社会水循环理论基础探析（Ⅰ）：定义内涵与动力机制

本文从社会水循环的概念演变入手，探讨提出社会水循环的科学定义及其内涵，系统辨析社会水循环的基本特征，初步分析社会水循环的影响因素及各相互耦合作用。在此基础上，探索提出驱动社会水循环的经济学动力机制、水环境代谢机制、区域开发与规划机制、公平效率与决策博弈机制，为深入开展社会水循环提供理论分析基础。     

社会水循环理论基础探析Ⅱ:科学问题与学科前沿

探讨社会水循环研究的基本要素、内容 （过程、结构、通量与调控）、分类及其相互之间的科学关系,阐述评介社会水循环研究的国内外进展,对人水和谐的用水配置、用水零增长、蓝水-绿水-虚拟水与粮食安全、水生态与水环境安全、节水减排与循环经济问题等当前备受关注的社会水循环热点科学问题进行深入分析,认为社会水循环与自然水循环的耦合与作用机制、社会水循环系统及其水量水质的演变机制和社会水循环调控与需求管理的决策机制,是社会水循环研究的三大基础性关键科学问题,社会水循环研究的前沿领域包括自然水循环系统与社会水循环系统之间的耦合机理及平衡-约束机制、经济社会发展规律的科学认知与社会水循环之虚拟水流动机理、社会水循环系统的水量水质演变过程、社会水循环系统描述的模型技术与方法和社会水循环系统的评价与调控等,从而与文献[1共同构成社会水循环研究的理论基础和科学框架。     

自然和社会水循环的能量驱动机制及其综合评价

为揭示流域自然水循环和社会水循环演变动力机制，基于自然水循环和社会水循环能耗过程解析，研究了能量输入与水循环通量的定量关系。在剖析能量驱动水循环的物理基础、科学内涵和驱动过程的基础上，提出了自然水循环驱动能量和社会水循环驱动能量的评价方法，并在包括海河流域在内的10个全国一级流域应用。结果表明：相变和位移是水循环运动的本质，不同能量对水循环驱动方式具有一致性，单位面积社会水循环与自然水循环的驱动能量比能够反映人类对流域水循环的干扰程度；2020年10个一级流域中海河流域单位面积社会水循环与自然水循环驱动能量比最高(0.19),西南诸河流域最低(0.02),1980—2020年海河流域单位面积社会水循环与自然水循环驱动能量比平均为0.21;人工能量过度输入导致水循环加速是引发社会水系统失衡的主要原因，调控社会水循环输入能量是维系健康水循环的关键。     

循环经济下的城市水循环

城市水资源短缺和水环境恶化已成为我国21世纪社会经济持续发展的瓶颈.提出解决城市水环境问题的理念是将循环经济这一经济模式应用到城市水循环中,解释了循环经济下的城市水循环与水资源可持续利用的关系,并提出了循环经济下城市水循环的配套措施,认为将循环经济成功应用到城市水循环的根本是建立起良好的城市水循环管理体制和与此匹配的经济运行机制.     

城市水系统环境可持续性评价框架

把社会水循环定义为水在人类社会经济系统的运动过程.立足社会水循环与自然水循环的匹配性,提出了一个社会水循环的概念模型.依据社会水循环概念模型探讨了城市水系统环境可持续性的评价目的、评价内容框架和评价准则框架,并提出了一组测评城市水系统环境可持续性的指标体系.该指标体系综合考虑了城市给水、用水和污水排放等系统,有效体现了城市水系统各要素的内在联系及其基本特征.     

海河流域农田水循环模式与水平衡要素

基于海河流域农业的现状与发展,分析了海河流域农田水循环的驱动机制,提出了海河流域农田综合二元水循环模式,揭示了农田水循环的机制,并根据农田水循环的结构与模式分析了海河流域农田水循环的各项输入输出等水平衡要素。对海河流域农田水循环模式和通量的分析结果表明,海河流域种植结构和耕作方式的改变使有效降水利用量增加,蒸散发的输出量整体增加,农业系统退水量减少。根据海河流域农田水循环模式和通量的分析结果,提出了海河流域农田水循环的调控措施,包括节水灌溉、发展旱地农业等。     

