水文概率（頻率）分布估計理論和方法是工程水文計算的核心科學問題。傳統(tǒng)水文概率分析方法的一個基本假定和前提條件是水文序列必須滿足一致性，即水文序列在過去、現(xiàn)在以及未來都滿足獨立同分布的要求。然而，美國著名水文學者Milly 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，基于一致性假設的水文概率分布估計理論和方法已經(jīng)無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期規(guī)律。我國領土幅員遼闊，氣候類型眾多，地形條件復雜，對全球變暖的響應更加敏感，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、氣溫等的趨勢性變化，以及極端干旱、暴雨事件發(fā)生頻率與強度的變化；改革開放四十年以來，我國社會經(jīng)濟快速發(fā)展，城市化、水利工程建設、農(nóng)業(yè)灌溉等大規(guī)模人類活動極大地改變了流域的產(chǎn)匯流條件。以上因素導致我國許多河流的徑流序列不再滿足一致性，研究表明我國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，這將嚴重威脅我國的水安全以及社會經(jīng)濟的可持續(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行調(diào)度等，將面臨由變化環(huán)境帶來的風險。
　　基于以上背景，在國家自然科學基金重大項目“變化環(huán)境下工程水文計算的理論與方法”課題四“變化環(huán)境下非一致性水文概率分布估計理論和方法”（ 51190094）和國家杰出青年科學基金項目（51525902）的支持下，筆者及合作者對水文概率分布的非一致性問題展開深入研究，提出一套針對非一致性洪水、枯水以及年徑流序列的水文概率分布估計理論與方法，揭示變化環(huán)境下非一致性水文序列的統(tǒng)計分布規(guī)律以及內(nèi)在水文驅(qū)動機制，并且探討非一致性條件下工程水文設計計算方法。
　　本書綜合作者近幾年的主要研究成果，具體包括以下幾點。
　　（1）單變量以及多變量水文序列概率分布非一致性診斷。基于位置、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；針對多變量水文序列的非一致性問題，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方法�；�于GAMLSS模型引入物理因子作為洪水序列統(tǒng)計參數(shù)的解釋變量，估計非一致性洪水序列概率分布；基于最大吸引場理論從日徑流序列推導出非一致性洪水序列概率分布。
　�。�3）枯水序列概率分布推導及非一致性研究�；�于退水機制，提出枯水序列概率分布的推導方法；在此基礎上，結合Copula函數(shù)理論對該方法進行擴展；基于GAMLSS模型對枯水概率分布的非一致性進行歸因分析。
　�。�4）年徑流序列概率分布估計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法以及近似二階矩推導法來估計年徑流的概率分布；針對年徑流序列的非一致性問題，基于Budyko理論對年徑流序列的非一致性進行定量歸因分析。
　�。�5）非一致性條件下工程水文設計值的推求。首先初步分析變化環(huán)境下水文設計值的非一致性；然后介紹4種適應非一致性條件的水文設計值推求方法，并對這4種方法的計算結果以及適用性進行對比和討論。
　　本書研究成果不僅有助于認識變化環(huán)境下水資源以及洪旱災的時空分布與統(tǒng)計特征演變規(guī)律，揭示水文循環(huán)過程的演變機制以及與驅(qū)動因子之間的作用關系；還可以為變化環(huán)境下水利工程的設計與運行，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），在此一并表示敬意與感謝。
　　由于作者水平有限，時間倉促，書中難免存在疏漏和不妥之處；非一致性問題在國際學術界尚存在一些爭論，需要進一步深入研究與討論�？偠�言之，歡迎讀者與有關專家學者對書中存在的不足進行批評指正，對尚待討論的問題提出深入見解。