区域气候变化对水资源安全影响的定量分析研究

In order to construct a quantitative analysis system to simulate the effects of regional climate change on the water resources security, the future climate scene and water resources change was simulated by several uncertainty analysis regression methods, and the diachronic characteristic of regional climate change and the water resources security was analyzed by using the linear regression, moving average, power spectrum analysis and wavelet analysis, etc. .Introduced the coupling pattern set method of a variety of uncertainty analysis model, this paper not only reveals the interaction mechanism of "climate-water-human activities" between the different climate and natural geographical conditions, and also quantify calculates the impact extent of regional climate change on the typical regional water resources security. Final calculate the bearing capacity and fitness indexes which can reflect the water resources security system on climate change, to show the bearing threshold of water resources on the climate change and to measure the mutations ability of the regional water safely suffering climate change. This study objective and accurate analysis the influence degree of the typical regional climate change pattern on regional water resource security, and provides scientific basis to water resources and water environment management decision. It is important scientific basis not only to cope with the adverse effect of climate change, but also to strictly carry out the water resource management.

构建区域气候变化对水资源安全系统影响的定量分析计算系统，采用多种不确定性回归分析模型对典型区域未来气候情景模式以及水资源安全变化进行模拟，并采用线性回归、滑动平均、功率谱分析和小波分析等方法，分析了区域气候变化及区域水资源安全的时间序列特征。引入多种不确定性分析模型相耦合的多模式集合方法，揭示不同气候和自然地理条件下的"气候- - 水- - 人类活动"之间的相互作用机理，定量计算典型区域气候变化对该区域水资源安全影响的程度。最后计算能反映水资源安全系统对气候变化的承载能力和适应度的合理的分析指数，用以表征地区水资源对气候变化的承载阈值，以衡量该区域水资源安全承受气候变化及突变的能力。本项研究客观、准确地分析区域典型的气候变化模式对区域水资源安全影响的程度，为水资源和水环境管理决策提供科学依据，是应对气候变化不利影响，实施严格水资源需求管理的重要科学基础。

本研究在国内外学术刊物上发表论文35 篇（其中SCI 、EI收录7篇），出版专著1本，获得四川省科技进步二等奖1项，培养研究生10人，人才进修2名（1名获得博士学位，1名成为“中青年学术带头人”），多次参与国内外学术合作交流。研究结果主要包括四方面内容：.（1）分析区域气候变化及水资源安全数据时间序列特征基础上，将气候变化因子引入区域水资源安全评价体系，构建区域气候变化对水资源安全系统影响的定量分析计算系统。.（2）探讨区域水资源安全定量分析新方法，引入多种不确定性分析模型相耦合的多模式集合方法，包括支持向量机模型（SVM）、投影寻踪、神经网络、RBF函数神经网络、BP网络、GM(1,1)等模型，定量计算区域气候变化对水资源安全系统影响。研究能反映水资源安全系统对气候变化的承载能力和适应能力的指数，提出度量区域水安全度的新指数：组合极值公式、升半Г型分布指数、Logistic曲线模型、幂函数加和型指数等。.（3）提出变化环境下衡量水资源安全的“信息规范化与普适性”思想，并与多种不确定性分析模型相结合，创造性地融入水资源安全系统计算中，从而促进对水安全定量分析的普适性、通用性研究。并将规范化信息处理思想广泛应用于水安全评价、水资源承载力评价、水环境评价、生态安全定量计算中。.（4）探讨多种智能优化算法用于水资源及水环境模型优化的研究中，并对不确定性分析模型中参数进行探讨。