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《流域自然社会二元水循环理论框架_秦大庸》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2014年第59卷第4-5期：419~427《中国科学》杂志社论文www.scichina.comcsb.scichina.comSCIENCECHINAPRESS流域“自然-社会”二元水循环理论框架*秦大庸,陆垂裕,刘家宏,王浩,王建华,李海红,褚俊英,陈根发中国水利水电科学研究院,流域水循环模拟与调控国家重点实验室,北京100044*联系人,E-mail:CyLu@iwhr.com2013-02-19收稿,2013-05-10接受国家重点基础研究发展计划(2006CB403401)、国家自然科学基金委员会创新研究群体科学基金(51021006)和国家自然科学
2、基金(50809076,51009149,51279209)资助摘要流域水循环的“自然-社会”二元演变是导致近年来水问题和水危机的本质原因.实现关键词缺水地区供用水、水环境、水生态安全的国家目标,必须依靠以流域水循环为统一基础的水二元水循环理论资源科学调控,其首要的科学基础是对高强度人类活动干扰下的流域水循环与水资源演变水资源演变的内在机理及其规律的认知.本文从我国二元水循环演进历史、流域二元水循环理论、典型人类活动水循环模式流域水资源演变规律、流域二元水循环模式与概念模型4个方面进行探讨,为变化环境下水海河流域循环的基本认知模式、现代环境下水资源衰减规律等提供
3、研究参考.[6~8]近几十年来由于全球气候变化和人类活动的加建设的实践需求,因此迫切需要开展相关研究.剧,水循环过程和水资源状况产生了深刻的改变,很1流域二元水循环的演进历史多地区发生了严重的水问题和水危机,其主要原因是流域水循环的驱动力、循环结构、循环参数在人类人类经济社会的发展过程也是人类对自然水循活动的影响下发生了二元演变效应,呈现出明显的环的逐渐介入过程,在我国可大致分为4个阶段:采“自然-社会”二元特性,并导致了径流性水资源衰食经济阶段、农耕经济阶段、大规模农田灌溉及工业减、水体污染和环境污染、天然生态退化等各种不良化起步阶段、大规模工业化和城市化阶段
4、(图1).后果.在采食经济阶段,人类沿河流、森林边缘居住,自20世纪中叶以来,国内外广泛开展了变化环采集、狩猎和捕鱼是他们生产活动的主要内容.该阶境下的流域水循环与水资源可持续利用研究,并已段人类尚无主动地改造自然获取生活资料或者规避[1,2]成为现代水文水资源与地球科学研究的核心命题,风险的意识,当洪水来临时采取迁徙躲避的策略,对其中人类活动对水文循环和水资源形成与演化过程自然水循环几乎没有影响干预能力.的干扰,虽已引起了广泛关注,并成为当前的研究热农耕经济阶段.随着人类社会的发展,人口不断[3~5]点.但是,人类活动对于流域水循环系统的作用增多,食物供给的需
5、求逐渐增大,原始采集逐渐发展机制和水资源演变机理是复杂的,天然水循环与社为原始农业,狩猎逐渐发展为原始畜牧业.农业发展会水循环的耦合研究仍处于起步阶段,对于强人类使人口和生产逐渐从山区集中和转移到河流两岸的活动下的流域水循环机理与水资源演变研究仍缺乏平原.由于生产资料不能随意迁徙,防洪开始成为人系统性,尚未形成相应的基础理论与方法体系,难以类必须面对的问题.据记载,公元前21世纪,禹即主支撑认知当今缺水地区水短缺、水污染和水生态退化持治水,平治水土,疏导江河.早期的农耕改变了水的问题,不能满足建设资源节约型、环境友好型社会循环的下垫面,引水灌溉和防洪则改变了水体
6、的天引用格式:秦大庸,陆垂裕,刘家宏,等.流域“自然-社会”二元水循环理论框架.科学通报,2014,59:419–427英文版见:QinDY,LuCY,LiuJH,etal.Theoreticalframeworkofdualisticnature-socialwatercycle.ChinSciBull,2014,59,doi:10.1007/s11434-013-0096-22014年2月第59卷第4-5期用水的增加使部分地区的水资源系统不堪重负,水资源的开发已经从地表水和浅层地下水的开发向深层地下水发展,外流域调水也不断成为支撑当地发展的重要水源.流域水循
7、环中的人类作用已经相当显著.2流域二元水循环基本认知与作用机制流域水循环,是指流域尺度下主要包括降水、消图1二元水循环演进的4个阶段耗、径流、输送运移及流域储水量等变化在内的整个然流路.因此,早期的农耕和防洪标志着人类已经开过程.流域水循环系统中水分、介质和能量是水循环始影响水循环.从春秋战国到清中期,中国经历了的基本组成要素,其中水分是循环系统的主体,介质2000多年的封建社会发展时期,四川的都江堰工程、为循环系统的环境,能量是循环系统的驱动力.关中的郑国渠、西北地区的坎儿井、隋朝修建的大运在没有人类活动或人类活动干扰可忽略的情况河等,体现了人类经济社会发展作
8、为水循环的动力下,流域水
