《水资源复杂系统理论》全面分析了水资源系统的复杂性特征及其研究发展趋势，系统阐述了水资源复杂系统的理论基础与建模方法、参考作物潜在腾发量时空变异特性、灌溉系统的分形特征及其识别方法、水资源系统的混沌特性及其预测模型、基于小波分析的水资源系统智能随机模拟预测方法、水资源系统多目标混沌优化算法、水资源系统多目标白优化随机模拟调度技术、水资源优化配置多目标演化算法、水资源系统协同学评价模型、水资源复杂系统评价方法、基于自优化模拟技术的水资源系统风险分析理论、基于MCMC的河流水质风险管理模型等；重点介绍了上述理沦与方法在南水北调中线工程及汉江中下游水资源系统、举水流域水资源系统、漳河水库灌区复杂灌排系统、湖南韶山灌区作物耗水系统等方面的最新应用研究成果，丰富和发展了水资源系统分析理论与方法，对区域、流域及跨流域水资源系统综合管理具有重要参考意义与广泛应用前景。