区域水平衡及失衡程度度量方法

区域水平衡量化及诊断是水网工程建设优化和水资源均衡调控的基础,对提升水安全保障能力、支撑经济社会稳定发展、实现人水和谐具有重要意义。本文从空间、时间、结构、过程、总量五个维度解构了区域人水系统的四大平衡,即反映水收入项和支出项定量关系的水收支平衡、体现经济社会供水量与需水量匹配关系的经济社会供需水平衡、结合经济社会-生态系统发展与用水定量关系的经济社会与生态用水平衡、表征人水系统发展状态的人水关系和谐平衡,并提出相应的水平衡度量方法。多角度解析了区域水平衡的失衡状态,提出四大平衡的失衡程度度量方法及区域水平衡的失衡程度综合度量方法。以沁河流域为实例应用和检验了上述方法,结果表明:提出的度量方法具有科学性和适用性,能够应用于区域水平衡研究实践;2019年沁河流域水平衡的失衡度为0.327,处于蓄水量减少、水资源短缺、生态端亏水、水系统受损的中度失衡状态,后续应注重人类涉水行为的管控。研究成果可为区域水平衡评估与调控提供理论支撑,服务国家或区域水平衡策略制定和水网工程规划。

面向新质生产力发展需求的国家水网建设关键内容及研究展望

为推动国家水网建设稳步迈入新质生产力发展的新征程,在理解水利新质生产力内涵及发展需求的基础上,从高科技、高效能、高质量、绿色4个维度出发,系统梳理国家水网建设需要把握的关键内容,分析有代表性的研究实例,并在此基础上进一步对国家水网未来研究进行展望,包括研发国家水网模拟器大科学装置、物理水网和虚拟水网协同建设、支撑人与自然和谐共生的现代化建设、科学处理人水关系4个方面,以期为面向新质生产力发展的国家水网建设提供参考。

水资源刚性约束制度研究框架与展望

实行水资源刚性约束制度是当前水资源管理制度领域的重大改革措施,也是推动相关国家战略实施、实现人水和谐共生的必然举措。梳理了水资源刚性约束制度的提出背景与历程,分析了水资源刚性约束制度的概念内涵,从指导思想、理论基础、技术支撑、战略目标、研究内容和关键问题等6个方面构建了水资源刚性约束制度研究框架,从理论研究、技术研究、实践研究等3个方面对未来研究进行了展望,以期为水资源刚性约束制度相关研究提供理论和实践参考。

经济社会与生态用水平衡计算规则与方法

从平衡的概念出发,针对经济社会与生态用水竞争问题,提出了经济社会与生态用水平衡的概念,并论述了其内涵及特性;构建了经济社会与生态用水平衡计算规则框架,包括遵循四大规律、基于六大理论、考虑六大因素、符合三大准则;提出了经济社会与生态用水平衡的计算思路,包括资料处理、量化计算、结果检验3个步骤,并给出了其计算方法和计算结果表征方式。以2019年沁河流域为例,量化了流域经济社会与生态用水平衡;在求解一次平衡点以及经济社会用水刚性约束、生态用水刚性约束、综合效益刚性约束条件下平衡结果的基础上,综合考虑六大因素以及总需水量与水资源总量关系,确定了沁河流域经济社会与生态用水平衡点,即经济社会用水与生态用水的比例为0.71∶0.29。

人水关系学的基本方程及模型构建

人水关系是人类与自然界关系中最重要的关系之一,人水关系学是研究人水关系的一门新交叉学科,构建其基本方程和模型是深入研究人水关系的核心内容之一。基于前期研究工作和不同学科成果梳理,提出了人水系统“四大过程”(水循环过程、物质循环过程、生物过程、人文过程),总结给出了“四大过程”的基本方程及其耦合与计算方法,提出了考虑“四大过程”的分布式人水关系模型构建框架与人水关系模拟器的构建设想,并介绍了沁河流域分布式人水关系模型应用研究实例。人水系统“四大过程”是表征人水关系的重要基础,其基本方程是研究人水关系学的基础方程,由基本方程耦合构建的模型是模拟人水关系问题的重要工具,可为进一步完善人水关系学奠定基础,为深入研究人水关系模型提供思路。

