1.3 主要研究内容及技术路线

1.3.1 主要研究内容

本书研究气候变化的概念、现象及其对水文水资源系统影响的主要机理，提出气候变化影响的评估方法与模型框架。同时，定义气候变化情景，研究误差订正与空间分解方法（BCSD）降尺度的原理与方法，构建新安江月水量平衡模型，利用遗传算法对模型参数进行估计，并对水文气象要素变化特征进行识别分析。建立气候变化条件下水资源系统模拟和适应性调度模型，并利用扩展线性二次高斯（ELQG）算法对模型进行求解。以钱塘江流域为实例，全面评估气候变化条件对于流域水文水资源的影响，并对水资源适应性调度展开研究，对未来钱塘江流域水资源保护与管理提供对策与建议。本书主要内容如下。

1.气候变化对流域水文影响评估与水资源适应性调度基本理论研究

研究气候系统的概念、组成和基本特征，分析气候变化的概念、现象和主要影响因素，研究气候变化对水循环系统的影响机理，探讨气候变化对流域水资源系统的综合影响。同时，分析气候变化对于水资源调度的影响与挑战，提出水资源适应性管理的概念与主要内容。在此基础上，研究气候变化对流域水文影响评估与水资源适应性调度的方法与模型框架。

2.气候变化条件下流域水文响应模拟与分析

定义气候变化情景，介绍全球气候模式。研究基于BCSD方法的统计降尺度技术，阐述BCSD降尺度的原理与步骤，分析该方法的局限性和适应性。构建新安江月水量平衡模型，用遗传算法估计模型参数，对流域径流响应进行模拟，最后研究水文气象要素时空演变特征分析方法。

3.气候变化条件下流域水资源适应性调度研究

研究提出气候变化条件下流域水资源适应性管理的研究方法与框架。首先，对水资源系统进行概化，构建水资源系统模拟模型。然后，明确目标函数、系统动力方程以及约束条件的数学表达，构建水资源适应性调度模型。在此基础上，研究扩展线性二次高斯（ELQG）算法的基本原理及其在水资源适应性调度模型求解中的应用，并分析该方法的优越性和局限性。

4.气候变化对钱塘江流域水文及水资源影响评估

深入调查钱塘江流域基本情况，通过BCSD降尺度技术将CMIP5中GCM主要输出变量降解到流域水文模型尺度。同时，构建新安江月水量平衡模型，并对模型进行率定和验证，模拟钱塘江流域未来气候变化情景下径流的时空分布情况。在此基础上，对钱塘江流域历史及未来气候变化条件下水文气象要素的时空分布和变化特征进行研究，并且对未来气候变化的不确定性进行分析。最后全面评估气候变化对于钱塘江流域水文水资源系统的综合影响。

5.气候变化条件下钱塘江流域水资源适应性调度研究

对钱塘江流域水资源系统进行概化，构建钱塘江流域水资源系统模拟模型。分析气候变化条件下流域水资源调度任务，分别确定目标函数和约束条件，建立钱塘江流域水资源适应性调度模型，并利用ELQG优化算法对模型进行求解，将模型优化结果与常规调度结果进行对比分析，对未来气候变化条件下钱塘江流域水资源的保护与管理提供对策建议。

1.3.2 研究技术路线

本书首先阐述气候变化对流域水文影响评估与水资源适应性调度基本理论，然后利用BCSD方法对GCM气象要素进行降尺度分析，驱动新安江月水量平衡模型，模拟流域未来气候变化情景下的径流响应，并对其时空分布和变化特征进行识别分析。在此基础上，模拟气候变化条件下流域水资源的运动规律，构建水资源适应性调度模型，并用ELQG法进行求解。最后以钱塘江流域为实例开展研究，评估气候变化对流域水文和水资源系统的影响，并提出流域水资源适应性管理对策，研究技术路线如图1.1所示。

图1.1 本书研究技术路线图