气候变化条件下流域生态缺水风险评价与管理方法研究

本项目将在现有生态需水理论基础上，创新性地提出并量化流域生态缺水风险，并据此开展以下几方面研究：（1）研究数据收集与系统辨识；（2）耦合气候变化情景，模拟流域水资源时空分布规律；（3）在流域水文过程模拟的基础上，计算多层次生态需水阈值，开发基于区间、模糊、随机及其杂交的多层次生态缺水风险评价方法（IISFARS-EWS）；（4）根据生态缺水风险的计算结果，结合流域社会经济发展状况和政策倾向，通过集成两阶段优化技术、区间优化技术、模糊优化技术和二次规划等技术于一体，开发不同风险水平下的不确定性生态缺水风险管理方法体系；（5）以白洋淀流域为例，应用本项目所开发的方法，促进当地流域的社会、经济、环境和生态的和谐发展。本项目在方法上将会有多处创新和突破，填补生态缺水方面的科研空白。在学术意义上该项目将达到国际前沿，可解决流域管理中的许多复杂问题，并大大提高我国整体的流域管理建设与相关科技水平。

本项目在现有生态需水理论基础上，将生态需水纳入管理模型框架，并进一步提出和量化不同违背风险水平的生态需水满足程度，得到具有不同风险水平的水资源管理决策。本研究主要包括：（1）研究数据收集与系统辨识，（2）分析气候变化、流域水资源时空分布规律，在气候变化条件下评估流域水-生态系统的脆弱性，（3）为了解决水资源供需矛盾、湿地生态水短缺、泥沙淤积、环境污染、湿地功能下降等问题，建立白洋淀流域地区不确定性多目标整数机会约束模型，用于解决复杂条件下的经济发展与生态安全调控问题，并在不同生态缺水风险水平下制定决策，（4）在流域水文过程模拟的基础上，计算多层次生态需水阈值，开发基于区间、模糊、随机及其杂交的考虑生态需水及其短缺风险的不确定性水资源综合管理模型，（5）根据生态缺水风险的计算结果，结合流域社会经济发展状况和政策倾向，通过集成两阶段优化技术、区间优化技术、模糊优化技术和二次规划等技术于一体，开发基于区间机会约束模糊多目标模型对湿地可持续管理模型（ICFMOP）。本项目在方法上有多处创新和突破，填补生态缺水方面的科研空白，可解决流域管理中的许多复杂问题，并大大提高我国整体的流域管理建设与相关科技水平。