水资源的有限性和不可替代性决定了其与经济社会和生态环境之间必然存在着紧密的联系和协调关系。从全球各个国家的发展趋势来看,经济社会发展空间越来越集中化,生态环境空间差异愈发明显,特别是随着经济社会发展速度的加快和人类对生态环境质量要求的提高,水资源的空间制约作用愈发明显,水资源开发利用格局陷入困局。水资源空间不均衡问题已然成为全球各个国家可持续发展的“瓶颈”,甚至于成为国家间用水利益冲突的爆发点。然而,从已有研究进展来看,围绕“水资源空间均衡”的研究才刚刚起步,无论是在理论研究还是方法研究上都较为薄弱,导致水资源空间均衡的实际应用成果较少,从而使得水资源空间均衡管控缺乏依据,无法科学合理地指导水资源空间均衡发展。因此,迫切需要开展水资源空间均衡的理论、方法与应用研究。本文通过总结前人研究成果,结合团队前期研究基础,在理论方面,提出水资源空间均衡的概念,揭示水资源空间均衡的原理,提出并构建水资源空间均衡理论体系框架;在方法方面,对比分析已有相关空间均衡分析方法,提出水资源空间均衡量化方法;在应用方面,将提出的水资源空间均衡理论和量化方法在“一带一路”及其典型代表流域塔里木河流域开展实例应用,为区域水资源空间均衡管理提供理论、方法和技术支持。主要研究内容和结论如下:(1)水资源空间均衡原理与框架体系。在对空间均衡相关概念解读的基础上,提出了水资源空间均衡的概念,揭示了水资源空间均衡原理;以“研究对象-理论基础-研究方法-具体应用”为主线构建了水资源空间均衡理论体系框架。结果表明,水资源空间均衡是指在空间上水资源开发、利用与保护的一种相对稳定的平衡状态;水资源空间均衡理论体系的研究对象为水资源-经济社会-生态环境耦合系统,理论基础为系统论、水循环原理等,研究方法包括空间均衡度计算方法、空间均衡调控方法等,应用实践可从定性和定量两方面开展;水资源空间均衡理论应遵循一定的应用规则。(2)水资源空间均衡量化方法研究。通过对比已有空间均衡相关分析方法,梳理可供借鉴的观点,提出空间均衡度计算方法;针对水资源空间均衡量化问题,从判别准则出发构建指标体系并量化;最后为解决水资源空间不均衡问题,提出了水资源空间均衡调控方法。结果表明,所提空间均衡五要素、空间均衡系数和空间均衡度计算方法、空间均衡系数(度)等值线及重心绘制方法能够定量刻画空间均衡问题;构建的水资源空间均衡判别准则指标体系能够综合表征水资源空间均衡状况;所提水资源空间均衡调控方法可用于优化水资源空间不均衡问题。(3)“一带一路”研究区范围及特征分析。在“一带一路”主体路线绘制的基础上,提出了“一带一路”两层面和多尺度研究思路,并进行了分区。基于“一带一路”主体国家区层面,概述了自然地理及经济社会状况,并从水文气象、水利工程、生态环境方面开展了“一带一路”单要素特征指标分析。结果表明:“一带一路”主体路线分为海上和陆上主体路线,总长度68998.02km,途径50个国家;“一带一路”研究思路分为主体水资源区和主体国家区研究,研究尺度分为大、中、小三个尺度,对应分区个数分别为11、50、1110(1391);沿线50个国家自然地理丰富多样、经济社会差异显著;水文气象、水利工程、生态环境各具特色。(4)“一带一路”水资源空间均衡计算方法应用研究。以“一带一路”主体国家区为对象,从水文气象和经济社会用水两个方面选取代表性指标开展所提水资源空间均衡计算方法的大尺度应用研究,并基于综合结果分析提出空间均衡调控策略。结果表明:“一带一路”主体国家区降水、温度、蒸散发、径流空间均衡度分别为:0.66(较均衡)、0.57(接近不均衡)、0.61(较均衡)、0.50(接近不均衡);工业用水、生活用水、农业用水空间均衡度分别为:0.22(较不均衡)、0.37(较不均衡)和0.16(基本不均衡),整体空间均衡程度不高,为此针对性的提出了8条“一带一路”水资源空间均衡调控建议。(5)塔里木河流域水资源空间均衡和谐调控应用研究。以“一带一路”典型代表流域“塔里木河流域”为例,开展所提水资源空间均衡调控方法的小尺度应用研究。基于塔里木河流域概况,计算2004-2017年塔里木河流域水资源空间均衡度并分析了其时空变化特征;在此基础上,采用所提水资源空间均衡和谐调控方法对2017年塔里木河流域进行调控,辨识了关键因子,进行了方案优选,并提出了保障建议及对策。结果表明:塔里木河流域多年平均水资源空间均衡度为0.62;2017年塔里木河水资源空间均衡度为0.60,水资源空间均衡和谐度为0.62,调控后,空间均衡度上升至0.71、和谐度上升至0.70。