当设计年来水量小于包括损失在内的设计年用水量时，年调节水库就不能满足兴利的要求，因此需要增大兴利库容，将丰水年或丰水年组的余水量蓄存起来，满足枯水年或枯水年组缺水量的要求，这种跨年度的调节称为水库的多年调节。多年调节与年调节不同之处在于它不仅能重新分配年内来水量，同时也能重新分配年与年之间的来水量。因此多年调节水库所需的兴利库容大，调节程度高，对来水的利用也更充分。

多年调节计算，要考虑年径流系列中各种连续枯水年组成的总缺水情况，故对年径流资料系列要求更长些，一般应在30年以上。根据资料情况，多年调节计算可分为时历年法和数理统计法两类。根据长期年月径流资料，采用时历年法列表计算，概念清楚，方法简便。但一般中小型水库缺乏长期的径流资料，对于多年调节水库，由于调节周期少，代表性不够，因此计算成果可靠性不高，尤其当水库库容系数较大，供水期和蓄水期较长时，计算成果更不可靠，这时常采用数理统计法。水库调节年际之间来水与用水矛盾的库容为多年库容V多，而调节年内来水与用水矛盾所需的库容为年库容V年，则多年调节所需的兴利库容V兴为：(www.daowen.com)

在实际运用中，V兴不可能截然分为V多与V年两部分，此划分只是作为推算正常蓄水位的指标。另外，实际工作时，用数理统计法只能计算多年库容V多，而年库容V年则常用时历列表法单独计算。