以研究流域生态需水的理论和方法为目的,科学界定生态需水的概念和类型,探讨生态需水评价指标体系和阈值理论,揭示生态需水的尺度效应与耦合效应。寻球不同流域、不同类型生态系统生态需水规律,发展整体分析方法。以南水北调工程为契机,在充分考虑流域供水能力的基础上,合理配置生态需水量,为国家提供综合性、权威性和即时性决策依据。
项目系统阐明了流域生态需水概念、内涵及特征,提出了流域生态需水安全阈值理论。针对不同类型生态需水特点,提出了流域旱地、湿地(河流、湖沼)、城市及河口生态需水计算方法,发展了基于生态水文过程的整体分析方法,提出了流域生态需水分区、分类方法以及分区生态需水计算标准。首次确定了流域生态需水微观机理参数,探讨了湿地植被生物生态特征、群落类型、生物多样性、植被耗水规律、空间分布格局对水分梯度的响应机理及其决定因素,并建立了一套典型湿地植被的适宜生态水深方法。以海河和黄河流域为例,分析了流域生态需水时空间变化规律及人为影响下的生态需水特征。在全面分析水资源系统的基础上,提出了生态用水配制的概念、内涵和原则,建立了生态用水系统与社会经济系统的耦合关系。利用协同学理论,在生态目标和协调发展目标之间进行目标协调,将多目标问题转化为单目标问题,从而通过系统协调和目标协调解决水资源合理配置中的生态用水问题.利用多Agent理论,从传统的"自顶向下"的方法转变为"自底向上"的方法,建立了高效和可靠的生态用水配置模型。在上述模型和生态需水计算方法的基础上,建立了用于解决跨界水资源冲突的协调模型和生态需水预警信息