变化环境下珠江流域地表水文过程演变及其对河流生态影响研究

综合运用水文统计学、水文模型模拟、河流水文学以及水文气象学等多学科理论方法与研究手段，对珠江流域水文气象与水循环要素、地表径流过程以及水库建设等人类活动进行全面而系统的分析与研究，阐明降水、地表水文过程和区域水循环系统对区域气候变化与人类活动的响应机制与机理，探讨由于气候变化与人类活动引起的地表水文时空演变过程对流域生态环境需水量的影响，该项研究对于揭示急剧变化环境下，珠江流域气候变化、人类活动以及大型水利工程运行对流域水生态与水资源安全的影响及其原因与物理机理有重要意义，其最终目标是为珠江流域水资源管理、保障珠江流域水环境与水安全提供科学依据与理论支撑。

严格按照项目设计要求，在全面了解国内外研究进展基础上，结合研究区突出的气象水文科学问题，从气候变化与人类活动综合影响下的珠江流域气象水文系统演变特征与机理及其对流域生态流量的影响这一研究主题出发，开展全面而系统的研究工作，取得了一系列重要研究成果：（1）比较并总结出适合珠江流域生态流量研究的理论与方法体系，基于东江流域（珠江流域一重要支流）水资源开发的重要性及人类高强度取水对流域生态健康可能的影响，研究制定出东江流域生态健康所需最大生态径流量、最小生态径流量以及最适宜生态径流量，为东江流域划定生态径流阈值，为该流域水资源管理提供重要科学依据；（2）针对气象水文变异现象，创新性提出多尺度突变分析方法，将突变特征分解到二维时间空间，从而为定量界定水文变异影响因子成为可能。同时，将提出的新方法运用到珠江流域多尺度水文过程研究中，定量研究了珠江流域，尤其是珠三角地区水文变异在不同时段的影响因素；（3）突破以往降水极值研究的取值方法，运用连续降水与不降水事件的概念，从降水过程与结构角度深入分析中国区域水循环的变化及其对全球气候变化区域响应特征的相似性与差异性；（4）首次从定量角度研究洪旱灾害的链式效应，运用条件概率与降水结构概念，定量界定洪旱灾害链式效应发生的等待时间与降水强度阈值，为理解群发性洪旱灾害事件提供关键理论支撑与科学依据；（5）系统研究了气象水文变化对中国农业生产的影响，从区域上判别出洪水影响区，干旱影响区及人类活动的影响，为中国应对气候变化及农业生产管理提供决策支持；（6）将分形方法系统引入气象水文系统研究中，并从理论上解决了气象水文序列多种周期组分对分形特征的影响，利用数值分析与观测数据分析相结合的方法，找出适合气象水文序列分形分析中最佳去趋势方法，为分形理论与方法在气象水文领域中的应用提供关键理论支持。将项目研究中研发的理论与方法用于新疆干旱研究，研究成果“新疆抗旱减灾关键技术研究”获新疆水利科技一等奖；经过项目研究，共培养硕士研究生13名，博士生1名；发表学术论文81篇，其中SCI论文47篇。