水生态覆涵水资源、水环境及其社会经济领域，由于气候变化与人类活动加剧，水资源短缺、水环境污染对社会经济发展构成巨大威胁，水生态脆弱性及风险量化研究显得非常重要。区域可持续发展战略正在发生从水生态应急管理向风险控制的重大转变，重视降低人类社会对水生态系统风险的脆弱性,建立安全高质量生态环境。为此，该项目历时十多年，在国家重点研发计划项目，国家基金、陕西省重点实验室计划项目等多个项目依托下，围绕陕西省及周边地区典型关键区域水生态的演化、机制及风险评价进行系统深入的研究，取得了如下重大科学发现：

采用多学科融合，以社会经济-资源-生态环境及水资源的良性循环理论为基础，以区域自然地貌、水文、气候特征为背景，通过长期相关区域观测与遥感数据，进行了区域水生态质量演化、作用机制与风险评价预测集成研究，从水资源、水环境及社会经济领域分析水生态演变特征，识别区域水资源稀缺及供需矛盾性质，构建量化的区域水资源承载力与水环境健康风险评价指标体系及模型，进行水资源对气候变化的敏感性响应和风险模拟预测、风险等级区划与驱动机制研究。

通过对陕北黄土高原、秦岭南以及渭河流域关键区及其相关地区的自然环境、人类社会活动与经济环境长期系统调查，明确了区域水资源、水环境容量时空差异性特征，水资源变化强度、频率、脆弱性及承载力空间耦合演变规律。基于水量平衡与陆气间的水热交换过程结合，建立了地表水文过程耦合与水资源承载力风险定量评估模型，测算了水资源系统、气候候系统、社会经济系统之间的响应关系，揭示了区域水资源对气候变化及人类活动的敏感性及生态效应机理。

提出了信息扩散理论的概率密度分布函数风险评价方法，基于多学科结合，多源要素融合，风险识别，构建了量化的多层次系统的水生态脆弱性、环境强迫和人类应对的压力-状态-响应区域水生态风险综合评价指标体系、等级标准及评估模型，实现了陕西省不同区域水生态风险定量化评估，从全新角度建立了综合的水环境暴露、敏感性风险清单，为提升水生态安全功能提供了理论基础。

考虑微观随机扰动与水动力过程结合，构建了非线性水环境健康风险评价模型，能很好模拟区域河流水生态风险的演变，实现了区域水生态环境不确定性、间歇性超标风险率与超标时间距离风险关系模拟、测算及评估，基于地理探测器进行了河流及城市污染物扩散、迁移和最大容许浓度的风险源解析、风险等级划分，为河流水环境风险应急管理、决策提供了科学依据

揭示了区域水生态风险的暴露、脆弱性和弹性的时空特征，解释了水、气、土、人、社会经济活动相互作用下的水生态效应敏感性耦合风险机制，甄别出自然因素和人类活动对水生态风险的贡献度。阐明了区域自然环境本底脆弱性，社会经济系统发展不稳定性对区域水生态风险的驱动机理，结合大气环流模式，进行了气候变化条件下未来水资源承载力和风险预测。

这些研究成果丰富和拓展了地球学科的研究理论与方法，有利于开展和完善干旱与半干旱区的水资源生态环境管理理论，更重要的是应用这些理论、方法、规律和结果指导当地以及周边地区的水资源开发及环境建设，为加强政府部门风险管理决策提供了科学依据。对提高人类对水生态风险的暴露、脆弱性和弹性的深刻理解能力有重要作用，对促进区域社会、经济、环境三者之间和谐及高质量发展有重要指导意义和社会价值。为水资源风险管理提供理论支撑，同时为区域环境治理规划提供了理论体系及新思路。

    通过以上研究，国家重点研发项目已提交结题科技报告，国家基金项目已结题，2 项陕西省重点实验室项目已结题验收，在国内外 SCI、EI、CSCD 及核心等高水平期刊发表论文50 篇，出版著作 1 部（科学出版社），培养研究生10人，获批国家专利3项，2022年获陕西省高等学校科学技术研究优秀成果二等奖，发表成果得到了国内外同行广泛关注和评价，被国内外学者频繁引用在高水平期刊上，有重要的社会影响和理论价值。