大型控制性水库的调度目标是多元的,需要综合考虑防洪、发电、减淤、灌溉、下游沿岸生产生活用水、维持河流健康的生态需水等效益。因此,本文基于水沙数学模型与动态规划的基本思想,以提高水库防洪、发电效益为基本目标,小浪底水库为研究对象,应用多目标决策方法,建立了以水力学及河流动力学为理论基础的水沙动力学模型和以动态规划为理论基础的水库优化调度模型,兼顾了黄河下游河道维持中水河槽等要求,实现了两个模型的耦合,构建了兼顾排沙与发电效益的小浪底水库水沙优化调度数学模型,主要内容工作如下:(1)对水库水沙优化调度的目的与意义作了简单的介绍,总结了基于水沙联调泥沙目标的选取、多目标模型的构建、多目标模型的处理和求解等方面的国内外研究现状。(2)介绍了小浪底水库的基本概况,对水库的来水来沙条件、调度过程、干支流淤积情况、库容变化过程进行了简单分析。(3)构建了一维恒定水沙动力学模型,介绍了模型中对水流挟沙力、库区异重流以及河床变形方程中有关参数的计算等关键问题的处理。以小浪底水库2016年汛期实测水沙、地形数据与计算数据进行对比,结果表明验证了模型可靠性。(4)基于动态规划方法,将库区淤积量最小、发电效益最大融合在同一优化调度目标函数中,构建了小浪底水库优化调度模型。(5)以小浪底2009年真实调度过程为例,给出了发电量最大和兼顾发电量和库区排沙综合效益最大的优化调度方案。计算结果表明,发电量最大方案相比真实调度方案,其发电量增加20.7%,排沙比为4.9%;综合效益最大方案相比真实调度方案,其发电量增加10%,排沙比增至79%。(6)总结了本文的研究工作,并对今后的工作作出了展望。