本文选取中国人口和经济最集中的京津冀地区作为研究区域。近几十年来,受快速工业化、城镇化、人口膨胀、经济发展等影响,京津冀水资源极度短缺且过度开发,成为全球水循环扰动最剧烈的地区之一,区域可持续发展受到严峻挑战。另一方面,京津冀水资源格局还将发生重大变化,区域协同发展战略实施、南水北调等跨流域调水工程陆续建成通水、气候变化是最主要的影响因素。为此,开展变化环境下的京津冀县域水资源安全诊断具有极为重要的现实意义。本文主要研究内容包括:(1)建立了基于最严格水资源管理“三条红线”的水资源趋势特征识别体系,包含目标层、准则层、指标层三层结构和25个细分指标,在省域尺度上,开展了近年来京津冀用水总量、用水效率、水功能等的趋势分析,采用主成分分析方法识别了水资源的综合趋势特征。(2)广泛收集了京津冀13个市域的社会经济数据,在了解社会经济发展现状基础上,通过深入解读“十三五”和区域协同发展相关规划,在县域尺度上,预测了一体化下的人口和GDP,为开展需水预测和安全诊断研究做铺垫。(3)采用用水定额方法,通过构建考虑生产、生活、生态等用水部门的需水预测模型,首先在市域尺度上,开展了京津冀一体化下的需水预测,接着基于遥感及各类统计数据,对市域结果进行降尺度估计,预测了不同用水水平下的县域需水空间分布。(4)通过收集和处理由VIC水文模型模拟的长系列陆地水文数据集,得到县域自然水资源量,通过收集和处理跨流域调水工程规划数据,得到县域人工水资源量,进而预测了现状和未来、多年平均和不同水平年、以及有无调水工程增补等的县域水资源量空间分布。(5)采用人均水资源量、万元GDP水资源量、水资源短缺指数、径流对降水的弹性系数作为评价指标,在县域尺度上,开展了不同水平年、有无调水工程增补、区域协同发展、气候变化等情景下的水资源安全诊断,基于地理信息系统平台,绘制了水资源安全的空间分布。本文提出的研究方法将为同类研究提供重要参考,取得的研究成果将揭示京津冀水资源对社会经济发展承载力的分布特征,为水资源科学管理和优化配置,指导人口转移和产业结构调整,促进区域可持续发展等提供科技支撑。