从流域视角探讨文化遗产保护

目前,文化遗产保护工作多在行政区划的框架内开展。然而现有的行政区划管理逻辑与人类文明和遗产形成的源起逻辑是大相径庭的。众所周知,早期人类依水而居,流域成为孕育人类文明的载体和城乡演变的见证。可以说,人水关系在人地关系中是最本质、经典且持久的。文章从流域视角切入,探讨文化遗产保护所呈现的“自然-人文”耦合的系统性特征,提出多尺度协调保护与系统性网络构建、跨学科整合与数据同化技术应用、与动态环境变化适应性响应策略等保护思路,并分析“黄-运-长”流域共同体中的两组人水互动模式的典型案例,从文化遗产的本质出发,为其保护与发展提供一个可持续的综合框架,以回应构建文化遗产大保护格局的时代要求。

水资源节约集约利用理论体系与应用实践

水资源节约集约利用是促进全社会节约用水、保障国家水安全、促进生态文明建设、助力高质量发展的重要举措。通过梳理水资源节约集约利用的提出背景及历程,深入剖析水资源节约集约利用的概念内涵,提出了水资源节约集约利用理论体系框架,包括基础理论、符合原则与研究内容。重点分析了水资源节约集约利用理论在节水型社会建设、水利高质量发展、人与自然和谐共生以及水资源刚性约束制度建设中的应用实践,旨在为我国现代水资源利用提供理论支撑和实践指导。

基于农户感知的黄河下游人-水关系结构分析

人-水关系研究是社会-生态系统研究的重要领域。识别黄河下游农户对人-水关系的感知及其影响因素,对黄河下游因人施策开展生态保护与高质量发展政策调控具有重要作用。但已有研究多从区域水资源、水环境、水文化等某一种或几种关系开展居民感知调查及归因,忽视了人-水关系之间结构化的相互影响机制。基于对黄河下游山东省10个县的农户发放的1651份问卷,经过验证性因子分析后,最终引入水资源与生态关系、水文化与旅游关系、居住地生态功能、河口湿地功能、文化旅游功能五个潜变量,建立结构方程模型发现:农户对水资源与生态关系的认识正向影响其对居住地生态功能和河口湿地功能的评估,农户对水文化与旅游关系的认识正向影响其对居住地生态功能、河口湿地功能和文化旅游功能的评估。研究结果通过基于农户感知刻画人-水关系结构,揭示人-水系统功能认知的影响机制,有助于为黄河下游地区生态保护和乡村振兴提供决策参考。

城市化进程中的绍兴“人水”关系变化调查研究——以护城河西施山路-都泗门路河段为例

在河网发达的绍兴市,城市化进程引起了一系列“人水”关系的变化。本研究以护城河西施山路—都泗门路河段为例,通过文献法、观察法、问卷法、访谈法,了解绍兴市护城河在不同时期的形态、功能、水质等方面的变迁;分析人水关系变化的原因,总结变化规律;并从城市生态、健康、景观、文化等方面,对未来“人水”关系的发展给出合理建议。

区域水平衡基本原理及理论体系

实现健康的区域水平衡是中国水利工作的重要内容和挑战,对保障国家水安全、国民经济和社会持续稳定发展具有重要意义。在总结前期水平衡理解和认识的基础上,定义了区域水平衡的概念,从水收支平衡、经济社会供需水平衡、经济与生态用水平衡、人水关系和谐平衡4个方面和时间、空间、系统3个维度解读其内涵。提出了区域水平衡的基本原理,包括水量平衡原理、供需平衡原理、协同平衡原理及和谐平衡原理,分析了以基本原理支撑实现区域水平衡需要重视的科学问题。从理论基础和基本理论2个方面论述了区域水平衡的理论体系,其中,理论基础包括水文学、水资源学、生态学、经济学、社会学等理论,基本理论包括水资源收支时空均衡理论、水资源供需优化配置理论、经济与生态用水协同论、人水和谐论等,并展望了基本理论的应用前景。研究成果可进一步拓展区域水平衡研究思路,为今后开展区域水平衡管控与实践提供研究框架和理论基础。

