第1章 综述
1.1 研究背景和目的意义
水是自然环境的重要组成部分，也是人类赖以生存发展必不可少的基础自然资源。水资源为流域水循环中能够为人类社会和生态环境所利用的淡水资源，其补给来源主要为大气降水，赋存形式为地表水、地下水和土壤水，可通过水循环逐年得到更新［1-2］。随着社会经济的发展，人类活动越来越多地改变着自然地理环境，改变着陆地水文的循环状况和全球水量的时空分布，人类活动所带来的社会、经济和生态效应已经引起了人类社会的广泛关注，深入综合地开展相关的研究对国民经济建设和社会可持续发展有着重要的意义［3］。如何评价和分析人类活动对径流变化的贡献率，已成为水文水资源学科的研究前沿［4-5］。
水资源的开发利用要遵循可持续开发利用原则，运用“三水统观统管”的治水思想，坚持综合调节、时空治水、经济治水、生态治水的方略[67]，对水资源实行多维调控[8]，实现人与自然的和谐发展[911]，否则会引起水危机。构建人与自然和谐相处的社会，是人类文明发展的必然趋势，经济社会与水资源之间的协调关系是构建和谐社会的重要基础。水资源作为国家发展的三大战略资源之一，处理好水资源开发利用和社会经济发展以及生态环境保护之间的关系是坚持可持续发展道路的重要内容[12]。
我国多年平均年水资源总量为2.8万亿m3，占全球陆地可更新水资源总量的6.6%，居世界第六位，但人均水资源量仅为2200m3左右，为世界平均水平的1/3，在全世界153个国家和地区中排在第121位。我国水资源时空分布不均，年际和年内变化大，一旦出现连续丰水年或枯水年组时，常造成水旱灾害、工农业生产不稳定和水资源供需矛盾紧张的局面，也给我国江河治理和水资源开发利用带来极大的困难［2］。随着人类文明的进步与社会的发展，人类对水资源的需求日益增大，正以空前的速度和规模开发利用着极其有限的水资源。据统计，1949～2000年的50年内，我国人口增加了1.3倍，而用水量却增加了4倍多，我国社会经济建设取得举世瞩目成就的同时，也引发了干旱缺水突出、洪涝灾害严重、水环境恶化加剧和生态环境严重退化的一系列环境问题［2］。
洪水是极端的水文现象，具有灾害、资源双重特性［13］和超出一般意义上的水资源的特殊性［14］。洪水是一种复杂的自然现象，其发生与发展取决于气象因素和地理因素［15-16］。洪水复杂性体现在其流程和水位不仅受到河道、洪泛区地形和水力因素的共同影响［17］，而且也受到人类活动［18］和全球变暖［19］的影响，因而人们对洪水的认识仍很有限［17］。洪水与干旱一样，都是我国西北干旱半干旱地区的基本环境特征［20-21］。汛期难控制利用洪水是洪涝灾害发生的重要原因［22-23］，全世界灾害损失的40%是由洪水造成的［16］，我国因洪水所造成的财产损失居各类灾害之首［24］。我国大中城市约90%濒临江河海洋，都受到一定程度洪水的威胁，可能造成巨大的经济损失［25］。洪涝灾害治理已成为2011年中央一号文件《中共中央 国务院关于加快水利改革发展的决定》中的重要目标任务之一。
泾河地处黄土高原中部，具有高含沙水流形成的自然地理条件［26］，是典型的高含沙河流［27］。泾河流域地处我国西北干旱半干旱区，是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。但流域水资源时空分布极不均匀，水资源矛盾十分突出，严重的水土流失又导致水沙关系恶化，造成防洪形势严峻，洪涝灾害严重，制约了流域社会经济的可持续发展。水资源问题已成为当地社会经济发展的主要限制因素［28］。洪水资源的开发利用对解决水资源短缺、提高水资源利用效率、控制和减少洪涝灾害等具有重要的作用［29］。高含沙河流汛期洪水资源的开发利用由于受到多种因素的共同影响，难以全部资源化，对于难以调控利用的那部分洪水弃水，就成为洪水风险和灾害的根源之一。目前，对高含沙河流汛期难控制利用洪水量的内涵、评价方法及其性质等基本问题的认识仍很有限，这对洪水资源的开发利用和洪水灾害机理的掌握极为不利。因此，开展复杂环境下人类活动影响分析以及高含沙河流洪水资源化的核心问题——汛期难控制利用洪水量的评价、性质及其风险研究，可为流域洪水资源化和洪水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也具有十分重要的意义。