长江经济带迅速发展,中下游地区需水要求变高,加之长江流域径流时空分布不均,导致区域供用水矛盾突出;与此同时,随着长江中上游地区梯级水库群的建成,水库间联合补偿供水调度成为可能,并成为解决长江流域供需矛盾的有效方法。本文面向长江中下游地区五省一市用水需求,开展长江流域巨型水库群供水-发电联合优化调度模型研究,主要研究内容及成果如下:(1)开展长江流域水库群入库径流特征及水资源供需分析。长江中上游区域水库群入库径流时空分布不均。时间尺度上,径流年内分布呈现明显的季节性,年际变化相对稳定,但存在极端来流情形;空间尺度上,流域间存在明显区域特性,径流量差异较大。分别依据丰枯测站比例和小波分析提取出流域典型年和主周期相关参数。在考虑五省一市河道引提水比例,中下游流域河湖分摊等因素的基础上,计算得出各控制断面需水过程,并将其推算至三峡断面,得到三峡断面的典型需水过程,全年需水流量均在7000m~3/s以上,主要的供需矛盾时期位于流域水库群供水期。(2)开展流域巨型水库群供水-发电联合优化调度模型研究。构建了以动用库容补偿供水系数为决策变量,综合考虑发电、供水及蓄水目标的水库群联合优化调度模型;面向优化调度模型,提出了模型求解框架和应用NSGA-II算法的模型优化求解方法。(3)开展长江流域巨型水库群供水-发电联合优化调度策略研究。利用提出的水库群供水-发电联合优化调度模型得出联合优化调度方案群,包括动用库容补偿供水顺序和补偿供水量分配方案。结果表明:优化后所有典型情形下均能满足中下游地区需水要求;影响流域调度决策的因素有流域水库群发电性能、调蓄能力及地理位置;提出(1)水库群补偿供水量分配策略:雅砻江与长江中游干流分别为主要补偿供水和调节补偿供水流域,其余流域为备选补偿供水流域,三峡上游水库群适宜补偿供水量范围为250亿m~3至300亿m~3;(2)水库群调度方式选择策略:同丰,丰平遭遇时按照既定调度规程运行,辅以联合调度方式;同平,平枯遭遇时实施联合调度方式,尽量挖掘流域间库容水文补偿能力;同枯遭遇须进行充分联合调度,同时需兼顾未来连续枯水可能而进行必要蓄泄调整;(3)各流域水库群供水-发电联合调度建议。