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太湖流域多目标优化调度需体现两方面内涵，一方面是防洪、供水以及水生态环境调度目标协同，即从时间尺度分析，流域在旱涝不同水情期之间的防洪、供水、水生态环境调度目标存在协调的需求；另一方面是流域、区域、城市协同调度，即在空间层面，在特定水情期，流域与区域之间的调度目标也需要互相协同。本节针对太湖流域复杂江河湖水资源联合调度存在的问题与难点，围绕复杂水系防洪、供水、水生态环境改善等多目标优化调度理论与技术需求，基于协同理论与层次分析法等理论方法，采用“问题筛选-情景构建-案例剖析-策略构建-决策优选”的全过程技术思路，通过剖析流域不同水情期、流域-区域、区域-区域、区域-城市等多目标调度矛盾与问题，考虑时间和空间两种层面，筛选典型的水资源多目标协同调度情景案例，提出集合时间与空间双重层面多目标调度矛盾的协同策略，用于指导调度方案拟订，形成多目标协同的联合调度技术的理论基础，见图3.2-1。
图3.2-1 太湖流域复杂水系水资源多目标协同情景逻辑结构图
1.协同情景
2015年与2016年，太湖流域均发生了持续强降雨引发的超标准洪水，在进入梅雨季节前已发生明显洪水，而且洪水水量较历史同期增加显著。受此影响，太湖水位快速上涨，2015年太湖水位从入梅日的3.27m（6月7日8时）上涨至出梅日的4.17m（7月13日8时），累计涨幅达0.90m；地区河网水位全面超警戒水位，流域北部区域普遍超保证水位，金坛、京杭运河常州钟楼闸、无锡（大）、洛社、青阳、望虞河琳桥等6个站点水位超历史纪录，其中常州钟楼闸站两次刷新纪录，2015年超历史记录达0.91m。随着气候变化带来的流域降雨增加等不确定性因素影响，太湖流域发生类似超标准洪水的概率较以往可能会有所增加。
汛后，随着太湖洪水及区域洪涝持续外排，流域及区域河网水位都得到明显降低。考虑到极端天气等影响，流域存在着突发干旱等风险。例如，2013年夏季，7月7日出梅后，流域持续晴热高温，降雨严重偏少，至8月中旬降雨一度偏少近7成，甚至少于枯水典型年1971年、1978年同时段降雨量，太湖水位快速下降。
因此，汛期防洪除涝与汛后干旱防治等不同水情期目标协同是流域重要的多目标协同情景。
2.协同策略
首先针对汛前流域防洪、供水和水生态环境协同问题，在加强流域汛前降水预报的前提下，综合考虑汛前流域供水需求，通过汛前控制望虞河引水、加大太浦河供水等措施提前预降太湖水位，同时保证下游地区供水与水生态环境安全；汛后期，为尽可能提高雨洪资源的利用率，采取太湖与区域水位缓降的方式，减少汛后期引水成本。
1.协同情景
2013年夏季，太湖流域遭遇了历史罕见的持续高温天气，部分地区旱情严重。7月7日出梅后，流域进入晴热高温少雨天气，至8月17日，流域降雨量仅58.9mm，较常年同期偏少近7成，甚至少于1971年干旱年同期降雨量（62.2mm）。为此，太湖流域于7月22日启动引江济太水量调度，截至10月15日，共通过常熟水利枢纽调引长江水16.8亿m 3 ，通过望亭水利枢纽引水入湖9.3亿m 3 （相当于太湖0.4m蓄水量），通过太浦河向下游增供水7.61亿m 3 。然而，10月5日强台风“菲特”使得流域突发旱涝急转现象，台风期间太湖水位达到4.64m的历史新高。因此，协调旱涝急转突发汛情也是关乎流域水安全保障的重要协同情景。
2.协同策略
针对上述旱涝急转期流域多目标协同问题情景，在加强流域降水预报，明确流域潜在发生洪涝区域的前提下，提前适当减少流域引江水量，为太湖等湖库留存适当的蓄洪空间。在发生旱涝急转后，在加强流域洪涝排泄的同时，要尽量确保流域与区域水源地及其他水功能区水质安全。
1.协同情景
（1）太湖经望虞河排水与武澄锡虞区排涝矛盾情景。望虞河东控西敞，上游客水压境和区域涝水的双重压力，使得望虞河西岸的防汛压力巨大。望虞河设计行洪能力为450m 3 /s，若全力排泄太湖洪水，1天时间预计能降低太湖水位1cm左右；若用于排泄区域涝水，预计能降低区域河网水位10~20cm。
（2）太浦河泄洪与杭嘉湖区洪涝北排矛盾情景。太浦河作为流域骨干河道，除了排泄太湖洪水以外，还要为下游地区涝水提供出路。由于太浦河南岸未实施有效控制，行洪期间，为避免太浦河洪水顶托南部杭嘉湖地区涝水北排或倒灌杭嘉湖地区，太浦闸需按太浦河平望水位3.30m控制行洪。但平望洪水位主要受杭嘉湖区降雨影响，受太浦闸下泄流量影响较小。在流域集中暴雨和太湖涨水达到高水位期间，下游地区往往同时发生较大降雨，在太湖急需排水削峰时，往往反要减小太浦河下泄量。
