水权框架下黑河流域治理的水文-生态-经济过程耦合与演化

以黑河计划中"气候变化和人类影响下流域生态-水文过程的响应机制"科学问题为主导，在"中游人工绿洲结构/功能与水循环研究"及"流域尺度生态-水文过程与水管理研究"领域的方向中，系统考证和对比分析黑河、石羊河、疏勒河及澳大利亚墨累达令河流域管理及演化历史，提出干旱半干旱流域可持续发展比较框架；研究黑河中游水文-生态-经济系统相互作用机制，建立黑河流域平原区的水文-生态-经济系统耦合模型及仿真平台；研究流域发展与管理中重要人类活动的行为要素及参数化方法，建立黑河流域管理政策效应决策情景集；通过仿真平台情景分析和决策模拟，揭示黑河流域人类社会经济活动对生态水文过程的影响及相互关系，刻画黑河流域治理水权要素的科学内涵及其结构化表达，提炼黑河流域治理成功经验的科学模式、参数空间和调制阈值，提高我国对干旱区流域水资源系统及其管理机制的认知水平和调控能力，为我国及世界类似流域治理与管理提科学基础和支撑。

随着经济社会发展对水资源需求的提高，水资源短缺不断加剧，引发了一系列后果。在干旱区，由于水资源的过度开发，河湖萎缩、植被衰退、荒漠化加剧。如何在水资源短缺地区保证水资源的可持续利用和生态环境与社会经济的稳定，揭示生态系统演变、水循环与分配过程、以及经济社会发展之间的相互作用关系，成为认识和把握干旱区流域管理规律的重要内容。.本项目针对黑河计划中“气候变化和人类影响下流域生态-水文过程的响应机制”科学问题，围绕“地表-地下水相互作用机理及其生态水文效应”及“中游人工绿洲结构/功能与水循环研究”和“流域尺度生态-水文过程与水管理研究”两个重点领域，在中游绿洲地表地下水转化、生态~水文~经济过程、经济社会发展格局的水文生态影响、水权框架下的水资源利用政策效应、流域管理人类活动的结构化与参数化表达以及黑河与澳大利亚墨累达令河，中国石羊河、疏勒河对比等方面开展研究，构建黑河中游平原区水文~生态~经济耦合的仿真平台，研究黑河流域治理水权框架的自然~社会科学内涵，揭示水文-生态-经济-社会复杂系统的耦合机制和客观规律。.本项目研究得到了黑河流域近2000 年水资源开发利用与社会经济发展和生态格局演变的历史学分析成果；分析标定了黑墨石疏四个流域的水资源开发利用阶段，统一了干旱区水资源开发利用生态警戒曲线，提出了干旱半干旱流域生态治理及可持续管理的比较框架；建立完成了黑河中游全境的地表地下水联合模拟模型，黑河干流全线闭口优化调度模型，黑河流域宏观经济水资源模型，黑河平原区宏观植被生态对水资源的响应模型，分析了黑河流域中游平原区水文-生态-经济复杂系统耦合的关系，建立了黑河中游流域演化仿真平台；研究提出了黑河流域不同水权形式及其水量分配机制，建立了不同分水方案的长期效应及风险管理模型；总结了若干黑河流域治理成功经验与问题，提炼了其自然与人文要素和科学表达方法，分析得出了关键要素的阈值空间。.本项目研究认为，在人类活动剧烈的干旱区，水权分布是流域演化的主要驱动因素，水权分配是流域管理的主要控制要素，水权结构决定着流域水资源管理机制的闭合度，水权管理方式应与水权型式相匹配。本项目对黑河流域治理中自然科学问题和社会科学问题的认识和规律揭示，将丰富干旱区流域水文-生态过程的理论基础和科学水平，具有深远的理论价值和现实的应用价值