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引言
黄河流域人水关系极其复杂,而人水关系学是解决人水关系难点问题的有力工具。本研究首先对黄河流域人水关系历史演变过程进行梳理分析。其次,总结了处理黄河流域人水关系存在的若干代表性难点问题。此外,在论述人水关系学主要内容的基础上,从人水关系学视角探讨了黄河流域人水关系难点问题的可能解决途径。以黄河分水难题为例,对人水关系学的理论和方法体系开展具体、详尽的实例应用。最后,本文对人水关系学应用于复杂流域研究的可能性进行了分析,并提出了学科未来的研究展望。研究发现:
(1) 河流改道和不合理的人类活动是黄河流域生态演变的主要推动因素。目前黄河流域人水关系处于保护性协调阶段。
(2) 黄河流域人水关系存在诸多难点问题,形成完善的人水关系学科体系是突破人水关系难点问题的关键。
(3) 基于人水关系学制定的黄河分水方案与流域目前的用水格局比较契合。
(4) 人水关系学作为以人水系统为研究对象的新兴学科,其理论和方法体系对于其他复杂流域的人水关系研究也具有一定的可行性和普适性。
图文导读
1. 黄河流域人水关系的历史演变与代表性事件
黄河流域人水关系的历史演变和典型事件。
从古至今,中国历代人民为处理好黄河流域人水关系进行了艰苦探索,黄河流域复杂的人水关系演变过程,也是整个中国人水关系发展历史的缩影。黄河流域复杂的人水关系演变过程基本可以分为5个阶段:
(1) 低层次和谐阶段。原始社会时期至封建社会初期,人类生产力低下,对水系统影响较小,水系统在人水关系中呈现绝对的主导作用,黄河流域人水关系处于低层次的和谐阶段。
(2) 探索性发展阶段。从封建社会初期到封建社会末期,随着社会文明的发展和黄河流域生产力的不断提高,人文系统在人水关系中的作用逐渐增强,黄河流域人水关系处于探索性发展阶段。相较于上一阶段,该阶段人文系统对水系统的主观能动性得到全面发展,黄河流域人水关系的复杂性在这种探索性发展过程中不断加深。
(3) 失调性恶化阶段。从封建社会末期到20世纪末期,工业文明飞速发展,人文系统对水系统的能动作用进一步增强,在黄河流域人水关系中占据主导地位,但也为水系统带来一系列严重问题,黄河流域人水关系处于失调性恶化阶段。相较于上一阶段,该阶段人文系统对水系统呈现出掠夺式开发态势,各种人水矛盾相继出现,黄河流域人水关系在这种不可持续的开发过程中持续恶化。
(4) 保护性协调阶段。20世纪末期至21世纪30年代,随着治水思想的变化,黄河水资源开发利用模式经历了由“资源水利”向“生态水利”的转变,人文系统开始注重对水系统的保护,人水矛盾得到一定缓解,黄河流域人水关系处于保护性协调阶段。相较于上一阶段,该阶段人文系统对水系统呈现保护性开发状态,在人文系统的主观调控下,黄河流域人水关系得到较大改善,按目前发展态势,至21世纪30年代,黄河流域人水关系基本能够实现初步协调,但仍存在诸多难点问题有待解决。
(5) 高质量和谐阶段。21世纪30年代之后,黄河水资源利用和保护开始由“生态水利”向“智慧水利”转变,人文系统已经能够在保护水系统健康的前提下开展黄河流域的开发和保护,人水矛盾基本得到解决,黄河流域人水关系处于高质量和谐阶段。
2. 黄河流域人水关系难点问题及其本质
黄河流域人水关系的难点与实质。
黄河流域人水关系的和谐稳定对中国未来发展具有至关重要的作用,因此,解决黄河流域人水关系难点问题是实现高质量发展的必经之路。目前仍存在诸多亟待解决的难点问题和前沿问题,比如南水北调西线工程的论证问题、黄河分水问题、大型水利枢纽建设问题、洪涝与干旱灾害防治问题等。
上述难点问题的出现,其根源可以认为是人水关系的复杂性,但同时也暴露了人类对人水关系认识方面存在严重不足。对人水系统交互作用、水资源适应性利用、人水系统平衡、人水关系和谐演变等人水关系核心问题缺乏系统认知。此外,黄河流域人水关系问题涉及学科众多,仅从单一学科角度出发,解决难度较大。目前尚未形成一套完善的人水关系学学科体系和成熟的理论与方法体系,这是突破人水关系难点问题的关键。
3. 人水关系学框架
人水关系学科框架。
一个完善的学科体系至少包括5个要素,即明确的研究对象、具体的基本原理、相对完善的理论体系、一套方法论和广泛的应用实践。
(1) 人水关系学的研究对象。人水关系学的研究对象非常明确,即为人水系统。