寒区水循环与寒区水资源演变

阐述了寒区水循环与寒区水资源演变在变化环境的研究中的意义及作用。分别从国内外的研究中综述了变化环境下寒区水循环与寒区水资源演变研究现状与进展,并归纳了寒区水文模型在寒区水循环研究中研究进展。此外,还分析了寒区水循环和寒区水资源演变研究中的难题和局限,强调了应用水文模型在研究寒区水循环与寒区水资源演变的进展。认为完善寒区水循环物理机制的研究,开发基于寒区水循环机制的分布式水文模型以及寒区水循环和水资源演变的归因分析是未来寒区水循环和水资源演变研究中的发展趋势。     

城市水循环演变及对策分析

全球气候变化和快速城市化改变了自然水循环过程,使水循环呈现"自然-社会"二元特征.城市是二元水循环耦合程度最深的区域,城市水循环的驱动力、结构与过程呈现复杂化,由此引发的城市水问题越来越突出,未来城市水循环面临严峻挑战.本文在识别城市水循环的演变历程和机理的基础上,解析了城市水问题的产生根源.以城市水问题以及未来城市水...     

变化中的流域“自然-社会”二元水循环理论与研究方法

在人类活动和气候变化影响下,流域水循环发生了深刻变化。水多、水少、水脏、水浑等流域水问题背后的科学基础是"自然-社会"二元驱动力作用下的流域水循环及其伴生的水环境、水生态过程的演变机理,有效解决这些水问题需要一套流域"自然-社会"二元水循环理论来支撑。本文在简述二元水循环研究历程的基础上,从水循环的驱动力、结构、功能属性和演变效应等方面,对比分析了自然水循环和"自然-社会"二元水循环的不同特征,阐述了变化中的流域"自然-社会"二元水循环的基本原理,包括学科范式、科学问题、研究内容与研究方法等。文章还讨论了二元水循环研究面临的机遇与挑战,如水资源的数量-质量-效率统一度量与转化问题及解决方法等,并进行了研究总结。     

社会水循环通量演变及驱动力分析——以保定市为例

社会水循环是自然-人工二元水循环的重要环节,社会水循环通量作为社会水循环的基本研究内容之一,在水资源短缺的背景下,把握其演变规律,揭示使其演变的驱动因子,对水资源的规划、利用和管理具有重要意义。基于2000—2015年保定市的气象数据和社会经济数据,采用信息熵法对保定市的用水结构进行分析,结果表明保定市的用水结构趋向均衡的方向发展;有效降水的演变没有明显规律,随降水的丰枯变化。从自然环境和社会经济两方面选取了20个驱动因子,采用灰色关联分析法定量分析,结果显示:第一产业产值比重和有效降水与社会水循环通量的灰色关联度分别为0.748和0.705,表明这两个因子对社会水循环通量演变的驱动力最大;自然环境因子和农业用水因子与社会水循环通量的关联度数值均处于较高水平,表明这两类因子对社会水循环通量演变的驱动力较强。     

松花江流域水污染特征及其调控对策

针对松花江流域日益突出的水问题,研究总结了流域水污染的五大特征,即:入河污水量大,点面源并重;有机污染严重,有机毒物突出;大城市排放集中;水污染趋势加重、冰封期问题突出;污染事故风险高.在此基础上,结合当前流域水环境管理的现状,识别了松花江流域水污染调控的主要问题,即缺乏系统协调性.提出松花江流域构建基于“自然-人工”二元水循环过程的水质水量联合调控体系的思路,在自然水循环和社会水循环两大层面七个方面基础上建立完整的水量控制及水质保障系统,并提出进行综合管理的体制和机制保障措施以及注重水污染的风险管理与应急机制建设的对策建议.     

二元水循环理论浅析

水循环研究是解决水资源相关问题的基础,长期以来。人们大都采用将自然水循环“还原”人类影响的方法研究水循环,但这种方法存在诸多弊端,往往不能全面准确地反映水循环过程。本文在对二元水循环理论进行分析研究的同时,叙述了二元水循环理论研究的现状,对自然水循环、社会水循环进行了分析比较,并提出了一些建议。     

中国西部流域水循环重大科学问题及研究展望

水的问题是制约西部干旱区社会经济可持续发展的关键因素.认识水循环规律是研究地球系统水问题的基础.本文针对西部流域水循环的特点,列出水循环研究的重大科学问题,并展望未来水循环研究的重点内容.     

