社會(huì)水循環(huán)理論課件

社會(huì)水循環(huán)理論小組成員：李磊12011245022汪超12011245010彭博12011245001

目錄一、社會(huì)水循環(huán)的基本內(nèi)容二、社會(huì)水循環(huán)影響因素的耦合分析三、社會(huì)水循環(huán)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題

四、社會(huì)水循環(huán)研究的前沿領(lǐng)域

工業(yè)革命以來(lái)，全球經(jīng)濟(jì)總量迅速增加，人類(lèi)用水規(guī)模和干擾自然水系統(tǒng)的深度得到前所未有的提高，不合理的水資源利用引發(fā)了一系列以水短缺、水污染和水生態(tài)系統(tǒng)退化、并日益成為人類(lèi)持續(xù)發(fā)展“瓶頸”的諸多水問(wèn)題；在很多地區(qū)，人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)已成為影響水系統(tǒng)演化的主導(dǎo)力量。系統(tǒng)開(kāi)展社會(huì)水循環(huán)研究，建立社會(huì)水循環(huán)研究科學(xué)體系，已成為解決水資源問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)以水資源可持續(xù)利用保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)性關(guān)鍵科學(xué)命題之一。一、社會(huì)水循環(huán)的基本內(nèi)容

人類(lèi)社會(huì)為了滿足生活和生產(chǎn)的需求，要從各種天然水體中取用大量的水。這些生活和生產(chǎn)的用水經(jīng)過(guò)使用以后成為生活污水和生產(chǎn)廢水。它們被排放出來(lái)，最終又流入天然水體。這樣，水在人類(lèi)社會(huì)中也構(gòu)成了一個(gè)局部的循環(huán)體系，這就叫做水的社會(huì)循環(huán)社會(huì)水循環(huán)的定義：社會(huì)水循環(huán)的基本分類(lèi)廣泛性

復(fù)雜巨系統(tǒng)之開(kāi)放性驅(qū)動(dòng)機(jī)制二元性循環(huán)方向不確定性路徑依賴性社會(huì)水循環(huán)的基本特征增值性傳遞性外部性取水制水配水供水TEXTADDCOsNTENTS農(nóng)業(yè)耗水工業(yè)耗水生活耗水人工景觀生態(tài)耗水用水廢污水收集處理排水排水社會(huì)水循環(huán)的基本要素：

社會(huì)水循環(huán)的基本要素包括供（取、配）水、用（耗、回用）水和排（處理）水，并對(duì)應(yīng)為社會(huì)水循環(huán)的3個(gè)基本過(guò)程，即供水過(guò)程、用水過(guò)程和排水過(guò)程。自然因素社會(huì)因素社會(huì)水循環(huán)的影響因素區(qū)域位置水資源稟賦氣候變化人口經(jīng)濟(jì)水平科技水平制度與管理水平水價(jià)值與水文化影響因素社會(huì)水循環(huán)影響因素的耦合分析社會(huì)水循環(huán)各影響因子之間不僅彼此相關(guān)，而且還有極為緊密的耦合關(guān)聯(lián)作用：如圖1所示區(qū)域位置從總體上框定了社會(huì)水循環(huán)的范疇，水資源稟賦也基本決定了社會(huì)水循環(huán)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展類(lèi)別，如是否可以發(fā)展耗水密集型產(chǎn)業(yè)，是否適合布局高污染產(chǎn)業(yè)等等；氣候變化改變地理環(huán)境和自然主循環(huán)，增加社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的脆弱性，同時(shí)人類(lèi)也相應(yīng)采取適應(yīng)性對(duì)策來(lái)應(yīng)對(duì)或減緩區(qū)域本身及全球氣候變化新增的脆弱性，如改變?nèi)∷?、用水和排水行為，將科技全方面全過(guò)程地推廣到社會(huì)水循環(huán)中。二元水循環(huán)

水在社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程與水在自然界中的運(yùn)動(dòng)過(guò)程一樣也具有循環(huán)性特點(diǎn)社會(huì)水循環(huán)通過(guò)取用水排水與自然水循環(huán)相聯(lián)系這兩個(gè)方面相互矛盾相互依存相互聯(lián)系相互影響構(gòu)成了矛盾著的統(tǒng)一體水循環(huán)的整體即二元水循環(huán)系統(tǒng)其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖二元水循環(huán)

二元水循環(huán)模式是對(duì)“天然-人工”二元力驅(qū)動(dòng)的水循環(huán)系統(tǒng)的抽象概括,典型的循環(huán)模式見(jiàn)圖2.參與水循環(huán)的水汽來(lái)主要源于兩個(gè)途徑:隨季風(fēng)而來(lái)的海洋水汽(SCW)和流域內(nèi)的蒸騰蒸發(fā)(ETW).水汽通過(guò)凝結(jié)降水(PW)到達(dá)地面,分三條路徑回歸大氣或海洋:(1)降水?土壤水(地下水)?植被水?大氣圖1海河流域二元水循環(huán)示意圖水,這條路徑的通量為ETNW;(2)降水?徑流(地下水)?人工取水?排水(或蒸發(fā))?入海(或進(jìn)入大氣),這條路徑的通量為SW,其中以蒸發(fā)的形式回歸大氣的水量為ETAW,通過(guò)下滲回補(bǔ)地下水的水量為IW,以排水的形式入海的水量為drW;(3)降水?徑流?入海,這條路徑的通量為nrW.在半干旱半濕潤(rùn)流域,降水量PW相對(duì)較少,由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活所需要的社會(huì)水循環(huán)通量SW較大,僅由降水性水資源無(wú)法支撐流域的可持續(xù)發(fā)展,于是隨著人類(lèi)干擾程度的加深,出現(xiàn)了地下水超采(GWΔ)和跨流域調(diào)水(TW)兩個(gè)新的水源項(xiàng).同時(shí)流域內(nèi)的水汽在季風(fēng)的作用下會(huì)向外耗散,形成一個(gè)水汽耗散項(xiàng)LW.在水循環(huán)的水質(zhì)演變方面,由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用水的劣變特性,社會(huì)水循環(huán)的排水含有大量污染物(WC),使得入海徑流(rW)的水質(zhì)變差.二元水循環(huán)模式圖二元水循環(huán)理論研究現(xiàn)狀

