与合理性以及模拟-优化方法的实用性。(4)针对跨流域水库群联合优化调度具有高维非线性和动态性的特点,提出一种改进微粒群算法,用于求解跨流域水库群引水与供水联合优化调度模型。该算法针对基本微粒群算法易陷入局部最优,并且进化后期收敛速度慢的缺陷,引入粒子交叉变异遗传更新策略、模拟退火策略和反射边界策略,以增加种群的多样性并提高算法的进化速度和全局搜索能力。数值实验显示该算法适用于求解高维复杂问题,实例研究也表明该算法的收敛性能得到了改善,提高了整个系统的供水与引水效益,是一种求解大规模复杂水库群优化调度的实用方法。(5)为进一步提高跨流域大规模复杂水库群优化调度的计算效率和求解精度,采用并行PSO算法进行联合调度模型的多核并行求解。该算法充分利用PSO搜索速度快、天然并行性等特点,引入多种群思想保证种群的多样性,提高算法的全局收敛能力；采用基于分治策略的Fork/Join框架实现将子种群分配到不同CPU内核进行独立求解；利用java并发过程中的同步和通信机制实现子种群间的信息交流,避免陷入局部最优。最后通过实例分析表明,多核并行PSO算法能够充分利用多核资源,有利于提高联合优化调度模型的计算速度和求解精度,是解决大规模复杂水库群优化调度的一种高效实用的方法。(6)针对已有引水规则的引水效率有待进一步提高的问题,本文提出一种引水规则的有效改进形式,以及改进规则下受水水库时段引水量的确定方法。该改进规则同时考虑了调水水库和受水水库的蓄水状态,并且在受水水库上采用双引水控制线形式。当调水水库调水且受水水库蓄水状态处于双引水控制线之间时,引水量在满引(初始引水量与引水能力的较小值)与不引之间线性插值。最后采用基于并行PSO算法(PPSO)的模型迭代方法求解,结果表明改进引水规则对供水影响较小,但极大提高了丰、平水年的引水效率。