(2) 人水关系学的基本原理。人水关系学的基本原理是对人水关系相互作用以及系统演变基本规律的诠释。依据人水系统内部的基本规律、作用关系和演变特性,总结出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。
(3) 人水关系学的理论基础。人水关系学是水科学十个分支学科以及社会学、经济学、系统科学等的交叉学科,涉及这些学科的理论方法多数都可以应用于人水关系的研究,因此,这些理论也是人水关系学的理论基础。此外,还有一些专门针对人水关系研究提出的理论,比如人水和谐论、人水系统论、人水博弈论、人水关系作用过程理论等。
(4) 人水关系学的方法论。水文学、水资源、水环境、水安全、水工程、水经济、水法律、水信息以及社会学、经济学、系统科学等学科的代表性方法论,多数都可以应用于人水关系的研究。此外,还有一些专门针对人水关系研究提出的方法,比如人水关系辨识方法、和谐评估方法、人水关系模拟方法、和谐调控方法等。
(5) 人水关系学的应用实践。人水关系学也是一门应用很广泛的学科,其代表性的应用实践包括:①分析人类活动对水系统的作用,评估人类活动的影响。②分析水系统对人类发展的制约作用,评估水系统承载能力。③建立人水关系的模拟模型,分析人水系统的演变趋势。④构建人水关系的支撑体系,应对水问题,制定水策略。
4. 黄河流域人水关系复杂性带来的难点问题解决途径
黄河流域复杂人水关系所带来难题的解决方案。
人水关系学科在解决人水关系难题方面具有突出优势。从人水关系学科的角度,选取黄河流域具有代表性的几个问题,介绍可能的解决方案。
5. 黄河分水原理示意图
黄河分水原理示意图。
黄河水量分配问题历来是流域人水关系的难点问题,也是黄河重大国家战略实施需要攻克的关键问题之一。黄河分水问题归根结底是人水关系问题,需要从人水关系学的角度去分析,如何协调人水关系、制定出切实可行的黄河分水新方案,对黄河流域未来发展至关重要。把黄河分水问题作为应用实例,从人水关系学视角下探讨黄河分水问题的解决方案。
结论
(1) 河流改道和不合理的人类活动是黄河流域生态演变的主要推动因素。黄河流域人水关系演变过程基本可分为低层次和谐阶段、探索性发展阶段、失调性恶化阶段、保护性协调阶段和高质量和谐阶段这5个阶段,目前黄河流域人水关系处于保护性协调阶段,随着理念和技术的进步,人水关系难点问题会被逐步攻克,未来黄河流域人水关系将进入高质量和谐状态。
(2) 黄河流域人水关系的复杂性带来了诸多难点问题,比如南水北调西线工程的论证问题、黄河分水问题、大型水利枢纽建设问题、洪涝与干旱灾害防治问题等。如何形成一套完善的人水关系学科体系以及对应的理论和方法体系,是突破人水关系难点问题的关键。
(3) 人水关系学发展至今,已基本具备了明确的研究对象、具体的基本原理、相对完善的理论体系、一套方法论和广泛的应用实践。从人水关系学角度提出了黄河流域人水关系四大难点问题的可能解决途径。基于人水关系学视角得到的新分水方案与目前流域用水格局比较契合。
(4) 除黄河流域外,其他典型流域也存在不同程度的人水关系问题。人水关系学的理论和方法体系对于长江流域、尼罗河流域、密西西比河流域等复杂流域的人水关系研究也具有一定的可行性和普适性。人水关系学作为以人水系统为研究对象的新兴学科,在解决流域人水关系难题方面具有突出优势,但仍处于初步发展阶段,其理论、方法、应用研究仍需进一步丰富。
原文选自 Water 期刊
Zuo, Q.; Zhang, Z.; Ma, J.; Li, J. Solutions to Difficult Problems Caused by the Complexity of Human–Water Relationship in the Yellow River Basin: Based on the Perspective of Human–Water Relationship Discipline. Water 2022, 14, 2868.
Water 期刊介绍
主编:Jean-Luc PROBST, University of Toulouse, France
期刊涵盖所有水资源领域相关的科学技术,主要包括全球和区域水循环的可持续管理,水资源及其与粮食、能源、生物多样性、生态系统功能和人类健康的互联。期刊鼓励领域内研究人员发表实验、理论、建模和大数据等相关研究成果。
2021 Impact Factor:3.530
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