到目前為止，國(guó)內(nèi)外多數(shù)水資源定量研究與實(shí)踐均是基于一元自然驅(qū)動(dòng)的“實(shí)測(cè)-還原-建模-調(diào)控靜態(tài)模式”即國(guó)內(nèi)外水資源相關(guān)研究大都是建立在自然水循環(huán)的基礎(chǔ)上，人類(lèi)活動(dòng)對(duì)水循環(huán)的影響通過(guò)還原予以扣除但這種研究方法存在以下缺陷，簡(jiǎn)單還原不能充分反映人類(lèi)活動(dòng)對(duì)產(chǎn)匯流過(guò)程的影響效用更不能刻畫(huà)出具體的影響過(guò)程，還原方法的計(jì)算精度問(wèn)題迄今尚未得到完善解決，我國(guó)開(kāi)展的水資源規(guī)劃一直沿用水文要素的年際變化具有隨機(jī)性這一假設(shè)但在日趨劇烈的人類(lèi)活動(dòng)影響下上述系列同一性假設(shè)的前提已不復(fù)存在因此為了反映水循環(huán)的實(shí)際情況，更好地為解決水資源問(wèn)題服務(wù)二元水循環(huán)的研究就顯得尤為重要目前二元水循環(huán)理論的研究還較少，基本處于起步階段為了更好地研究二元水循環(huán)理論應(yīng)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，國(guó)家基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)整備和計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)開(kāi)發(fā)?！白匀弧鐣?huì)”二元水循環(huán)耦合規(guī)律研究

該項(xiàng)目擬在分析經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與水循環(huán)演變之間相互作用關(guān)系基礎(chǔ)上，辨識(shí)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)水循環(huán)產(chǎn)生影響的因子，系統(tǒng)認(rèn)知社會(huì)水循環(huán)的驅(qū)動(dòng)機(jī)理，提出經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)自然水循環(huán)的驅(qū)動(dòng)效應(yīng)以及水循環(huán)過(guò)程的響應(yīng)機(jī)制，構(gòu)建系統(tǒng)的“自然—社會(huì)”二元水循環(huán)理論，并以渭河流域?yàn)檠芯繉?shí)例，研究經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展條件下“自然—社會(huì)”二元水循環(huán)演變趨勢(shì)，探討解決流域水資源危機(jī)的途徑和方法，為北方缺水流域的水資源綜合管理和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供重要的科學(xué)依據(jù)。國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展

國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

在中國(guó)，許多城市將廢水循環(huán)利用作為滿足日益增長(zhǎng)水資源需求的一項(xiàng)重要的戰(zhàn)略措施，對(duì)于水資源節(jié)約利用、社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)水循環(huán)利用的研究也逐漸開(kāi)展起來(lái)，但仍處于起步階段，研究深度不夠，成果較少。代表成果主要有：陳志愷的“堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀建設(shè)節(jié)水防污型社會(huì)研究”，賈紹鳳的“社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)水循環(huán)研究進(jìn)展”和陳琨的“我國(guó)實(shí)施水循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的途徑”等，這些成果對(duì)節(jié)水型社會(huì)的建立、社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)水循環(huán)的研究方向、社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)水循環(huán)的評(píng)價(jià)、水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式進(jìn)行了研究。國(guó)外研究進(jìn)展

國(guó)際上以社會(huì)水循環(huán)系統(tǒng)為對(duì)象的研究主要集中在近十年，以社會(huì)水循環(huán)系統(tǒng)整體為對(duì)象的研究尚不多見(jiàn)。Falkemark研究了社會(huì)側(cè)支與自然水循環(huán)之間的相互作用；日本“構(gòu)”筑健全的水循環(huán)系統(tǒng)省廳聯(lián)席會(huì)”，提出了宏觀（海洋—陸地水分交換與循環(huán)）、中觀（區(qū)域“自然—社會(huì)”二元耦合循環(huán)）和微觀（家庭或是商業(yè)建筑等單元的內(nèi)部循環(huán)）3個(gè)尺度的水循環(huán)；Merrett就如何構(gòu)建區(qū)域社會(huì)水循環(huán)的通量（包括真實(shí)水和虛擬水）平衡分析框架方面進(jìn)行了初步的探索。用水零增長(zhǎng)問(wèn)題社會(huì)水循環(huán)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題人水和諧用水配置社會(huì)水循環(huán)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題藍(lán)水、綠水、虛擬水與糧食安全問(wèn)題水生態(tài)與水環(huán)境安全問(wèn)題社會(huì)水循環(huán)研究的前沿領(lǐng)域

（1）自然水循環(huán)系統(tǒng)與社會(huì)水循環(huán)系統(tǒng)之間的耦合機(jī)理及平衡-約束