水资源是经济社会发展和生态保护的控制性要素。随着经济社会的快速发展,水资源约束趋紧,水资源短缺成为建立水生态文明和发展区域社会经济的“瓶颈”。水库群联合调度是一项系统工程,对提高区域用水效率和供水保障能力,合理配置水资源,实现水资源的可持续开发利用具有重要意义。本文根据石羊河流域金昌市的来水和用水实际情况,以水资源系统工程作为指导理论,运用水文学原理、人工智能算法、模糊优选理论等,对金昌市境内西大河水库、皇城滩水库和金川峡水库的联合供水优化调度问题进行研究。本文的研究内容和成果如下:(1)径流特性和来水规律分析。通过径流模比系数差积曲线、Mann-Kendall非参数秩次相关性检验等统计方法分析,径流整体上呈不显著递减变化,年际振荡比较明显,时间尺度上不存在突变点。采用P-Ⅲ型水文频率曲线分析,设计平水年(P=50%)西大河、东大河和金川河的流量分别是4.99m~3/s、9.54m~3/s和4.34m~3/s。(2)水库入库径流预测。采用自回归滑动平均模型(ARMA)、人工神经网络模型(BP-ANN)和支持向量机(LIB-SVM)等方法建立了水库入库径流集成预测模型。集成模型将各个单一模型的优势互补,具有较好的预报精度和可靠性。(3)水库供水片区需水量分析。采用WEAP模型设定了三种水资源管理预案,分析得出2020年金昌市预案Ⅰ~Ⅲ的需水量分别是6.76亿m~3、6.81亿m~3和6.72亿m~3;2030年需水量分别是7.12亿m~3、6.63亿m~3和7.23亿m~3。(4)水库群联合供水优化调度研究。以水库相对缺水率最小和供水综合效益最大作为优化目标,构建水库群联合供水优化调度模型。基于3种需水情形预案,采用多目标遗传算法求取调度模型的Pareto解,并通过“优化-模拟-仿真”方法得到不同的水库群调度函数与供水方案。2020年预案Ⅰ~Ⅲ水库总供水量分别为5.28亿m~3、5.32亿m~3和6.10亿m~3;2030年预案Ⅰ~Ⅲ的总供水量分别为5.18亿m~3、5.31亿m~3和5.98亿m~3,优化结果在供水总量和年内分配上均具有明显优势。(5)水库群调度方案评价。采用模糊优选理论和系统层次分析法得到最优方案的供水可持续发展程度是0.775,即开源节流,调整产业结构,促进水权交易流转,强化水生态文明建设是金昌市水资源科学管理的有效措施。