社会水循环理论基础探析Ⅱ科学问题与学科前沿

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1、水利学报2011年5月SHUILIXUEBAO第42卷第5期文章编号：0559-9350（2011）05-0505-09社会水循环理论基础探析Ⅱ：科学问题与学科前沿1，2111龙爱华，王浩，于福亮，王建华（1.中国水利水电科学研究院水资源研究所，北京100038；2.新疆水利厅，新疆乌鲁木齐830000）摘要：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

2、、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

3、，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。关键词：社会水循环；科学问题；前沿领域中图分类号：TV213.9文献标识码：A文献［1］在阐述社会水循环科学研究背景的基础上，辨析提出了社会水循环的科学定义与内涵，对其关键特性和影响因素进行了科学识别，分析了社会水循环演变发展的动力机制及其耦合关系，为进一步探索构建社会水循环科学框架体系及问题研究提供了理论基础。本文在此基础上探讨社会水循环研究的基本要素、科学内容及其研究分类，并从实践需求角度出发，阐述社会水循环研究进展以及当前备受关

4、注的热点科学问题，对社会水循环研究的关键科学问题和前沿领域进行展望分析，以期为进一步推动社会水循环研究提供一个理论框架，与文献［1］共同构成社会水循环的科学理论体系。1社会水循环基本要素、科学内容与分类1.1社会水循环基本要素与过程社会水循环的基本要素包括供（取、配）水、用（耗、回用）水和排（处理）水，并对应为社会水循环的3个基本过程，即供水过程、用水过程和排水过程。供水是社会水循环的“源”，包括取水、制水、配水3个环节，即从河流或地下提取基本符合要求的水，输送到原水处理设施处理后再经一定方式输

5、送到用水户或直接以其他产品形式输送到用户的过程。用（耗）水是社会水循环的核心或“消化系统”，包括农业耗水、工业耗水、生活耗水和人工景观生态耗水4个基本环节及子过程。排水是社会水循环的“排泄净化系统”，包括废污水收集、处理和排水3个基本环节及子过程。上述3个要素的核心是取水（包括人工取水和降水利用）、耗水和排水，满足基本的水量平衡方程，即：取水=耗水+排水+漏损量。由于其广泛性，社会水循环上述3个基本过程在社会经济系统中收稿日期：2010-03-02基金项目：国家自然科学创新研究群体基金（5072

6、1006）；国家自然科学基金（50709042、51079160）；国家基础发展研究973项目（2006CB40340703）；中国水科院创新基金（ZJQN0701）；中国博士后科学基金（20070410090）作者简介：龙爱华（1976-），男，湖南安仁人，博士，高级工程师，主要从事社会水循环与规划、国际河流研究。E-mail：ahlong@iwhr.com—505—不断运行，彼此之间紧密相连，因此并无明显界限。1.2社会水循环研究的基本内容社会水循环研究内容繁多，但总体上可归结为过程、结构和

7、通量等3个基本方面。考虑到人类能动性以及人类对上述三方面进行调控的必然需求与客观事实，调控也是社会水循环研究的基本科学内容之一。1.2.1过程在过程研究中，社会水循环侧重对循环的各要素和环节进行细微剖析。（1）从空间上对社会水循环单元的“供-用-排”环节及过程进行属性细分，提取社会水循环单元的新陈代谢的关键特征；（2）从时间上研究社会水循环单元的产生、成长、成熟、衰退及消亡的过程，通过对社会水循环基本要素相互作用过程及其影响因素作用机制的分析，探索社会水循环过程的演变机理，寻找社会水循环的调控切

8、入点。了解社会水循环的新陈代谢过程对找到调控社会水循环的切入点，破解水问题具有重要的意义。以城市社会水循环为例。城市的社会水循环随城市发展而产生运行，并随着城市空间拓展及其结构演变、城市人口聚集与分散过程，城市水循环单元随之演变。一般而言，供水要素紧随甚至提前在城市拓展之前建立并不断完善，用水要素也随之出现、成长、成熟至稳定，排水要素随用水过程的发展而变化。供-用-排三要素及其过程的相互协调，对城市水循环的良性运行极为关键，对城市水循环各要素过程机制理解不透、对各循环要素的协调把握不准，是当前城