前言

流域水循环是水资源形成、演化的客观基础，也是水环境与生态系统演化的主导驱动因子。随着人口的不断增长和经济社会的高速发展，人类社会对流域水循环系统的影响不断增强：温室气体及气溶胶的排放改变了水循环的动力条件、下垫面的变化改变了水循环要素的参数特性、人工取用耗排水改变了水循环的结构，再加上土地利用的变化、大规模水利工程的建设以及工业与城市的飞速发展，流域水循环已经从原来的“自然”模式占主导逐渐转变为“自然-社会”（或“自然-人工”）二元耦合模式。在高强度人类活动的缺水地区，地表径流、地下径流和河川径流等自然水循环通量的日益减少，而取水量、用水量、耗水量及排污量等社会水循环通量的不断增大已影响了流域水循环系统原有的生态和环境服务功能，引发了一系列的资源、环境与生态问题。如何定量区分气候变化、取用水和下垫面改变等人类活动因素及自然因素在水循环演变中的贡献，为水资源综合管理和气候变化应对提供实践指导，已成为现代水文水资源学研究的关键科学问题之一。

变化环境下流域水资源演变的归因方法不仅可以丰富“自然-人工”二元水循环理论体系，定量描述和区分气候变化和人类活动对流域水资源演变的影响，具有重要的理论创新价值，而且通过将该归因方法应用于典型流域，结合变化环境下流域水资源预估结果，能够为流域水资源综合管理和经济社会可持续发展提供重要的战略支撑和决策支持，具有重要的实践应用意义。

近年来，国内外学者围绕水资源演变的归因分析开展了大量的研究，总结来看，国内尚无统一和成熟的方法，目前的分项调查法和水文模型法主要以统计、还原和修正等作为基本手段，已经不能满足现代二元驱动力作用下流域水资源演变中的人类活动效应研究；国际上虽有成熟的归因方法，但目前的相关研究主要集中于气候变化方面，水资源演变的归因研究则基本属于空白，只有Barnett等人在美国西部流域做了一些探索工作，但只是针对与温度变化有关的变量如积雪水当量、径流量达到全年径流总量一半的时间等，并没有涉及径流量、水资源量变化的归因工作；并且该研究只考虑气候变化一个因素的影响，而没有考虑下垫面变化、人工取用水等人类活动因素的影响，无法定量区分出人类活动和气候变化对水资源演变的贡献。

在国家重点基础研究发展计划（973）项目“海河流域水循环演变机理与水资源高效利用”第四课题“海河流域水循环及其伴生过程的综合模拟与预测”（2006CB403404）、国家自然科学基金“基于指纹的流域水循环演变的检测与归因研究”（51109223）的资助下，我们开展了流域水循环演变及其归因分析的研究探索，本书是对已取得的阶段研究成果的总结。需要说明的是，该书部分研究成果已通过科技论文的形式进行了一定程度的传播，为将变化环境下流域水资源演变及其归因研究成果进行全面、系统和集中展示，特将相关内容汇集成本书，实现研究成果的共享，也期望能够得到来自各方的指正与交流。

本书共分7章。第1章由丁相毅撰写；第2章由丁相毅、贾仰文撰写；第3章由丁相毅、牛存稳撰写；第4章由刘家宏、仇亚琴撰写；第5章由丁相毅撰写；第6章由丁相毅、仇亚琴、贾仰文撰写；第7章由贾仰文、丁相毅撰写。全书由丁相毅统稿。

本书在编写过程中得到了中国工程院王浩院士、中国水利水电科学研究院水资源研究所各位领导的大力支持。中国水利水电科学研究院水资源研究所城市水文与水务工程研究室杨志勇、邵薇薇、翁白莎、于赢东、晏点逸等专家，以及水资源所郝春沣博士、刘佳嘉博士、杜军凯博士、中国海洋大学彭辉博士等对书稿提出了宝贵的意见，中国水利水电出版社编辑为本书的校对和出版付出了辛苦劳动，在此一并感谢。

由于作者水平有限，书中难免存在不足之处，敬请广大读者不吝批评赐教。

作者

2017年10月于北京