前言

水资源短缺已经成为制约经济社会发展和影响社会稳定的重要因素之一，这种现象在西北和华北地区尤为突出。南水北调工程是缓解我国北方水资源严重短缺、优化水资源配置、改善生态环境的战略举措，对于保障和促进我国北方地区的经济发展、环境改善和社会稳定都具有十分重要的战略意义。南水北调中线工程从汉江调水，主要任务是向京津华北平原城市生活、工业供水。南水北调东线工程从长江下游调水，主要供水目标是解决调水线路沿线江苏、安徽和胶东地区的城市及工业用水，改善淮北地区的农业供水条件，并在北方需要时提供生态和农业用水。南水北调工程对于保障沿线城市供水具有重要作用。然而，如何科学、合理、高效地保障调水工程的安全运行与管理，减少调水过程中各种潜在的风险损失，最大限度地发挥调水工程的经济、社会、环境等综合效益是当前亟待解决的问题。目前，水文风险管理研究在洪水风险管理领域取得了一定的进展，但是还没有形成一个较为完善的水文风险管理理论体系，对暴雨洪水、供水、需水、缺水等综合水文风险的认识还有待进一步深入。可见，开展调水工程运行的水文风险管理研究是十分必要的。基于此，在“十一五”国家科技支撑计划重大项目——南水北调工程运行风险管理关键技术研究的基础上，作者开展了调水工程水文风险管理的研究工作。

由于自然地理条件与水文系统的不确定性、调水工程系统的复杂性，以及工程涉及区域社会、经济、人文等多种因素的影响，水文风险不仅仅是自然过程作用的结果，而且与人类社会息息相关。因此，在掌握水文自然转化过程的基础上，考虑人类活动的影响，对调水工程的水文风险进行综合评价才能符合管理实践的需求。调水工程运行水文风险管理研究的目的是在对水资源的自然变化、人类的需求过程科学认识的基础上，分析识别水文过程与人类活动干扰过程中潜在的水文风险因子，评价这些风险因子对南水北调供水、需水、暴雨洪水、丰枯遭遇风险的影响，进而找出主要的风险因子和水文风险较高的区域，并制定相应的水文风险管理预案，实现调水工程效益的最大化和风险的最小化，保障工程沿线城市用水安全。

本书共分8章，第1章介绍了我国水文风险研究的现状，提出了研究调水工程运行水文风险管理的必要性，并基于国内外水文风险研究的进展，总结了水文风险管理研究存在的问题，提出了本文的研究框架和技术路线。第2章阐述了水文风险识别的目的、意义、原则和基本思路，并详细介绍了几种常用的水文风险因子识别方法。第3章概述了水文风险分析与评价的基本内容，介绍了水文风险分析和评价的基本程序、变量筛选、指标体系和常用方法。第4章是在水文风险识别理论与方法的基础上，以南水北调工程为例，分析识别了南水北调东、中线工程供水、需水、供需协调和输水沿线暴雨洪水的风险因子，并对主要风险因子的作用机理进行了剖析。第5章以南水北调中线水源区——丹江口水库以上区域为例，采用SWAT模型模拟分析了不同气候、土地利用状况下丹江口水库的入流过程，综合分析了降水、气温、下垫面变化、上游人工取水及调水工程对丹江口水库可调水量的影响，以此为基础，运用贝叶斯网络分析了丹江口水库供水水文风险发生的概率，最后对丹江口水库的供水水文风险进行了评价。第6章分析了南水北调东、中线沿线受水城市的规划需水情况，预测了东、中线受水文影响较大的农业和生态需水量，在此基础上对其需水风险进行风险分析和评价。第7章主要分析了南水北调东、中线水源区与各受水区近500年的历史旱涝情况及最近45年的径流丰枯遭遇情况。第8章简述了中线输水沿线的暴雨洪水特点和频率，分析了“75.8”等特大洪水情景下典型河流交叉建筑物的损毁风险概率，评价了主要输水段的暴雨洪水风险大小，最后针对暴雨洪水风险问题提出风险应急调控方案。

水文风险管理包括了风险因子识别、风险分析、风险评价、风险预警、风险反馈等一系列过程，而不仅仅是制定风险管理的措施。概括起来，本书研究主要在以下几个方面取得了新的进展：①提出了一套完整的水文风险管理理论和方法，从水文风险识别、水文风险因子作用机理、水文风险分析与评价、水文风险调度预案制定几个方面提出了完整的水文风险管理体系，在南水北调运行的水文风险管理实践上迈出了第一步；②基于水文模型分析了气候变化、下垫面变化等风险因子对调水工程运行水文风险的影响；③应用贝叶斯网络分析方法和模糊综合评价方法分析了调水工程的风险概率与风险等级；④针对中线工程建成后的运行管理问题，分别制定了干旱、暴雨洪水及丰水年相应的风险调度预案，为管理和决策部门提供了参考。

目前，水文风险管理研究仍处于探索研究阶段，本书研究仅是抛砖引玉，水文风险管理的内容还需要不断充实完善。由于作者水平所限，书中难免存在不当之处，恳请读者批评指正。

作者

2013年11月