长江源区水循环研究现状及问题思考

长江源区位于青藏高原腹地,海拔高、气温低,自然条件恶劣,水文气象监测站点很少,基础资料缺乏,水循环研究相对较少.综述了长江源区水循环研究和观测现状及其存在的问题和困难.目前,长江源区监测站点少且布设不合理,仪器设备运行维护困难,监测数据不能满足相关要求;对水资源变化趋势、下垫面径流效应、水循环机制、地下水运移等水循环机...     

基于水资源综合模拟与调配一体化模型的北京市水资源模拟分析

在探讨2007—2018年北京市水资源供需平衡情况的基础上,利用WAS模型对1980—2018年北京市水资源进行动态模拟研究,分析区域自然-社会水循环转化模式,探讨社会水循环与自然水循环的转化机理。结果表明：2007—2018年北京市年均需水量（实部、虚部）呈上升趋势,年均蓝水供水量36.85亿m3,绿水供水量16.90亿m3;需水缺口呈显著增大趋势,年均水资源缺口为165.20亿m3;1982—2010年北京市多年平均及25%、50%和75%径流总量特征频率年模拟与实测误差率分别为7.0%、4.8%、1.2%和0,模型精度较高;各计算单元自然水循环下出流量由东北部向西南部递增,自然-社会水循环下实际出流量有所下降。     

浅谈"循环水务"的基本内涵及实践意义

循环水务的理念将自然界水循环与人类社会-经济系统下的水循环相结合,体现了人水和谐的观点,是以人为本、全面协调可持续发展观在水务领域的探索.循环水务在推动政府职能建设、研发及投融资体制的完善、建立和谐社会等方面具有指导意义.     

气候变化和人类活动对水文循环影响研究进展

气候变化和人类活动是影响流域水文循环过程和水资源演变规律的两大驱动因素,所引起的水文效应已成为当前全球变化研究领域的焦点问题。水循环系统是气候系统的重要组成部分,气候变化对水循环要素的影响必然导致流域水资源的时空变化。同时,人类活动对流域水循环的影响也日益显著,主要表现为土地利用/覆被变化、修建大型水利工程等引起的流域下垫面条件变化,进而影响流域内的产汇流机制。针对气候变化和人类活动对流域水循环要素的影响机制,从水文要素时空变化检测与归因的角度对主要研究结果进行回顾,探讨了变化环境下水循环要素变化的检测与归因分析研究方法,并总结了定量区分气候变化和人类活动对水循环过程影响研究中的主要问题和不足,提出了未来需要重点加强气候变化和人类活动对水循环要素变异的驱动机理及贡献分解研究、加强水循环要素时空变异特征的诊断以及模型评价技术和不确定性量化研究等。     

追求健康水循环 避免水资源危机——评《水资源危机产生与管理》

支撑着社会发展、生活水平提高、生态环境改善的水资源,源于流域自然水文循环。社会对水资源的开发利用,不仅对自然水文循环的各个环节产生影响,而且取水、输水、耗水、排水等过程又形成了一个相对独立的社会水循环,而自然水文循环是社会水循环的基础。水资源的开发、利用和管理的目的是对社会水循环各个环节进行调控,使之与区域自然水文循环相适应,促进两大水循环和谐共存,保证水资源的可持续利用,避免水资源危机产生。程伍群教授等撰写的专著     

水资源与水生态若干工程技术研究述评

通过分析研究,从水循环与水环境监测及分析模拟技术、水循环及水环境调控技术、节水型社会建设与水资源高效利用技术、水资源与水环境管理技术、"数字流域"技术、生态水利技术、水资源评价技术与水资源配置技术等8个方面,对国内外水资源与水生态相关工程技术的发展态势进行述评,为国内外相关工程技术研究提供参考。     

水资源恢复的经济补偿初探

水资源恢复是实现水资源可持续利用的必要环节.水资源恢复的经济补偿有助于维持正常的水循环和水体功能、保证水资源保护工作的良性开展、促进水资源的可持续利用,其通过经济激励作用与利益协调功能,促进水资源的有效恢复.建立和完善水资源恢复的补偿机制是一项极其复杂的系统工程,涉及经济、社会、资源与环境等多学科、多领域的系统研究工作,应加大研究力度.