Ngày càng có nhiều hồ chứa sử dụng tổng hợp được xây dựng ở thượng nguồn các con sông. Thực tế cho thấy, sau khi hình thành hệ thống hồ chứa trên lưu vực sông Hồng (Sơn La, Hoà Bình, Thác Bà, Tuyên Quang, Lai Châu, Bản Chát, Huội Quảng), việc kiểm soát lũ lụt ở hạ du đã được cải thiện rõ rệt [45]. Điều này cũng thể hiện rõ rệt ở các hệ thống sông khác trên thế giới và Việt Nam. Vì vậy, nhiều nhà khoa học ở nước ngoài và trong nước đã nghiên cứu việc điều khiển hồ chứa để đạt được tối ưu trong phát điện, cấp nước và giảm ngập lụt ở hạ du:
Tran Hong Thai (2005) [103] đã sử dụng phương pháp số hóa để ước lượng thông số trong mô hình và điều khiển tối ưu hệ thống hồ chứa trên lưu vực sông Hồng. Việc tối ưu hóa xả lũ các hồ chứa trên sông Hồng được giải quyết bằng phương pháp Gauss-Newton rút gọn và được thực hiện bằng phần mềm PAR- FIT và FIXFIT. Tác giả đã phát triển mã nguồn của FIXFIT để ước lượng các thông số của mô hình.
Long N. L và cộng sự (2007) [97] đã nghiên cứu kết hợp mô hình mô phỏng và thuật toán tối ưu để vận hành hồ Hòa Bình, giải quyết xung đột chính giữa phòng lũ và phát điện ở giai đoạn cuối mùa lũ và đầu mùa kiệt. Tác giả đã sử dụng phần mềm MIKE 11 để mô phỏng hệ thống sông và hồ chứa kết hợp với các thuật toán tối ưu SCE (shuffled complex evolution) để tìm ra quỹ đạo tối ưu (pareto) khi xem xét cả hai ưu tiên giữa phòng lũ và phát điện. Kết quả
đạt được cho thấy hoàn toàn có thể dùng mô hình mô phỏng để giải quyết vấn đề phòng lũ cho công trình và cho hạ du mà vẫn có thể duy trì mực nước cao ở cuối mùa lũ để đảm bảo hiệu ích cao trong phát điện ở mùa kiệt kế tiếp. Đồng thời, nghiên cứu cũng cho thấy thuật toán tối ưu SCE là một công cụ hữu hiệu trong giải quyết các bài toán hệ thống phức tạp.
Kumar, Viện Khoa học Ấn độ (2007) [95] đã sử dụng thuật toán tối ưu SWARM nghiên cứu vận hành hệ thống liên hồ chứa gồm 4 hồ mà trước đây Larson đã sử dụng Quy hoạch động để giải quyết. Hai nhà thủy văn Kumar và Singh cũng đã áp dụng các thuật toán GA - giải đoán gen. Tiếp đó Giáo sư Kumar lại thử nghiệm áp dụng cho hệ thống hồ chứa Bhadra của Ấn độ. Kết quả cho thấy thuật toán tối ưu SWARM có khả năng rất tốt vào giải quyết bài toán vận hành liên hồ chứa.
Wei, C. C. và Hsu, N. S (2009) [104] nghiên cứu vận hành tối ưu với các quy tắc nhánh cây (treebased rules) cho hệ thống hồ chứa đa mục tiêu phòng lũ với thời gian thực bằng việc tích hợp vào hệ thống mô hình dự báo thủy văn. Phương pháp này đã được áp dụng cho hệ thống hồ chứa trên sông Tanshui ở Đài Loan. Kết quả vận hành thử nghiệm cho trận mưa lũ lịch sử năm 2004, cho thấy phương pháp này có kết quả tốt, đảm bảo cắt được đỉnh lũ theo yêu cầu của các điểm kiểm soát ở hạ lưu mà vẫn đảm bảo yêu cầu tích nước vào cuối mùa lũ ở các hồ chứa.
Nguyễn Hữu Khải, Lê Thị Huệ (2011) [34] đã mô phỏng vận hành liên hồ chứa sông Ba mùa lũ bằng mô hình HEC-ResSim. Kết quả cho thấy, nếu dựa vào cảnh báo lũ, có thể hạ thấp mực nước trước lũ trước 48h đối với hồ sông Hinh và Krông H’năng và trước 24 h đối với các hồ còn lại, như vậy việc xả sẽ chủ động, an toàn và không gây lũ nhân tạo. Điện năng cũng không bị tổn thất nhiều; Hạ thấp mực nước trước lũ có tác dụng giảm lũ hạ lưu, tuy nhiên cần cắt lũ ở phạm vi lưu lượng đến bằng khoảng 75-85% lưu lượng đỉnh lũ đến hồ đối
với hồ sông Ba hạ và bằng 35-45% Q đỉnh lũ đối với hồ sông Hinh và Krông H’năng tuỳ từng dạng lũ (đỉnh lũ theo dự báo); Khi điều tiết như trên có thể giảm đỉnh lũ tại Củng Sơn xuống 20 - 25%, mực nước tại Củng Sơn xuống 0,80 - 1,50 m.
Hoàng Thanh Tùng (2011) [74] đã lựa chọn hướng tiếp cận kết hợp giữa mô hình mô phỏng (HEC-HMS, HEC-ResSim) với mô hình điều khiển hệ thống trong đó sử dụng cả hai phương pháp “Ẩn” và “Hiện” để xác định các ưu tiên vận hành cho từng hồ trong hệ thống (phân nhỏ các vùng dung tích để vận hành theo các ưu tiên của biểu đồ điều phối của từng hồ sao cho có hiệu quả) và các ưu tiên vận hành kết hợp giữa các hồ với các ưu tiên về ràng buộc giữa mực nước và lưu lượng của các vùng bị ảnh hưởng dưới hạ lưu để đảm bảo mục tiêu phòng lũ cho các công trình và vùng hạ du các công trình.
Trần Thiết Hùng và các tác giả khác (2015) [30] đã đề xuất phương pháp lựa chọn hệ thống trong mô phỏng ảnh hưởng của các công trình thủy điện, thủy lợi đến lũ lụt hạ du các lưu vực sông Miền Trung;
Lê Hùng (2013) [28] đã áp dụng mô hình HEC-ResSim mô phỏng hệ thống hồ chứa trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn, từ đó đề xuất quy tắc vận hành hồ chứa cho trường hợp mực nước trước khi lũ về nhỏ hơn mực nước đón lũ, nhằm xả lũ an toàn cho hạ du, mà không ảnh hưởng lớn đến mục tiêu phát điện của các hồ chứa.