水文水资源现象(对象)的分析计算、预测、评价及决策历来是水文水资源工作者关心的重大课题。长期以来,水文水资源工作者依据大量的实测水文水资源资料,努力地尝试着寻求水文水资源的各种关系:①在时间演变过程中前后的关系;②与主要影响因素的关系;③空间分布上的关系。通过这些关系以达到对水文水资源现象(对象)的计算、预测、评价及决策。例如,通过寻求降雨一径流关系做径流预测;利用河流上下游水文要素(水位、流量)的关系做下游洪水预报;根据水位流量关系做水文分析计算;利用参证流域的水文要素和设计流域的关系延展设计流域的水文要素序列,使其具有代表性;通过洪峰和洪量的关系分析洪水变化特性;根据设计规定的各种指标标准和相应指标样本值的关系对水质和水资源的特征和特性进行分类、评价、决策;等等。显然,为了利用水文水资源的各种“关系”,必须建立这些“关系”。
要科学地建立水文水资源现象的各种“关系”,首要的问题在于剖析和掌握“关系”的性质。在气候变化和人类活动的影响下,连接大气、海洋、湖泊、河流、地下水、冰雪、陆地、生物、人类等圈层的水文水资源现象存在着错综复杂的关系。这些关系可能是线性的,也可能是非线性的;可能是动态的,也可能是静态的;可能是随机性的,也可能是模糊性的、灰色性的;可能是单一特性的,也可能是综合的、多种特性的;可能是宏观层次的,也可能是微观层次的。识别、处理和应用水文水资源的各种关系一直是水文水资源领域的研究核心。
1.2 水文水资源复杂关系的不确定性及其传统分析途径
1.2.1 水文水资源复杂关系的不确定性
受到众多因素的影响,水文水资源现象(径流、洪水等)变化极其复杂,具有很大的不确定性,表现出随机性、模糊性、灰色性、未确知性、分形、混沌等特性[1]。例如研究对象发生与否表现为随机性,研究对象概念、边界的不确定性表现为模糊性;研究对象信息量不充分表现为灰色性。
展开