洮河流域是一个复杂、多目标的水资源系统。研究洮河流域的水资源问题对于解决甘肃中部水荒和生态恶化问题以及对甘肃社会、经济发展都有着重大的意义。本文在分析国内外河流域管理经验的基础上,对洮河流域径流演变规律、洮河流域水资源承载力分析与评价和最优调配等问题进行研究,取得了以下主要成果：(1)在整理洮河长系列水文及相关资料的基础上,对降雨径流特征、径流变化规律进行分析,获得洮河径流在年内和年际变化的规律：应用小波理论、Mann-Kendall方法、五点滑动平均法找出了洮河多年径流变化趋势：通过功率谱估计得到了洮河径流的周期变化；建立灰色拓扑模型和系统自记忆模型,对未来20年的径流变化趋势作出了预测。(2)应用可拓学的理论和方法,建立了基于可拓理论的水资源承载力评价模型：并针对可拓评价方法存在的不足,提出了非对称贴近度原则和粗集理论权重的改进方法,与传统可拓评价方法相比,克服了以往决策者依赖专家经验知识的不足,有效解决最大隶属度原则的失效问题；将模型应用到洮河流域水资源承载力评价中获得了满意的结果。(3)设置了洮河流域水资源最优调配不同情景的11个方案,建立了洮河梯级水库优化调度模型,将动态规划、逐步优化算法、粒子群优化算法等传统与智能算法应用到优化调度模型的求解过程中,通过计算和分析,对各种求解方法进行了比选,提出了不同算法的适用范围。同时,文中还针对粒子群优化算法自身存在的难收敛和局部最优问题,提出了适时变异和惯性因子等改进方法,应用到梯级的发电调度中取得了很好的效果。(4)应用文中建立的模型对不同情景方案进行长系列优化调度演算,得到不同情景方案的优化调度结果,采用集对分析理论,建立评价指标与模型,对方案进行了优选。(5)采用数据挖掘技术中的RBF神经网络方法和决策树算法对洮河梯级水库调度规则进行提取,建立了调度规则函数,并进行了模拟计算、对比分析,实例证明上述两种方法是合理有效的。(6)针对洮河梯级水库群联合调度问题,以本文建立的模型和提出的方法为理论支撑,开发了洮河梯级水库联合优化调度系统,该系统功能齐备,界面友善,为生产管理提供了有力的技术支撑。