人水关系学

 

 
 

 

 

 

 
   

       

  于2021年首次提出人水关系学,阐述了人水关系学的构建思路和学科体系[1],于2022年提出了人水关系学的基本原理及理论体系框架[2],阐述了其学科分支[2]和主要研究方法[3],以及基于人水关系学研究复杂水问题的解决途径[4],阐述了人水关系作用机理[5],介绍了人水关系学的英文定义、人水关系科学的研究思路,并在黄河流域应用[6]。 专著[7]。

 

以下引自文献[1][2][3][4][5][6]

 

1 人水关系学的概念

 

  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。人水关系的研究内容非常丰富,急需要构建一个完善的学科体系,因此,提出人水关系学,并给出如下定义:

  人水关系学(human-water relationship discipline)是指,尊重水系统自然规律与经济社会发展规律,借鉴水科学理论和多学科方法,来研究人水系统的作用机理、变化过程、数学模拟、科学调控、政策制度等理论方法的一门交叉学科,并运用这些理论方法为人类科学认识人水关系、应对水问题、制定水策略服务的知识体系。[1]

      Human–water relationship discipline is an interdiscipline that respects the natural laws of water systems and economic development, and draws on water science theory and multidisciplinary approaches to study the mechanisms, change processes, numer-ical simulation and scientific regulation of human–water system. In addition, human system can use these theories and methods to address human–water relationship problems and develop water strategies [6].

 

人水关系作用机理图[5]

 

2 人水关系学的框架

 

  一个完善的学科体系至少包括4个要素,即明确的研究对象、相对完善的理论体系、一套方法论和广泛的应用实践。显然,人水关系学具备了4要素,学科体系框架如图所示。

人水关系学学科体系图[1]

 

3 人水关系学的分支学科

 

人水关系学的分支学科[2]

 

4 人水关系学的基本原理

 

人水关系学的基本原理[2]

 

1人水关系交互作用原理

人水关系交互作用普遍存在,是人水关系的最基本特征,可以说,所有的人类活动都或多或少影响到水系统,水系统及其变化也会影响或制约着人文系统的发展。例如,闸坝建设、闸坝调度对河流水质、水量以及相关联的水生态系统带来变化,至于这种变化是正面的还是负面的,需要进一步分析;城市化建设,改变了地表径流和地下径流形成相关联的下垫面,影响到水系统的形成结构和特性,导致水系统变化,如暴雨形成的时间缩短、洪峰增加。再列举一个水系统作用的例子,假如气候变化导致径流量减少,自然就影响到人类用水更加紧张,水资源承载力下降。因此,基于这一原理,必须承认人类活动或多或少都会对水系统带来影响。

2人水系统自适应原理

人水系统是一个巨系统,受到任何外界或内部营力的作用,都会按其自身的变化规律而变化,人水系统会表现出一定的“韧性”,来减小带来的影响,适应条件的变化。这就是人水系统自适应原理。

3人水系统平衡转移原理

由于存在人水关系交互作用原理、人水系统自适应原理,人水系统在一定时间空间范围内,就可以达到一种相对平衡状态;如果外界或内部营力发生变化,平衡状态就可能被打破,在一定条件下慢慢又形成一种新的相对平衡状态。也就是说,从一种平衡状态转移到另一种平衡状态,这就是人水系统平衡转移原理。

4人水关系和谐演变原理

人水和谐状态是人水关系追求的一种良性循环状态。在一定条件下,人水关系总会发生变化并演变到和谐状态。人水关系和谐演变原理揭示人水关系演变规律以及人水关系走向和谐状态的基本规律[22]。也就是说,在人水关系发展过程中,在经历了人水关系恶性循环阶段之后,都希望改善人水关系,走人水和谐之路。

 

5 人水关系学的理论体系

 

1 理论基础

人水关系学是基于水文学、水资源、水环境、水安全、经济学、社会学等学科发展起来的一门交叉学科,这些基础学科是人水关系学的理论基础。

2 基本理论

概括为8个基本理论,有些是比较成熟的理论,有些是本文新提出的。

a. 人水系统论。人水系统论就是把系统论理论方法应用于人水系统中,解决人水系统中广泛存在的系统科学问题和技术问题。如水资源系统分析、水资源系统优化配置、水库群优化调度、河湖水系连通方案优化、地表水-地下水联合调度、水-能源-粮食耦合分析、水系统模型参数优化、水资源开发利用综合评价等。