（3）汛期太湖高水位与上游湖西区排泄洪涝水需求的矛盾情景。太湖处于流域上游，是流域防洪调蓄和水资源调配中心。洪水期遇流域性降雨，河湖水位齐涨，下游涨率往往高于太湖，太湖排水受下游高水位限制。同时，下游外排河道受潮汐顶托，排水受阻，进而致使太湖水位洪水期呈现上涨快、持续时间长、退水过程慢的特点。而上游湖西区洪水也需要及时排泄，流域与区域防洪安全需要进一步协调。
2.协同策略
（1）流域与武澄锡虞区防洪调度协同策略。本着重点防洪保护对象优先原则，应首先考虑太湖防洪压力与泄水通畅。锡澄地区是否可通过望虞河泄水与太湖水位以及锡澄地区水位均有关，根据目标满足程度最大与综合经济损失最小原则，当锡澄片水位高于地区汛限水位，并有进一步升高趋势，且太湖尚未经望虞河排水时，应错峰保证望虞河西岸地区涝水排泄。如太湖水位高于警戒水位，且持续上升，则应首先确保太湖泄洪安全。
（2）流域与杭嘉湖区防洪调度协同策略。太浦河泄洪与杭嘉湖地区排涝矛盾突出，尤其是流域集中暴雨时更为明显。本着重点防洪保护对象优先原则与综合经济损失最小原则，流域遭遇此防洪调度矛盾时，应首先确保太湖安全，维持太浦河下泄洪水水量。杭嘉湖区应加强南排工程与城市防洪工程建设，提高地区防洪除涝标准，提高太浦河平望站控制水位，在遭遇流域暴雨洪水时不影响太湖行洪与地区防洪。
（3）流域与湖西区防洪调度协同策略。一是需要加快新孟河、新沟河等流域骨干排水通道建设，增加洪水出路；二是充分挖掘现有水利工程潜力，增加太湖流域洪水外排能力，有效降低太湖水位。
1.武澄锡虞区环湖口门泄洪与太湖水质保护协同情景
根据环太湖口门调度原则，汛期当无锡水位达到4.50m且有继续升高趋势，而太湖水位低于地区水位时，可向太湖排水。然而，区域涝水如果排入太湖后再由太湖经望虞河、太浦河排江入海，不仅延长了排洪路径，还可能造成大量区域污染物随洪水被携带入湖。
2.协同策略
该矛盾应本着目标满足程度最大原则与相机调度原则，综合考虑武澄锡虞区防洪排涝安全与太湖水质保护需求，通过数值计算形成汛期无锡水位达到4.50m且有继续升高趋势情况下，武澄锡虞区向太湖泄水的适宜流量与排水时长。若无锡水位进一步上升至超保证水位时，应遵循重点防洪保护对象优先原则与综合经济损失最小原则，首先考虑降低无锡水位。
1.协同情景
（1）供水调度期太湖低水位与环湖地区取水协同案例。为保障太湖供水安全，太湖水位应维持在一定范围内，从而对太浦闸下泄量有一定的要求。当太湖水位低于调水限制水位时，流域骨干引水河道望虞河和新孟河引长江水相机入太湖；当太湖水位低于低水位控制线时，须启用望虞河常熟枢纽和新孟河界牌水利枢纽泵站，抽引长江水入太湖，加大入湖水量，同时，为保障流域整体供水安全，适当限制环湖取引水。但是对环湖地区取水实施控制后，将对相关区域生活及环境用水产生影响，难以满足其供水、航运、农业灌溉、水环境等需求，较为典型的是嘉兴市。
（2）望虞河西岸地区水环境改善与引江济太协同情景。望虞河西岸地区水体污染较为严重，为增强望虞河西岸地区河网水体有序流动，避免望虞河西岸地区因“控”致“滞”导致的水质恶化，改善望虞河西岸地区水环境，《太湖流域水环境综合治理总体方案》中提出了走马塘拓浚延伸工程。从走马塘工程实际运用情况看，无法有效解决锡北运河以南地区的排水出路问题，目前，该地区水质状况亟待提升。此外，走马塘张家港枢纽泵排有时会造成望虞河水分流倒灌西岸地区，影响引江济太效益。
2.协同策略
（1）太湖低水位与环湖地区取水协同策略。遵循权益各方对等互让原则，适当减少太浦河下游区域取用水量，保障太湖环湖各区水资源利用的平等权益。同时，制定该调度时段太浦河下游区域取用水与水资源循环利用应急方案，减轻下游取用水对太浦河下泄水量的依赖程度。重点是制定在太湖处于不同低水位情景下，太浦河具体的下泄水量与下游区域取用水量方案。
（2）望虞河西岸地区水环境改善与引江济太协同策略。针对望虞河西岸地区水环境改善与引江济太协同情景，考虑望虞河西岸控制工程与走马塘工程进行联合调度，防止引江济太期间西岸地区污水进入望虞河，同时优化望虞河西岸地区引水的时空分配，形成西岸地区水体有序流动，促进西岸地区水环境改善。