剧烈人类活动下华南湿润地区水资源配置协同调控模式研究

剧烈人类活动下的水资源对策研究是目前国际水文水资源领域学科前沿，也是区域经济社会快速发展中水资源可持续利用迫切需要研究解决的重大难题之一。本课题抓住华南湿润地区湿润气候、剧烈人类活动以及水资源供需系统变异突出等特点，以东江流域为试点，广泛运用多交叉学科理论，开展"剧烈人类活动下华南湿润地区水资源配置协同调控模式研究"，系统探讨该流域区域性、季节性和水质性缺水并存的形成机理，研究剧烈人类活动下流域水资源供需系统协同异化特征，辨识流域产业转移下河道水质系统时空演化的新规律，构建以动态协调水资源系统各类用水主体用水行为的水资源优化配置协同调控模型，由此揭示该流域独具特色的水资源供需系统变异响应规律。本课题研究对丰富和完善南方丰水区水资源优化配置理论体系、科学有效调控流域水资源、保障区域水安全提供重要理论和实践意义。

课题研究针对南方湿润地区湿润气候、水系交错、人类活动剧烈、海平面上升显著以及水资源供需变异突出的特点，以揭示变化环境下南方湿润地区水资源系统响应机理为轴心，以实现水资源优化配置为主线，系统研究了南方湿润地区水文水资源演变及其配置的不确定性、复杂性问题，在水文水资源要素变异识别与特征值重构、水资源配置理论等方面取得了一些创新性成果。.（1）初步建立了南方典型湿润区水资源优化配置基础数据库。通过室内收集、野外观测，收集了南方湿润典型区域—珠江三角洲地区社会经济、水文水资源、水环境、土地覆盖、河口潮流等海量基础资料。.（2）系统研究了南方湿润区水文要素演变规律。针对高强度人类开发与海平面上升共同作用下研究区水文水资源要素变异显著问题，运用统计学、复杂性理论等，提出了基于信息熵理论的流域大尺度水文要素空间分布模式识别方法、基于DFA的流域极端降雨阈值计算方法、基于TVM的水文非一致性序列特征值重构方法、基于交叉小波原理的潮差与盐度延时性分析方法等，在大尺度水文要素空间模式识别、极端降水阈值不确定分析、非一致水文序列特征值重构、咸潮上溯变化规律研究等方面，取得了一些成果和重要结论。.（3）系统研究了变化环境下南方湿润区水资源供需系统演变规律。针对快速城市化下研究区水资源供需矛盾突出、河道水生态环境功能严重退化问题，运用耗散结构理论、协同学等复杂性理论，构建了基于耗散结构理论的河流系统水质演变识别模型、基于子系统有序度水平的水资源供需系统演化协调度评价模型等，提出了流域水资源供需系统与河道系统演变识别的新方法。.（4）构建了南方湿润区水资源优化配置理论模型。针对研究区水资源供需系统变异突出科学问题，运用复杂性理论、水动力学、水生态环境学等多学科理论，构建了基于协同学原理的水资源配置模型、网河区水量水质联合优化调度模型等，在变化环境下水资源优化配置理论模型构建方面提出了一些成果。.本课题研究成果对科学揭示南方湿润地区水资源系统演变规律，保障珠江三角洲地区供水安全，具有重要的理论意义和实际应用价值，相关成果对我国长江三角洲、环渤海湾等南方地区水资源战略开发具有重要借鉴作用。