第1章 绪论

1.1 研究目的与意义

水是影响人类社会发展最重要的自然资源之一，也是一切生物生存的基本条件，影响着社会的发展和生态环境的改善。随着世界人口的快速增长和各国经济的迅速发展，水资源问题渐渐引起了人们的关注，成为21世纪全球关注的热点之一，是各国政府和社会组织密切关注的焦点。众所周知，我国是一个严重干旱缺水的国家，人均水资源占有量只有2300m³，仅占世界平均水平的1/4左右，是全球缺水较为严重的国家之一，且水资源时空分布极不均匀，东多西少，南多北少，雨季多旱季少。特别是近年来，城市人口剧增，生态环境恶化，工农业用水效率低下，浪费严重，水源污染等问题，使原本就匮乏的水资源变得更加紧张，现已成为制约国民经济可持续发展的瓶颈。由于上述诸多问题的存在，使人们越来越认识到所面临水资源问题的严峻性，同时也给水文学及水资源研究工作提出了挑战。一方面是水资源的匮乏以及其时空分布不均所带来的负面影响（如水源的紧缺、旱涝灾害等），另一方面由于对水资源统筹规划管理以及不合理的开发利用所造成的不必要浪费。要想解决上述问题，就需要我们必须做好对水文变化情况的分析与研究工作，不仅要求对当前的水文情势做出科学分析，还要积极开展水文情势的预测研究。只有掌握径流变化的特征和演变趋势，才能更好地防范旱涝灾害，对有限的水资源进行统筹规划、合理安排，使经济效益与社会效益最大化。

水资源主要包括地表水和地下水，地表水是水资源利用的主要部分，地表水是指河流、湖或淡水湿地。其中，与人类社会发展联系最为密切的是河川径流的水资源。河川径流是水循环的关键组成部分，它是对水资源进行合理优化调配和正确管理的理论基础。径流的大小及改变主要与气候条件、地形地貌、降水等自然因素和人类活动有关。由于影响径流变化的原因比较多，导致径流的变化充满不确定性，给人类对径流的开发利用带来了困难。因此，对河川径流变化特征及趋势预测的研究非常有必要。

鉴于此，科学合理的径流特性分析及准确预测能为流域水资源的合理调度与优化配置、水资源保护与规划、水资源有效管理等工作提供合理的水量时空分布依据，进而使有限水资源的利用效率不断得到提高，为流域的经济发展和生态环境保护提供可靠保障。随着社会经济的不断发展，各生产部门（如水库调度、水利工程建设、防汛、抗旱、航运等）对径流分析预测精度的要求越来越高。如何对径流进行高效合理的预测，是目前亟待解决的问题。在气象、气候、下垫面和人类活动等诸多不确定性因素的综合影响下，河川径流的时空变化呈现出弱相依、高度复杂非线性、非平稳的特性，无法用确切的函数对其进行描述，以目前的科技水平也很难做到准确的分析预测，特别是径流中长期分析预测更加困难，一直以来都是备受国内外关注的热点。当前，关于径流预测的研究尚处于探索发展阶段，针对某个流域建立的任何一个模型都没有普适性，其预测精度也不完全满足当地的实际需要，限于当前的科学技术水平，国内外关于中长期径流预测，尚无较为成熟有效的方法可以借鉴，对该方面的研究工作仍处于积极探索与不断发展当中。当前传统预报模型和新技术、新理论预报模型共同面临着一个难题——预报精度不能满足实际的需要，预测结果很难在实践中得到推广应用。因此，不断地引入新的理论和方法，同时将不同的方法有机结合起来，研究流域径流演变规律并对其做出准确预测对流域的水资源合理开发、水利工程建设、水土保持规划、水库调度等具有非常重要的理论意义和现实意义。