三峡库区的特殊地理位置决定了它是国家生态环境保护的敏感区域,三峡库区生态环境建设是关系到长江流域水质安全的关键所在,明确三峡库区水资源安全的时空分异及演变趋势是保证库区生态安全的重要前提。随着三峡工程建设的进行,三峡库区水资源和生态环境保护中存在的问题日益突出。社会经济的发展导致生活污水、工业污水排量增加,农业面源污染的范围和程度日益加剧。因此,必须针对三峡库区的特点,建立科学的水资源安全利用评价指标体系及评价模型,找出水资源安全利用问题较为严重的区域,明确影响水资源安全利用的胁迫因子和主要瓶颈,对促进三峡库区水资源保护、实现水资源和社会经济可持续发展具有重要的理论意义和实践意义。为更为客观的对水资源安全利用进行综合评价,本文结合机器学习算法的自主学习优势,基于R语言选取BP神经网络构建了三峡库区重庆段的水资源安全利用评价模型,构建RF(随机森林)模型进行对比,并结合前人相关研究成果进行了对比验证,证实了评价方法的可行性。同时通过GIS技术进行可视化展示,分析了三峡库区重庆段水资源安全利用的空间变化和未来发展趋势,明确了其限制因子,具体结论如下:(1)基于水资源安全的内涵及理论框架,参考国内外水资源安全利用评价指标体系,从水资源经济安全、社会安全、生态安全和供需安全等出发四个角度,选取21个指标因子,构建了一套相对完整、独立的三峡库区重庆段水资源安全利用评价指标体系,并根据评价标准,确定了各指标评价等级的阈值范围。(2)运用3层BP神经网络模型对研究区2014年的水资源安全利用进行了评价,选取RF模型及相关研究成果进行了可行性验证,得出沙坪坝区、江北区等7个区县为基本安全。通过对子系统的评价得出了各区县水资源安全的短板,如巫溪县的经济安全、主城区的社会安全等是制约该区域水资源安全利用的主要因素,应加强该方面的管制与调控。(3)构建BP神经网络模型对研究区2000-2014年的水资源安全进行了评价,并运用ARIMA模型对各指标进行了预测。研究结果表明,过去的15年间,研究区水资源生态安全方面是限制水资源安全利用向更安全转变的主要逆向力,供需方面次之。2015-2020年的水资源安全评价结果表明,研究区水资源供需安全是限制水资源总体转好的主要因素,生态安全次之,应着重加强这两方面的管制与调控。(4)通过结合RF模型的importance函数,进行了三峡库区重庆段水资源安全利用空间分异评价,得出三峡库区重庆段水资源安全利用评价指标重要性图,找出了区域间的水资源调控重点,即降低万元产值耗水量和提高生态用水比例,明确了未来的水资源利用安全主要调控重点,即水资源利用生态安全子系统和水资源利用供需安全子系统。