| 成果名称: | 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 |
| 完成单位: | 中山大学 |
| 主要人员: | 刘丙军,陈志和,黎坤,孔萌,彭涛,庄承彬,杜建,何梁 |
| 介绍: | （1）课题来源与背景：本课题为国家自然科学基金项目《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》（批准号：50909106），主要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，开展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，构建水文水资源要素变异识别与特征值重构方法、水资源配置模型，为区域水资源可持续利用提供理论与技术支撑。 （2）研究目的与意义：水资源是基础性的自然资源和战略性的经济资源，是生态与环境的控制性要素。快速城市化与全球气候持续变化影响下，水资源短缺已经成为限制区域经济可持续发展的关键瓶颈。本课题研究重点探讨气候变化和剧烈人类活动导致的水文要素变异和水资源供需过程变化的规律，建立有限资源下协同不同用水主体用水行为的华南湿润地区水资源配置复杂性与模型，探索区域水文要素变异的水资源系统响应规律，形成了较完整的变化环境下南方湿润地区水资源优化配置的研究理论和方法。研究成果可丰富变化环境下水资源系统理论与方法，为区域水文要素变异特征识别、水资源科学调控提供科学依据，为区域水资源可持续利用提供技术支撑。 （3）主要论点与论据：通过本课题研究，发表高水平论文19篇，培养研究生10余名，搭建了南方湿润地区水资源优化协同调控理论框架，提出了相应计算原理、模型和方法，初步形成了一个南方湿润区水资源优化配置研究团队。1）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，提出了流域水文全要素识别的新方法；2）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；3）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，构建了南方湿润区水资源优化配置新模型。 （4）创见与创新：1）构建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水文全要素识别方法，系统研究了大尺度水文要素空间模式、极端降水不确定分析、非一致水文序列特征值重构等水文全要素变异特征，解决了传统水文单要素变异识别为主，无法解析水文要素全貌变化特征的难题；2）构建了基于协同学原理的水资源系统演变识别方法、基于耗散结构理论的河流系统水质演变识别模型，从系统有序度、协调度等深层次解析水资源系统与社会经济、资源环境系统的协同演进规律，解决了传统以定性评价为主，无法解析水资源系统的驱动机制的难题；3）构建了基于取水总量、断面控制流量、污染物入河量、断面水质等四个维度的水资源协同模型，解决了传统以单一水量分配为主，没有考虑水量水质协同控制的难题；提出了基于不确定性信息的水资源多目标配置模型，有效解决了来需水不确定、配置参数不确定性的难题。 （5）社会经济效益：本课题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，研究具有较好应用前景：1）建立了东江流域水资源优化配置基础数据库，包括社会经济、水文水资源、水环境、土地覆盖、河口潮流等海量基础资料，可为该流域水资源开发利用提供翔实基础资料； 2）提出了东江流域水资源优化配置方案，该方案可以直接服务于该流域水资源开发利用与最严格水资源管理制度制定，为该流域水资源可持续利用提供技术支撑；3）构建了基于非线性理论与复杂性理论的流域大尺度全要素变异识别方法、流域水资源供需系统演变识别方法、南方丰水地区水资源优化配置模型等，可作为南方丰水地区水资源优化配置的普适研究模型方法，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，具有较好的理论推广与应用前景。 |
| 批准登记号: | |
| 登记日期: | 2026-06-24 |
| 研究起止时间: | 2010-01-01至2012-12-31 |
| 所属行业: | 水利、环境和公共设施管理业 |
| 所属高新技术类别: | |
| 评价单位名称: | 国家自然科学基金委 |
| 评价日期: | 2013-04-26 |
