水作为大自然赋予人类的宝贵财富,是人类赖以生存和发展的不可缺少的最重要的物质资源之一。它具有基础要素性资源和战略经济性资源的双重特性,因此,水资源的开发利用成为涉及到社会、经济、环境和生态多个方面的复杂系统工程。进行水资源调控的研究,合理分配水资源,提高水资源的利用效率,保持和维护生态环境的健康,支撑社会经济的稳定发展,保证水循环的完整性,是水利科学研究人员急需解决的重大课题。论文以实现水资源可持续利用,建立人水和谐相处的社会为目标,以水资源系统的隶属的复杂开放性的巨系统理论和规律为基础,兼顾国家目标和实际需求,进行了水资源系统的演变分析和模拟研究。在综合分析和评价前人研究成果的基础上,阐述了分析和模拟开放的复杂巨系统的基础理论,并根据基础理论指导,分析了水资源系统中社会、经济、环境、生态和水循环子系统的演变规律。论文针对水资源系统的特性,强调了水资源在社会、经济、环境、生态等维的自然属性和衍生属性,针对这些属性开展研究,抓住水资源系统中各维子系统中的关键要素进行追踪和模拟,从而在宏观上控制系统演化方向和过程,达到调控的目标。论文结合实际需求,探讨了水资源系统多维调控过程中,需要重点关注的几项技术和方法,包括多目标均衡、序参量选择和各维交换比等。在技术实现过程中,论文以传统的多目标分析模型为基础,进一步拓展了模型的针对性和实用性,重建了系统整体效益函数,统一了各子系统的评价方程和量纲,实现了物理概念多目标方程,为水资源系统多维调控提供了工具。在提出了水资源系统多维调控的理论基础、实现方法、组织框架和求解方法后,本文建立了水资源系统多维调控模型,并在海河流域进行了初步应用。论文分析了海河流域所面临的水资源问题,确定了海河流域水资源系统多维调控的目标,设定了流域多维调控方案集和调控模式,并就调控方案进行了分析与总结。