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。