①课题来源与背景： 气候变化和城市化等剧烈人类活动导致水资源系统的来水和用水环节均产生动态趋势性变异，水资源供需矛盾更趋突出，河道内生态用水与河道外生活生产用水之间的竞争博弈更加激烈。2011年我国开始实行最严格水资源管理制度，实施用水总量控制。各区域各流域如何协调用水需水在总量控制范围内又保障区域经济社会持续发展，是摆在我们面前的难题。因此，受国家自然科学基金重点项目（91547202）资助，针对西南河流典型流域梯级水库来水-供水-发电-环境生态多方竞争用水需求问题，突破传统的供需水平衡长系列模拟水资源配置方式，研究提出以用水总量控制为前置的水资源供需多要素竞争博弈优化配置新模式和方法。

     ②研究目的与意义： 针对流域水资源各方用水需求竞争博弈和用水总量控制指标约束下复杂水资源系统常规多目标优化配置存在用水户配水不均衡、缺水率高等问题，研发创立水资源供需多边多元竞争博弈协同优化配置新模式，通过识别流域水资源系统的脆弱度、敏感度，量化解析高强度变化环境下来水-供水-发电-环境的动态互馈作用与博弈关系，构建流域来水-供水-发电-环境自适应协同调控模型，提出未来阶段流域来水-供水-发电-环境用水博弈协同最优纳什均衡调度方案，解决水资源多边多元竞争博弈供需最优均衡匹配问题，为区域高质量发展提供水资源保障，具有重要理论和现实意义。

     ③主要论点与论据： 缺资料是流域以防洪抗旱为目的的水文水资源分析计算长期面临的难题。本项目利用树木年轮与当地降水径流的关系，提出了一种树轮年表多元线性回归法对典型流域长系列年径流进行重构的模式方法；研发了一种修正日尺度气候预测系统再分析（CFSR）降雨数据的方法，提高了空间降雨数据的准确性，进而提高了流域径流的模拟精度。 传统的水资源系统脆弱性分析是针对一个不变的水资源状态而未考虑伴随气候变化和人类活动引起的水资源要素变异。本项目利用径流对降水及潜在蒸散发变化的敏感性，引入综合考虑流域水量和能量平衡的基于Budyko假设的傅抱璞公式，分别提出了水资源系统敏感性、暴露度、灾损性和适应性的量化计算式，突出反映了气候变化和人类活动影响对水资源系统脆弱性的动态影响。 目前对未来气候变化如何影响水力发电过程的认识不足。本项目利用气候变化对径流变化的驱动，建构了五个不同的全球气候模型（GCM）与VIC分布式水文模型及水库模型的气-水-能耦合模型系统，量化预测了未来气候变化情景下流域产水量变化对水力发电的影响，未来气候变化将导致水文情势更趋集中化分布，汛期发电量增加但弃水增多，枯季发电量减少。 传统水能调度尽管采用了多目标优化，但未考虑发电用水与其他用水需求之间的竞争博弈关系。本项目构建了流域来水—需水多要素博弈纳什均衡关系式，创建了流域水库来水-发电用水-生态需水-航运需水-出境水完全信息静态博弈调度模型，提出了最优纳什均衡调度方案。相较传统的多目标发电优化调度，本调度各类用水保证率提高约10%-40%，河道内生态和出境水量保证率都显著提高。 传统水资源配置对于来水需水分布不均的配水过程偏差较大。本研究创建了水资源供需系统“假设-模拟-反馈-调整”反馈回路自适应校正优化配置模式，通过构建传统配置实时偏差的反馈增益函数，校正传统配置模式的配水偏差，显著提高了配供水保证率，有效遏制连续缺水，实现水资源配置实时精细化。

     ④创见与创新： 1）提出了流域“非一致性”来水过程的树轮年表多元线性回归重构方法。 2）创建了基于Budyko假设的傅抱璞公式的水资源系统敏感性、暴露度、灾损性和适应性的量化计算式 。3）建构了五个不同的全球气候模型（GCM）与VIC分布式水文模型及水库模型的气-水-能耦合模型系统，量化预测了未来气候变化情景下流域产水量变化对水力发电的影响。 4）构建了流域来水—需水多要素博弈纳什均衡关系式，创建了流域来水与发电、生态、航运需水及出境水完全信息静态博弈调度模型，提出了最优纳什均衡调度方案 。5）创建了针对配置误差校正的水资源供需系统“假设-模拟-反馈-调整”反馈回路自适应校正优化配置模式。

     ⑤社会经济效益，存在的问题 ：通过预测气候变化情景对流域产水量的影响进而预测未来发电量的变化为水库发电调度提供依据将产生巨大的清洁能源效益，减少CO2排放量。创建的流域来水-发电用水-生态需水-航运需水-出境水完全信息静态博弈调度模型、水资源供需系统“假设-模拟-反馈-调整”反馈回路自适应校正优化配置模式大大改善水资源配置的效果，提高供水保证率和各行业配水的均衡性，保障生活用水和生态用水。经济社会效益显著。 主要问题是水库入库径流量预报精度不高影响调度方案的有效性。

     ⑥历年获奖情况： 2017年，变化环境下南方湿润区水资源规划关键技术及应用，广东省科技进步一等奖，陈晓宏排名第1 2013年，广西北部湾经济区水循环安全调控关键技术研究与应用，广西壮族自治区科技进步奖一等奖，陈晓宏排名第7 2016年，流域水循环与地表水文过程模拟基础理论及应用研究，教育部自然科学奖二等奖，陈晓宏排名第3。