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工程调度问题，提高了帕累托解的收敛性和多样性，高效实现月尺度下的水资源分配；陈晓楠等 ［12］ 利
用数字孪生技术搭建了具有自主学习能力的中线输水调度仿真预演平台，能够模拟形成不同时空尺度
下各类运行工况、来流条件的有效调度预案；方国华等 ［13］ 在节水情景下将南水北调水与本地水资源联
合配置，完成调水目标的同时，实现了泵站单位能耗较小的运西线优先调水；王林威等 ［14］ 以“时间换
空间”为思路，提出利用东平湖富裕库容调蓄东线来水的方案，结果表明该方案最大可增加东线调蓄
库容 3.62 亿 m³。然而，以往的研究大多聚焦于南水北调工程的某一段或某一受水区，水网视角下东、
中线联合调配的研究较少，且在配置中没有考虑到来水变化对工程能力提升的影响。
黄河流域河川径流量占全国 2%，承载了全国 12% 的人口和 15% 的耕地面积，水资源较为紧张。
受气候变化影响，近 60 年来黄河天然径流量显著减少，中下游情况尤甚 ［15］ 。同时，南水北调工程受
水区中的海河流域径流呈现下降趋势，且这种趋势未来仍可能持续 ［16］ 。长江作为南水北调工程的水源
区，实测径流量以自然波动为主，总体年径流量没有显著变化，但由于大量水利设施的兴建，长江干
流上游及汉江天然径流量有所衰减，未来汉江径流量可能难以满足中线远期调水量的增加量 ［17］ 。
因此，在长江、黄河遭遇枯水年概率不断增加的背景下，针对南水北调工程调配面临的问题，本
文根据文献［18］构建的成网互济调水机制和“源-流-网-配”的协同优化模型，以南水北调东、中线
为研究对象，设置长江黄河枯水、特枯水年不同来水情景，单线、成网多种运行工况，从宏观到微观
精准调控多水源、多线路、多工程、多主体的复杂巨系统，为水网应对水资源短缺风险提供理论技术
支撑。

2 模型构建

2.1 研究范围 本研究以南水北调东、中线为对象，东线包括东线一期、二期工程及北延应急工程，

中线为中线一期工程，两大工程横跨长江、淮河、黄河、海河四大流域，供水范围涉及北京、天津 2
个直辖市和河北、河南、山东、安徽、江苏 5 省的 43 个地级市，涉及流域及受水区见图 1、2。东、中
线工程的受水区与黄河受水区部分重叠，重叠区位于河南、山东省内，且东、中线工程可同时向北
京、天津、邢台、廊坊、沧州、衡水供水，东线、中线、黄河之间具有良好的互济调配条件。

图 1 南水北调工程及四大流域

2022 年南水北调东、中线工程受水区（以下简称受水区）总人口 2.9 亿，国内生产总值 25.3 万亿元，
耕地灌溉面积 1454.3 万 hm ，占全国的耕地灌溉面积的 21%。根据 《水资源公报》 等相关成果，受水
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