洪水预报是对洪水的产生及演化进行预测的一项重要科学技术,其在防洪减灾、水资源合理配置、水利工程开发和社会生产等方面具有重要作用。河道洪水预报最普遍的方法之一是河道洪水演算,它是以洪水波运动理论及圣维南方程组为理论依据演算推求断面流量过程。虽然目前常用的河道流量演算方法对洪水预报操作简单、精度较高,但随着经济发展和社会进步,对于防洪减灾、水资源调配、生产生活等要求日渐提高,故而对于大江大河洪水预报的精度要求也愈来愈高。因此,本文提出一种基于分层滞时理论的新河道洪水演算方法对三峡库区长江干流进行河道洪水预报,为完善大江大河干流防洪减灾体系提供一种新的思路。本文具体的的主要创新与研究内容包括:（1）提出一种基于分层滞时理论的河道洪水演算方法。分层滞时理论根据洪水波运动特征和分层动力特征将洪水波体分层,并假设各不同分层处的洪水在上下游断面的传播时间不同。在演算中把洪水波概化为格点,分别提出基于外格点和内格点两种不同的演算方法构建模型,并采用Tree-structured Parzen Estimator算法优化模型参数。通过预测实例结果对比分析,基于外格点的分层滞时洪水演算法的预测结果,其确定性系数为0.997,在各项预测误差分析指标上均优于基于内格点的分层滞时洪水演算方法。（2）验证了分层滞时洪水演算方法相较于马斯京根法的优势。马斯京根法在河道洪水预报中操作简易、预报精度适宜,在科学研究和实际应用较为普遍。通过对澳大利亚布莱克伍德流域2次汛期洪水过程进行模拟演算,分别对单峰和多峰洪水过程进行参数率定;通过对澳大利亚布莱克伍德流域4次汛期洪水过程进行预测演算,分层滞时洪水演算法预测结果确定性系数为0.975～0.997,各项预测误差分析指标均优于马斯京根法,验证了分层滞时洪水演算法在实践中的可行性与有效性。（3）将分层滞时洪水演算方法在三峡库区进行应用和验证。以长江干流朱沱至三峡坝址处为研究区域,考虑嘉陵江与乌江区间入流,并通过合成流量法得到上游断面入流过程,以及通过水量平衡得到下游断面校正后的实测出流过程。利用2009年汛期洪水资料率定参数,并利用2007年和2008年汛期洪水进行实例演算,分层滞时洪水演算法预测结果确定性系数均大于0.9,表明分层滞时洪水演算法在三峡库区对河道洪水预报具有较强的有效性。