中文摘要：

本项目在系统分析国内外已有研究成果的基础上，以复杂环境下泾河汛期难控制利用洪水为研究对象，采用数理统计相关分析、水资源优化配置和系统建模、有序度熵以及界壳分析等方法，从工程非工程防洪措施调控洪水量角度和河道引水沙限对汛期洪水弃水的影响角度，界定高含沙河流汛期难控制利用洪水量，通过评估流域洪水调控能力，求得汛期难调控洪水量，量化河道引水沙限和来水来沙组合特性对汛期洪水弃水的影响，提出分级最大值法来计算汛期难引用洪水量，项目预期将基于汛期难调控洪水量和难引用洪水量之间的从属关系，获得高含沙河流汛期难控制利用洪水量计算的新方法。同时，选取社会、经济、生态子系统序参量，建立子系统序参量的有序度计算式，分析汛期难控制利用洪水量与系统有序度之间的关系，构建模糊有序度熵模型，确定汛期难控制利用洪水的临界区间及其影响因素，揭示汛期难控制利用洪水的临界效应，为流域洪水资源化和洪水风险研究提供科学依据。

结论摘要：

项目在系统分析国内外已有研究成果的基础上，以复杂环境下高含沙河流—泾河的汛期难控制利用洪水为研究对象，采用系统周界观控、周期性-长程相关性-复杂性诊断技术、水资源系统建模、模糊有序度熵、风险分析等方法，分离了人类活动对径流的直接和间接影响，提出了二维径流还原新方法；结合工程非工程措施，提出了水量-水质相耦合的难控制利用洪水量评价新方法和考虑多变量的超临界洪水风险分析方法以及水资源系统有序度判别方法；同时，构建了新的土壤侵蚀风险测度，研究了难控制利用洪水和土壤侵蚀风险之间的关系。项目实现了预期目标，完成了预期内容，取得如下研究成果（1）提出的二维径流还原新方法优于水文统计相关法、BP神经网络法和分项还原法，适用于不同人类活动影响的情景；（2）难控制利用洪水量由难调控洪水量和难利用洪水量组成，前者主要取决于洪峰过程和工程的防洪调节能力，而后者与径流泥沙含量和水资源利用沙限关系密切。难控制利用洪水量影响因素复杂，是水量和水质的耦合体，体现水文、气象、社会、经济等因素的复杂关系；（3）张家山、杨家坪和雨落坪站天然和实测径流具有0.05置信水平下的2.2年显著周期，难控制利用洪水具有同水平下的2.3年显著周期，与其具有的长程相关性有一定的联系。难控制利用洪水较同期天然、实测径流更为复杂，复杂度具有人类活动影响指示特性、自相似特性、随机波动特性、反向变化特性与峰值异常特性，流域降水的变化对径流系统复杂度的变化有重要影响；（4）较之于美国通用土壤流失方程（USLE），提出的土壤侵蚀风险新测度Re可以更好地检测出土壤侵蚀风险的空间分布及其变化情况。降雨侵蚀力因子R对土壤侵蚀风险最为敏感，值域范围更大的因子对土壤侵蚀的影响更为显著。难控制利用洪水与土壤侵蚀风险等级存在着显著的正线性关系，洪水风险与水资源开发利用沙限和河道引水能力密切相关；（5）超临界洪水是指超出了防洪工程的防洪-兴利联合运用能力但仍没有发生洪水灾害的那部分洪水，具有洪水资源化和难控制利用洪水的内涵以及高灾害风险特性，是发生洪水灾害前的一种临界状态。巴家嘴水库及其下游堤防工程的有序度与其超临界洪水风险存在着显著的负指数关系，超临界洪水风险越大，有序度越低，反之亦然。本项目对高含沙河流的洪水资源化和水资源开发利用可提供重要的决策依据，对揭示洪水风险-灾害演变机理以及分析人类活动和气候变化对水资源的影响等具有重要的意义。