随着我国水力发电需求的增加，非常有必要制定水库优化调度方案来合理利用水电资源。但是，在满足水电站经济需求的同时，船舶通航会面临一系列的安全风险和挑战。水库发电等运行工况和近坝河道的水力过程有着密切的关系，水库运行时，因泄流量较大，或因调峰调频等需要，通航河道通常会产生复杂的水力现象，如水位急涨急落，水流湍急等，严重影响船舶通航。因此，探究水库发电运行对船舶通航的影响，探究水库发电-通航联合安全调度方法，已成为水库调度中亟待解决的理论和实践课题。
　　因此，本文以具有发电和通航需求的向家坝水电站为研究对象，建立了水库上、下游河道二维模型，提出通航能力的评价和量化方法，建立短期发电-通航多目标优化调度模型，运用多目标优化智能算法对模型进行高效的求解。以期为水电站多目标优化调度提供技术支撑和决策支持。本文的主要研究内容与成果如下：
　　(1)针对现有的通航能力评估和量化方法只考虑了水位、流量等水力要素，而忽略水流流速这一影响因素的不足，本文基于河道二维水动力学模型，提出了通航能力流速评价法，并使用软件MIKE21构建精细化水动力模型，探究水库运行对于河道水流流态的影响，分析水库调控下河道流场情况(横向流速、纵向流速、回流流速)对通航能力的影响，为水库发电-通航联合优化调度问题的解决奠定基础。
　　(2)根据水库发电、通航运行的水力耦合响应关系，以调度期内水库总发电量最大、通航能力最大为目标，建立水库发电-下游通航多目标优化调度模型，构建求解框架。并建立了几个对比模型，以验证模型的合理性和有效性。另一方面，基于通航能力流速评价法，本文还提出了个考虑流速和水位综合影响的通航能力评价法，根据此方法，建立了水库多目标发电-上、下游通航多目标优化调度模型。最后，使用多目标智能算法对模型进行求解。
　　(3)将提出的方法和调度模型运用于向家坝水库实例研究中，分析发电效益和通航能力之间的协调制约关系。并通过分析几个典型调度方案的水位控制过程，得出这种复杂关系的成因和机理，验证了水库出力过程的合理性，为实际水库发电运行决策和船舶安全出入上下游航道提供了有效建议。