本书围绕径流变化条件下流域水库群多目标优化调度面临的关键科学与技术难题，综合系统优化理论、水文气象学、概率统计学、机器学习等方法与技术，探讨了气候变化下径流预报及其不确定性量化方法、研究了流域水库群多目标联合优化调度模型与求解方法，对充分发挥水文气象预报信息，提高流域梯级水库群的调度决策水平，发挥水库群发电、防洪、通航等综合利用效益，促进我国社会、经济可持续发展，具有重要的理论意义和工程实用价值。 全书共分为8章，第1章基于以往水文径流预报方法和水库群联合调度技术的相关研究成果，提出目前研究存在问题以及流域梯级水库群多目标优化实时调度需求；第2章至第3章针对气候变化条件下，研究了基于多源气象数据驱动的SWAT径流预报和深度学习预报模型，提出了基于高斯过程回归、分位数回归和隐含马尔科夫回归的径流预报不确定性量化分析方法；第4章至第6章解析了流域梯级水库群在防洪安全、供水安全、经济安全、生态安全方面的目标函数，研发了基于群体智能优化算法的水库群多目标联合调度高效求解算法，分析了多目标进化算法在两库多目标调度、流域串并联水库群多目标调度以及水库群高维多目标联合优化调度问题上的优化性能；第7章至第8章研究了适用于实时调度决策的水库群多目标联合优化调度规则，构建了考虑径流不确定性的调度规则提取框架，该成果被应用于长江流域、珠江流域、澜沧江流域等不同流域水库群调度中，为流域水库群调度决策提供了可靠的技术支撑。

第1章 概述
1.1 研究背景及存在问题
1.2 国内外研究现状与进展
1.2.1 径流预报及其不确定性研究进展
1.2.2 流域水库群联合优化调度研究进展
1.3 流域水库群多目标优化调度实践需求
1.3.1 流域水库群多目标优化调度实践
1.3.2 水库群多目标调度需求
第2章 气候变化下径流预报方法研究与应用
2.1 多源气象数据驱动下基于SWA2、模型的径流模拟
2.1.1 模型构建原理
2.1.2 数据收集及处理
2.1.3 实例研究
2.2 基于共享权重长短期记忆网络的径流预报
2.2.1 共享权重长短期记忆网络模型构建
2.2.2 神经网络类模型性能提升机制
2.2.3 基于特征工程的特征优选
2.2.4 基于贝叶斯优化算法的超参数优选
2.2.5 实例研究
2.3 耦合CFS集合预报和深度学习的中长期径流预报方法
2.3.1 基于极限梯度提升树的中长期径流预报方法
2.3.2 耦合CFS集合预报和XGBoost的中长期径流预报方法研究
2.3.3 实例研究
2.4 小结
第3章 径流预报不确定性量化分析方法研究
3.1 基于高斯过程回归的径流概率预报模型
3.1.1 高斯过程回归
3.1.2 基于高斯过程回归的径流概率预报
3.1.3 实例研究
3.2 基于分位数回归径流概率预报模型
3.2.1 分位数回归最简门记忆网络
3.2.2 核密度估计
3.2.3 单预见期水文径流概率预报模型建立
3.2.4 多预见期水文径流概率预报模型建立
3.2.5 实例研究
3.3 隐含马尔科夫回归概率预报方法
3.3.1 模型方法
3.3.2 概率预报评价指标
3.3.3 实例研究
3.4 小结
第4章 流域水库群优化调度目标分析
4.1 河段生态目标分析
4.1.1 目标物种生态需水分析
4.1.2 库区水动力学模型模拟结果
4.1.3 生态河段水动力模型模拟结果
4.1.4 模糊模型构建与生态流量过程计算
4.2 河段通航目标分析
4.2.1 河段通航需水量分析
4.2.2 通航河段水动力学模型模拟结果
4.2.3 通航适宜度计算
4.2.4 臣航需水量计算
4.3 梯级水电站发电目标分析
4.3.1 梯级水电站年末蓄能值计算方法
4.3.2 发电目标构建
4.4 流域防洪目标分析
4.4.1 洪水演进与动库容研究
4.4.2 流域防洪目标构建
4.5 小结
第5章 多目标联合调度高效求解算法研究
5.1 非支配排序改进多目标鲸鱼算法
5.1.1 鲸鱼算法
5.1.2 基于参考点的非支配排序方法
5.1.3 基于参考点的非支配排序改进多目标鲸鱼算法
5.1.4 结果分析
5.2 多目标正切算法
5.2.1 正切算法
5.2.2 多目标正切算法的计算流程
5.2.3 函数测试与算法性能分析
5.3 K域搜索多目标进化算法
5.3.1 多目标进化算法背景
5.3.2 区域搜索多目标进化算法简介
5.3.3 实验结果及算法性能分析
5.4 小结
第6章 流域水库群多目标联合优化调度技术
6.1 两库多目标联合优化调度技术研究
6.1.1 两库联合多目标中长期优化调度模型构建
6.1.2 模型求解
6.1.3 实例研究
6.2 流域串并联水库群多目标联合优化调度技术研究
6.2.1 梯级水库群多目标联合优化调度模型
6.2.2 模型求解
6.2.3 实例研究
6.2.4 典型方案对比
6.3 水库群高维多目标联合优化调度技术研究
6.3.1 高维多目标联合优化调度模型构建
6.3.2 模型求解
6.3.3 实例研究
6.4 小结
第7章 水库群多目标联合调度规则优化研究
7.1 流域水库群中长期调度图优化研究
7.1.1 梯级水库群多目标调度图优化模型
7.1.2 多目标调度图优化求解技术
7.1.3 实例研究
7.2 分级防洪调度规则优化研究
7.2.1 分级防洪调度规则
7.2.2 多目标分级防洪调度规则优化模型
7.2.3 实例研究
7.3 分级预报预泄调度规则优化研究
7.3.1 考虑径流预报不确定性的防洪调度规则
7.3.2 梯级水库群分级预报预泄防洪调度规则优化模型
7.3.3 实例研究
7.4 小结
第8章 径流变化条件下水库调度规则提取研究
8.1 梯级水库群调度规则提取研究
8.1.1 基于卷积神经网络的梯级水库群调度规则提取
8.1.2 调度规则提取实例分析
8.1.3 水库群不同调度规则下生源物质迁移规律研究
8.2 考虑径流不确定性的水库调度规则提取研究
8.2.1 考虑多重不确定性的调度规则提取框架
8.2.2 梯级水库群发电最优调度模型及高效求解算法
8.2.3 考虑多重不确定性的水库调度规则模型研究
8.2.4 实例研究
8.3 小结
主要参考文献