水文概率（頻率）分布估計(jì)理論和方法是工程水文計(jì)算的核心科學(xué)問(wèn)題。傳統(tǒng)水文概率分析方法的一個(gè)基本假定和前提條件是水文序列必須滿足一致性，即水文序列在過(guò)去、現(xiàn)在以及未來(lái)都滿足獨(dú)立同分布的要求。然而，美國(guó)著名水文學(xué)者M(jìn)illy 2008年在Science雜志上刊文提出了“一致性已經(jīng)消亡（stationary is dead）”的論斷，即在氣候變化和人類活動(dòng)的影響下，水文序列已經(jīng)不再滿足一致性，基于一致性假設(shè)的水文概率分布估計(jì)理論和方法已經(jīng)無(wú)法幫助人們正確揭示變化環(huán)境下水資源和洪水演變的長(zhǎng)期規(guī)律。我國(guó)領(lǐng)土幅員遼闊，氣候類型眾多，地形條件復(fù)雜，對(duì)全球變暖的響應(yīng)更加敏感，一些流域的水文氣象要素在近幾十年正發(fā)生顯著變化，如降水、氣溫等的趨勢(shì)性變化，以及極端干旱、暴雨事件發(fā)生頻率與強(qiáng)度的變化；改革開放四十年以來(lái)，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，城市化、水利工程建設(shè)、農(nóng)業(yè)灌溉等大規(guī)模人類活動(dòng)極大地改變了流域的產(chǎn)匯流條件。以上因素導(dǎo)致我國(guó)許多河流的徑流序列不再滿足一致性，研究表明我國(guó)主要大江大河特別是北方諸河的年平均徑流量在近幾十年呈現(xiàn)非常顯著的下降趨勢(shì)，這將嚴(yán)重威脅我國(guó)的水安全以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。采用現(xiàn)有的基于一致性假定的工程水文分析方法制定的流域開發(fā)利用工程、防洪和抗旱工程的運(yùn)行調(diào)度等，將面臨由變化環(huán)境帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。
　　基于以上背景，在國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目“變化環(huán)境下工程水文計(jì)算的理論與方法”課題四“變化環(huán)境下非一致性水文概率分布估計(jì)理論和方法”（ 51190094）和國(guó)家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目（51525902）的支持下，筆者及合作者對(duì)水文概率分布的非一致性問(wèn)題展開深入研究，提出一套針對(duì)非一致性洪水、枯水以及年徑流序列的水文概率分布估計(jì)理論與方法，揭示變化環(huán)境下非一致性水文序列的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律以及內(nèi)在水文驅(qū)動(dòng)機(jī)制，并且探討非一致性條件下工程水文設(shè)計(jì)計(jì)算方法。
　　本書綜合作者近幾年的主要研究成果，具體包括以下幾點(diǎn)。
　�。�1）單變量以及多變量水文序列概率分布非一致性診斷�；�于位置、尺度和形狀參數(shù)的廣義可加模型（generalized additive models for location，scale and shape，GAMLSS），提出單變量水文序列非一致性診斷方法；針對(duì)多變量水文序列的非一致性問(wèn)題，提出基于Copula函數(shù)理論的非一致性診斷方法。
　�。�2）非一致性洪水序列的概率分布估計(jì)方法�；�于GAMLSS模型引入物理因子作為洪水序列統(tǒng)計(jì)參數(shù)的解釋變量，估計(jì)非一致性洪水序列概率分布；基于最大吸引場(chǎng)理論從日徑流序列推導(dǎo)出非一致性洪水序列概率分布。
　�。�3）枯水序列概率分布推導(dǎo)及非一致性研究。基于退水機(jī)制，提出枯水序列概率分布的推導(dǎo)方法；在此基礎(chǔ)上，結(jié)合Copula函數(shù)理論對(duì)該方法進(jìn)行擴(kuò)展；基于GAMLSS模型對(duì)枯水概率分布的非一致性進(jìn)行歸因分析。
　　（4）年徑流序列概率分布估計(jì)及非一致性歸因分析�；�于Budyko水熱平衡理論，分別提出理論分布推導(dǎo)法以及近似二階矩推導(dǎo)法來(lái)估計(jì)年徑流的概率分布；針對(duì)年徑流序列的非一致性問(wèn)題，基于Budyko理論對(duì)年徑流序列的非一致性進(jìn)行定量歸因分析。
　　（5）非一致性條件下工程水文設(shè)計(jì)值的推求。首先初步分析變化環(huán)境下水文設(shè)計(jì)值的非一致性；然后介紹4種適應(yīng)非一致性條件的水文設(shè)計(jì)值推求方法，并對(duì)這4種方法的計(jì)算結(jié)果以及適用性進(jìn)行對(duì)比和討論。
　　本書研究成果不僅有助于認(rèn)識(shí)變化環(huán)境下水資源以及洪旱災(zāi)的時(shí)空分布與統(tǒng)計(jì)特征演變規(guī)律，揭示水文循環(huán)過(guò)程的演變機(jī)制以及與驅(qū)動(dòng)因子之間的作用關(guān)系；還可以為變化環(huán)境下水利工程的設(shè)計(jì)與運(yùn)行，合理配置水資源和有效調(diào)控洪水提供理論依據(jù)和方法支撐。
　　全書由熊立華、郭生練、江聰共同撰寫。在課題研究及書稿撰寫中，得到了于坤霞、杜濤、閆磊、熊斌等研究生及一些合作者和同行的大力支持，并且也參考了他們的部分研究成果（見參考文獻(xiàn)），在此一并表示敬意與感謝。
　　由于作者水平有限，時(shí)間倉(cāng)促，書中難免存在疏漏和不妥之處；非一致性問(wèn)題在國(guó)際學(xué)術(shù)界尚存在一些爭(zhēng)論，需要進(jìn)一步深入研究與討論�？偠�言之，歡迎讀者與有關(guān)專家學(xué)者對(duì)書中存在的不足進(jìn)行批評(píng)指正，對(duì)尚待討論的問(wèn)題提出深入見解。