前言
汛期难控制利用洪水量的评价和人类活动水文效应的分析研究，是水文水资源学科十分重要的课题之一，是洪水资源化和洪水灾害风险研究的重要支撑。流域水资源的形成与演变受到天然水文过程和人类活动的共同影响，水资源系统是天然系统和人工系统的耦合体。当流域受到强烈的人类活动影响时，径流的形成与演变将变得更加复杂，导致水资源的开发利用出现许多难题，特别是高含沙河流，水沙关系的复杂性还使得水资源的开发利用面临着新的问题。
泾河地处黄土高原中部，是渭河的一级支流、黄河的二级支流。泾河流域作为我国重要的能源化工基地之一，具有重要的区位优势和战略地位。但流域水土流失严重，生态环境问题和水资源矛盾突出，防洪形势严峻，洪涝灾害严重，极大地制约了流域社会经济的可持续发展。作为高含沙河流，泾河汛期洪水资源的开发利用受到许多因素的制约而难以全部资源化，一部分以汛期难控制利用洪水量的形式出现，从而会加重下游的洪水灾害风险。同时，流域地表水资源可利用量和汛期难控制利用洪水量评价难以应用传统方法进行。因此，开展复杂环境下人类活动影响分析以及高含沙河流汛期难控制利用洪水量的评价和风险研究，可为流域洪水资源化和洪水灾害风险管理提供科学依据，对解决流域水资源短缺矛盾、提高水资源利用效率、促进社会经济的可持续发展具有十分重要的意义。
多年来，笔者一直从事水文模拟、水资源系统工程、水资源可持续开发利用、土壤侵蚀与水土保持、洪旱灾害风险等方面的科研工作，承担了国家自然科学基金“复杂环境下泾河流域汛期难控制利用洪水临界效应研究（51109103）”、“典型淤地坝淤积过程辨识及其主要影响因素研究（41001154）”、高等学校博士学科点专项科研基金资助项目“环境变迁下洪水演变规律和洪水弃水多维耦合评价研究（20090211120021）”和兰州大学中央高校基本科研业务费专项资金项目“复杂环境下汛期洪水弃水风险分析（lzujbky-2010-103）”等，在人类活动影响分析、汛期难控制利用洪水量和地表水资源可利用量评价、淤地坝淤积机理、土壤侵蚀风险等方面取得了一定的研究进展和成果。比如提出系统周界观控模型并应用于人类活动对径流的影响、土壤侵蚀风险、水资源系统优化配置等领域；基于系统周界观控模型分离人类活动对径流的影响，提出径流还原新方法——实测径流一致性检测还原法，克服了传统还原方法的不足；基于水量和水质角度界定汛期难控制利用洪水量内涵，在此基础上结合水库优化调度模型和分级最大值法建立其评价方法等。本书正是在上述科研项目的资助下，对取得的科研成果的一个系统性总结。
全书共分8章。第1章介绍研究背景、目的意义和国内外相关研究进展。第2章对研究区进行了介绍。第3章对流域主要水文要素（降水、蒸发、气温、径流）的空间分布、时间演变等进行分析。第4章基于系统周界观控模型，分析人类活动对径流的影响，并提出实测径流一致性检测还原法。第5章对汛期难控制利用洪水量内涵进行分析，基于水量和水质角度把其划分为汛期难调控洪水量和汛期难利用洪水量，并应用水库防洪优化调度模型和分级最大值法进行求解，评价了有水库工程措施和无水库工程措施两种情况的汛期难控制利用洪水量。第6章是汛期难控制利用洪水量评价方法在地表水资源可利用量中的应用研究，以泾河下游的泾惠渠灌区为例进行分析。第7章应用复杂性测度——近似熵、功率谱周期分析方法和非趋势波动分析方法（Detrended Fluctuation Analysis，DFA）对汛期难控制利用洪水和实测天然径流的复杂性、周期性和长程相关性进行分析。第8章利用信息熵和美国通用土壤流失方程USLE的5个因子，提出检测流域土壤侵蚀风险的土壤侵蚀风险测度Re，建立汛期难控制利用洪水量与土壤侵蚀风险测度Re的关系，分析汛期难控制利用洪水的风险性质。
在资料的收集中，得到中国气象局、国家土地资源数据库、国家科学数据共享服务网、黄土高原水土保持数据库、北京师范大学生态学研究所景观生态与可持续性科学研究中心、泾惠渠管理局等的支持与帮助，在此一并表示感谢！在研究的过程中，也引用了一些学者和科研工作者的科研成果，在此谨向他们表示衷心的感谢！
作者
2013年12月于兰州大学