面向决策的多变量 Copula 框架用于评估跨流域系统的干湿遭遇与水文补偿潜力：以中国江苏为例

《Scientific Reports》：A decision-oriented multivariate copula framework for assessing wet–dry encounters and hydrological compensation potential in interbasin systems: a case study of Jiangsu, China

　　

摘要

在跨流域水资源系统下，长江流域与淮河流域的相互作用在区域水安全中起着关键作用。然而，现有研究主要依赖于双变量或单流域分析，很少从水源 - 受水区视角探讨多变量依赖结构如何影响水文补偿潜力。本研究提出了一种决策导向的多变量框架，通过明确联系上游径流和区域降水，来量化干湿遭遇模式及其估计概率。使用 1968 年至 2024 年长江（大通站）、淮河（伍家渡站）及江苏省三个子区域的降水和径流数据，构建了一个三维 C-vine copula 模型。结果显示不同区域的依赖结构存在显著差异，大通 - 苏南系统以上尾依赖为特征，而伍家渡 - 淮北和大通 - 伍家渡组合中观察到更对称的依赖模式。基于去趋势的敏感性分析表明，苏南降水显著的上升趋势并未实质性地改变主要的大通 - 苏南依赖模式。在受水区干旱的条件下，至少有一个上游水源保持湿润或正常的联合概率分别为：淮北为 0.23，苏南为 0.22，对应的条件水文补偿潜力分别为 62.2% 和 62.9%。这些数值应被解释为理论水文水源可用性指标，而非直接的实际操作调水可行性。本研究提供了一种可迁移的概率方法，用于评估多水源水资源系统中的干湿遭遇风险及其估计概率。