鄱阳湖生态经济区地域范围确定研究

确定鄱阳湖生态经济区地域范围,是实施江西省委、省政府提出的建设"鄱阳湖生态经济区"战略的基本前提。在深入认识鄱阳湖地域自然条件和社会经济基础的总体特征和空间分布规律的基础上,以"人-地-水"为主线,在GIS支持下,依据区域生态系统的相对完整性、社会经济协作的统筹性及县域经济的依存性等原则,研究提出鄱阳湖生态经济区地域范围为:南昌市区(东湖区、西湖区、青山湖区、青云谱区、湾里区),九江市区(庐山区、浔阳区),景德镇市区(昌江区、珠山区),鹰潭市区(月湖区),新余市区(渝水区),抚州市区(临川区)及南昌县、新建县、进贤县、九江县、瑞昌市、星子县、德安县、永修县、湖口县、都昌县、鄱阳县、余干县、彭泽县、万年县、安义县、樟树市、丰城市、高安市、东乡县、乐平市、贵溪市、余江县,共35个县(市、区)。

人水关系研究进展与关键问题讨论

阐述了人水关系的研究背景及其意义;从概念与内涵、作用机制及其影响、模型方法研究等方面对人水关系的国内外研究现状进行总结;提出目前人水关系研究面临的问题,从概念与内涵、作用机制及其影响、模型方法三方面对人水关系研究进行展望和讨论,提出初步的研究思路及框架,旨在为以后人水关系的研究有所帮助。

人水关系学的研究方法及应用前景

人水关系学是一门专门研究人水关系的交叉学科,具有丰富的方法论和应用实践。在对相关研究方法对比分析的基础上,总结归纳了人水关系学的研究方法,包括计算方法和技术方法,其中计算方法又包括辨识、评估、模拟、调控和优化方法等,主要用于理论计算层面的人水关系研究;技术方法面向改善人水关系的具体实践,包括水灾害防治、节水、水污染治理、水生态修复和水利信息技术等。并分析了这些研究方法在人文系统对水系统的影响、水系统对人文系统的影响、人水关系模拟、人水关系调控和人水关系的支撑体系五类重要研究中的应用前景。研究可进一步丰富和发展人水关系学内容。

人水关系学的基本原理及理论体系架构

在简述人水关系学学科体系的基础上,介绍了人水关系学的分支学科,总结提出了人水关系学的基本原理,包括人水关系交互作用原理、人水系统自适应原理、人水系统平衡转移原理、人水关系和谐演变原理;论述了人水关系学的理论体系,由理论基础和基本理论两部分组成,其中理论基础包括水文学、水资源、水环境、水安全、经济学、社会学等理论,基本理论包括人水系统论、人水控制论、人水和谐论、人水博弈论、人水协同论、水危机冲突论、人水关系辩证论、人水关系可持续发展论等理论,并分析了基本理论的应用前景。

论人水和谐

人水关系是人与自然关系的重要组成部分,其本质体现了人与人的关系。可从两种理想类型入手探讨人水关系。在"人水不谐"型里,人与水环境的互动呈恶性循环:水污染导致居民患病,影响经济发展,诱发贫困;随着污染危害的加深,出现人口迁移,进而加剧社会分化与社会不平等等次生社会问题。"人水和谐"型为人与水互动的良性循环:在良好的生态环境下发展生产,产生良好的经济效益,可持续的经济发展为保护环境提供了动力,也为社会发展提供经济基础。重视当代中国的现代性特征及生态知识,是实现由"人水不谐"向"人水和谐"转型的认知前提。