b. 人水控制论。人水控制论是控制论在人水系统中的应用,大致兴起于20世纪90年代,比如,研究内容有水资源调控、水资源优化控制、水力控制论等。如多水源联合调度、调水工程自动控制系统、闸坝调度、多级水力发电站联合调度等。

c. 人水和谐论。人水和谐论是笔者于2009年提出的一门专门研究人水和谐问题的理论方法体系。到2018年,人水和谐论框架已基本形成,包括明确的研究对象、基本概念、主要理念、理论体系、方法论和应用实践[22]。如区域/流域和谐水平评价、水资源规划、水战略制定、跨界河流分水、河湖水系连通布局、调水工程运行管理、水旱灾害应对、经济与生态用水协调、经济社会供需水平衡分析、水资源开发与保护协调等。

d. 人水博弈论。人水博弈论是博弈论在人水系统中的应用,大致兴起于20世纪90年代,如跨界河流分水、水资源分配、水权分配、水市场构建、生态补偿价格制定、调水工程水源区与受水区利益分析、水--火电收益分配、水战略制定、水资源规划、水旱灾害应对、水资源开发策略、工程项目监管、水污染治理、水资源冲突与合作等。

e. 人水协同论。人水协同论是协同论在人水系统中的应用,大致兴起于20世纪90年代,如水资源协同配置、水资源协同发展模式,水环境多部门协调治理,水污染治理协同立法、协同治理、协同保护,人水系统协同演化与调控,水-能源-粮食协同安全,用水过程协同优化调控等。

f. 水危机冲突论。水危机是指在发生自然灾害或经济社会突发事件时,对正常的水供给或水灾害防御造成威胁的状态。显然,在水危机应对中可以借鉴冲突论的思路和成果。因此,本文提出水危机冲突论的设想,建议学者开展这方面的研究。根据笔者的理解,至少可以开展以下研究:暴雨、山洪、城市内涝、干旱、台风、地震、泥石流等自然灾害应对,人为水污染、水工程破坏、供水设施破坏等危机应对,疾病、恐怖活动、爆炸等引发水污染、供水危机等应对,国际形势突变带来水危机的应对等。

g. 人水关系辩证论。人水关系复杂,需要运用自然辩证法的思想来分析人水关系问题,寻找解决人水关系问题的途径。因此,本文提出人水关系辩证论,就是运用自然辩证法来研究人水关系问题。根据笔者的理解,至少可以开展以下研究:水资源短缺分析与应对、洪涝灾害分析与应对、河湖水系连通分析与规划、分水制度分析与制定、水处理路径分析与选择、水资源开发利用途径选择与分析、水污染源与水环境治理辩证关系、水坝建设利弊分析、节水与用水辩证分析、经济用水与水资源保护辩证分析、水-能源-粮食辩证关系分析、治水方略制定等。

h.人水关系可持续发展论。可持续发展是一种既满足当代人的需求又不对后代人满足其需求产生危害的发展模式,其理念得到国际社会的广泛认可。人水关系持续发展论,就是运用可持续发展思想和理论来研究人水关系问题。根据笔者的理解,至少可以开展以下研究:水资源可持续利用评价、规划、管理、对策,水资源承载能力与水资源配置,水污染治理、水旱灾害防治,水资源利用、保护、开发方略制定,河湖水系连通工程规划,水生态文明建设,最严格水资源管理、河长制实施等。

 

6 人水关系学的方法论

 

人水关系学的方法论[4]

 

 

7 基于人水关系学研究黄河流域难点问题

 

Solutions to the difficult problems caused by the complexity of human–water relationship in the Yellow River Basin.[6]

 

  

引用文献:

 

[1] 左其亭. 人水关系学的学科体系及发展布局[J]. 水资源与水工程学报, 2021, 32(3): 1-5. 

[2] 左其亭. 人水关系学的基本原理及理论体系架构[J]. 水资源保护, 2022, 38(1) : 1-6+25.

[3] 左其亭, 李倩文, 马军霞. 人水关系学的研究方法及应用前景[J]. 水电能源科学,2022, 40(05): 38-41+117.

[4] 左其亭. 水科学的核心与纽带——人水关系学[J]. 南水北调与水利科技(中英文),2022, 20(1): 1-8.

[5] 左其亭, 李佳伟, 于磊. 黄河流域人水关系作用机理及和谐调控[J]. 水力发电学报,2022, 41(2): 1-8.

[6] Qiting Zuo, Zhizhuo Zhang, Junxia Ma, Jiawei Li. 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 [J]. Water, 2022, 14(18), 2868: 1-23.   

[7]左其亭著,人水关系学,中国水利水电出版社,2023

 

 

 
 

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