当前,我国不少地区的经济社会各行业发展都因为水资源时空分布不均受到一定程度的制约。尽管我国南方地区的水资源总量比较充沛,但是由于时空分布不均,受水区季节性缺水的问题依然比较突出。因此,有必要在水资源总量以及现状水源工程规模有限的情况下,运用例如水库和泵站等已建工程的联合调度运行,开展水资源的高效管理以及优化调度,提高水资源利用率,有效缓解用水区缺水问题。本文在充分灌溉条件下,将单座年调节水库、单座补库泵站与单座补渠泵站作为研究对象,进而提出南方地区具有“补库”泵站和“补渠”泵站联合补水的“单水库-单补库泵站-单补渠泵站”系统水资源优化调度数学模型。该模型以一定供水期内系统所在受水区供需水差值的最小平方和为目标,将各时段水库供水量,补渠泵站提水量作为决策变量,将“水库-单补库泵站”系统年可供水总量,补库泵站、补渠泵站年允许提水总量,水库调度准则以及水库库容作为约束条件。针对模型构造特点,运用基于子系统模型一维动态规划的原模型动态规划逐次逼近法求解,最终可以获得受水区最小缺水量,以及对应的各时段水库最优供水量、弃水量过程,补库泵站、补渠泵站最优补水量过程。该方法对求解具有类似构造特点的数学模型具有一定借鉴和参考意义,丰富了系统工程优化理论。而后,以江苏省南京市六合区泥桥灌区的“泥桥水库-泥东一站补库泵站-泥东二站补渠泵站”系统为研究实例,分别考虑P=50%,P=75%,P=95%三种典型年来水过程,采用以上模型求解方法,对该系统进行水资源优化调度研究,并与常规调度结果比较分析。优化结果显示:来水频率P=50%时,灌区年内各时段均能满足供水需求,没有缺水情况,优化后,泥东一站补库泵站补水量由255万m3增加至290万m3,而泥东二站补渠泵站补水量由71万m3减少至32万m3(泵站提水量合计减少4万m3),水库弃水量减少4万m3(由9万m3减少到5万m3):来水频率P=75%时,泥桥灌区常规调度存在少量缺水,缺水量为29万m3,优化调度后缺水量减少8万m3(由29万m3减少到21万m3),泥东二站补渠泵站补水量由95万m3增加至100万m3,泥东一站补库泵站补水量由657万m3减少至650万m3(泵站合计减少提水2万m3),灌区无弃水情况;来水频率P=95%时,泥桥灌区常规调度共缺水127万m3,经过优化调度后,缺水量减少13万m3(由1 27万m3减少至1 14万m3),泥东二站补渠泵站补水量由145万m3增加至150万m3,泥东一站补库泵站补水量由877万m3减少至872万m3(泵站提水总量与常规调度相同),灌区无弃水情况。通过实现不同来水频率下的系统水资源优化调度,不仅能够充分利用水库的调蓄功能,增加有效供水并减少弃水,尽可能满足受水区用水需求,而且可减少泵站水资源补给,降低运行能耗和成本,从而更高效地利用水资源。最后,基于Visual Basic软件平台,开发了南方地区具有“补库”和“补渠”条件的“一库两站”系统水资源优化调度决策支持系统计算模块。通过设置初始库容、防洪库容、死库容等水库参数,补库泵站、补渠泵站旬、月可提水量和年允许提水总量等泵站参数,各阶段水库来水量过程、受水区需水量过程、补渠泵站初始提水量、迭代控制精度等其他参数,运用该模块求解,可以获得受水区最小缺水量,以及对应的各时段水库最优供水量、弃水量过程,补库泵站、补渠泵站最优补水量过程,对采用类似的“一库两站”系统供水的供水单位实现水资源有效管理具有参考意义。