人水关系学的学科体系及发展布局

人水关系是人类与自然界关系中最重要的关系之一,也是人类一出现就始终存在且复杂程度不断加深的一类关系。在对人水关系分析总结的基础上,提出了人水关系学的概念和思考,论述了人水关系学的提出背景和重要意义;构建了人水关系学的学科体系框架,阐述了人水关系学的主要内容,包括人水关系学的理论基础、方法论、应用实践;在分析学科发展趋势的基础上,对人水关系学未来全面、系统的研究进行了展望,并从科学研究、学科建设、学术交流与国际合作3个方面对人水关系学的发展进行战略布局。为进一步研究人水关系、丰富人水关系学内容、发展人水关系学学科体系及制定学科发展战略提供参考。

长江经济带保护与开发的和谐平衡发展途径探讨

长江经济带在我国经济社会发展与生态环境保护方面都占有举足轻重的地位,然而日益加重的资源环境破坏使长江经济带经济社会的稳步高速发展受到了严重制约,必须加倍重视对长江经济带自然环境的保护,寻求更加和谐的发展模式。系统剖析了长江经济带开发与保护现状,针对开发与保护间的矛盾,总结了发展过程中面临的关键性问题;结合"共抓大保护,不搞大开发"的方针,深入探析了长江经济带开发与保护的途径,提出了"和谐平衡"发展的新思路并予以解读。在此基础上,从辩证关系、和谐发展、科技创新、生态文明和严格管理5个方面,为长江经济带未来的开发与保护提供新的一揽子发展路径,并指明未来研究的重点方向,以期为长江经济带的和谐平衡发展奠定理论基础,并提供决策参考。

土壤侵蚀研究中有关的人地关系问题探讨

探讨土壤侵蚀研究中的人地关系问题有利于水土保持工作更有针对性的展开。从自然侵蚀到加速侵蚀的发展过程 ,体现了人类活动同自然环境关系之间的变化。在回顾了加速侵蚀的历史发展过程之后 ,我们发现加速侵蚀的日益严重受人地关系变化的控制。人口压力和有限的资源之间的矛盾正是当前加速侵蚀产生的人地关系背景。解决基本的生存需要和提高生活质量尽管带来了巨大的社会效益 ,但如果忽略了环境的保护就会造成加速侵蚀的发生。因此 ,它们构成了加速侵蚀中的人类活动的直接动因。同时 ,人类大规模的水土保持对于减缓侵蚀和改善生态环境也发挥了巨大的作用。

黄土高原变绿对黄河中游延河流域径流演变的影响估算

近年来,黄土高原变绿对黄河中游,特别是黄土高原的径流演变扰动显著且影响强烈,估算其影响对保障区域水安全与黄河流域高质量发展意义重大。基于1959~2016年黄河中游延河干流延安水文站控制流域(以下简称"延河流域")径流量及同期面降水量,识别了径流演变的变异年份,分析了径流与降水和土地利用/覆被变化间的响应关系,定量估算了黄土高原变绿对延河流域径流非一致性变化的影响。结果表明:延河流域在1970、1996年发生了径流变异,总体呈现衰减趋势;若以1970年之前径流过程为参照基准,则可得统计期内降水变化导致径流减少2.8×10~8 m^3,贡献率为18.1%;1971~1995年,延河流域径流主要受以水利工程建设为主导的人类活动影响,驱动径流减少4.75×10~8 m^3,贡献率为30.6%,之后径流变化由新增人类活动和植被恢复为主导的黄土高原变绿联合驱动,贡献率分别为3.7%和47.6%。综上所述,黄土高原变绿正在成为驱动延河流域径流减少的主要因素,潜在威胁着黄土高原未来的水资源安全与社会发展。

水科学的核心与纽带--人水关系学

在对水科学、人水关系学分析的基础上,从水科学的10个分支中的人水关系研究出发,论述人水关系学研究是水科学的核心与纽带这一论断。同时,针对跨流域调水工程论证、大江大河干流水利枢纽建设、洪涝与干旱灾害防治、跨界河流分水4个焦点问题,基于人水关系学视角,探讨这4个问题存在的误区及解决途径,为类似复杂问题的解决提供一种新思路。