水资源的基本理论

浅谈二元水循环的水资源配置水是生命之源，是人类社会发展的基础，其重要性已毋庸置疑。

而在水资源供需矛盾日渐尖锐的今天，研究利用现有水利工程的优化调度，协调缺水与洪灾之间的矛盾，是投资小、回报高，且不破坏生态环境的方法，不失为解决水问题的有效途径之一。

基于二元模式配置理论认为，流域是由社会经济系统、生态环境系统和水资源系统组成。

天然水循环支撑了生态环境系统，同时水资源开发利用在天然水循环的大框架内形成了人工侧支水循环，与天然水循环共同支撑着社会经济系统的发展，并由此形成了流域水资源演化的二元结构。

且随着城市化进程和人类活动的加快，人工侧支水循环的影响愈发突出。

故将水资源二元演化理论与方法应用于区域水资源优化配置中，从而实现广义水资源高效利用，使区域水资源—经济—生态复合大系统最有发展的目的，是很有理论以及现实意义的。

本文综合概述了二元水循环理论在水资源优化配置中的研究现状和意义。

1 国内外水资源配置进展水资源短缺与水环境恶化问题已严重影响了我国经济社会的可持续发展。

区域水资源配置是从最初的水量分配到目前协调考虑流域和区域社会经济、环境和生态各方面需求进行有效的水量调控。

水资源配置研究日益受到重视。

目前，水资源开发利用和人类活动结合日趋紧密，影响因素逐渐增多，导致其结构更趋复杂，这就促使在水资源天然循环和供用耗排人工侧支循环的统一框架下完成水资源配置。

对于水资源合理配置的含义，不同阶段有不同学者提出自己的见解。

一般认为水资源配置是指在流域或特定的区域范围内，遵循有效性、公平性和可持续性原则。

利用各种工程和非工程的措施，按照市场经济规律和资源配置准则，通过合理抑制需求、保障有效供给、维护和改善生态环境质量等手段和措施，对多种可利用水源在区域间和各用水部门间进行的调配。

水资源配置中必须考虑水量的需求与供给、水环境的污染与治理、水与生态三重平衡关系。

国外对水资源优化配置的研究始于20世纪60年代初，此后线性规划、动态规划、多目标规划和群决策等方法先后被广泛应用。

现代水文水资源学科体系及研究前沿和热点问题一、本文概述随着全球气候变化的加剧和人类社会对水资源需求的日益增长，现代水文水资源学科面临着前所未有的挑战与机遇。

本文旨在全面梳理现代水文水资源学科的体系框架，深入剖析其研究前沿和热点问题，以期为相关领域的研究者和实践者提供有价值的参考。

本文将首先回顾水文水资源学科的发展历程，阐述其基本概念和研究范畴，明确学科的定位与使命。

在此基础上，将重点分析现代水文水资源学科的研究前沿，包括气候变化对水文循环的影响、水资源评价与管理、水生态系统保护与恢复、水文极端事件与灾害风险评估等方面。

本文还将探讨当前水文水资源领域面临的热点问题，如水资源短缺与危机、水权与水市场、水资源利用效率与可持续性等。

通过对现代水文水资源学科体系及研究前沿和热点问题的系统梳理和深入剖析，本文旨在促进相关领域的学术交流与合作，推动水文水资源学科的创新与发展，为全球水资源的可持续利用和管理提供科学支撑。

二、现代水文水资源学科体系随着科学技术的快速发展和全球水资源问题的日益凸显，现代水文水资源学科体系已逐渐形成为一个综合性的、多学科的交叉领域。

它不仅涵盖了传统的水文学和水资源学内容，还融入了环境科学、生态学、地理学、气象学、社会学、经济学等多个学科的知识和方法。

现代水文水资源学科体系的核心在于对水循环过程的深入理解和模拟，包括降水、蒸发、入渗、径流等各个环节。

在此基础上，学科体系进一步扩展至水资源的评价、规划、管理、保护等方面，形成了水资源工程学、水资源管理学、水资源经济学、水资源生态学等分支学科。

同时，现代水文水资源学科体系还注重与其他相关学科的交叉融合。

例如，通过与环境科学的结合，研究水资源的污染与治理；通过与生态学的结合，探讨水资源开发与生态保护的平衡；通过与气象学的结合，分析气候变化对水资源的影响；通过与社会学和经济学的结合，评估水资源的社会经济价值及其合理配置。

在研究方法上，现代水文水资源学科体系强调定量分析与定性分析相结合，注重数据的采集与处理、模型的构建与验证，以及预测与决策支持系统的开发与应用。

公众参与理论、方法及其在水资源集成管理公众参与理论及方法在水资源集成管理中的应用水资源是人类生存和发展的基本条件之一，而水资源的管理和利用则关系到广大公众的切身利益。

因此，在水资源的管理和决策过程中，公众参与理论及方法的应用具有重要意义。

本文将探讨公众参与理论及方法在水资源集成管理中的应用。

一、公众参与理论公众参与理论主要包括民主理论、规划理论和环境公平理论等。

民主理论认为公众有权利参与水资源管理和决策过程，并通过参与来实现公共利益。

规划理论则强调公众参与是水资源决策的重要组成部分，可以提高决策的效果和可持续性。

环境公平理论强调公众参与的目的是为了保障人们的权益和满足社会公平的要求。

二、公众参与方法1.信息公开和传播公众参与的第一步是向公众提供相关的信息，并确保信息的公开和透明。

水资源的管理和决策涉及到各方面的知识和信息，只有通过向公众公开信息，才能确保公众能够了解决策的背景和影响，从而做出有根据的决策。

2.公众讨论和意见征求公众参与的核心是听取公众的声音和意见。

通过组织公众讨论会、座谈会、研讨会等形式，可以征求公众对水资源管理和决策的意见和建议。

通过开展问题引导的讨论，可以促使公众在决策过程中发表意见，并对决策进行评估和改进。

3.社区和利益相关者参与水资源的管理和决策不仅仅是一个技术问题，还涉及到社会经济、文化和生态等多个方面的利益。

因此，为了有效地开展公众参与，需要将社区和利益相关者纳入参与的范围，让他们直接参与决策的制定和实施过程，并积极听取他们的意见和建议。

三、公众参与在水资源集成管理中的应用1.方案的制定和评估水资源集成管理涉及到多个领域和利益相关者的利益。

通过公众参与，可以将各方面的意见和建议结合起来，制定出更加科学和公正的决策方案。

同时，公众的参与也可以提高方案的可行性和可接受性，降低决策过程中的冲突和矛盾。

2.决策的实施和监测公众参与不仅仅是在决策过程中的一次性参与，还应该延续到决策的实施和监测阶段。

水资源管理的数据模型与算法随着人们对环境保护意识的提高，水资源管理逐渐成为各国政府和社会各界关注的热点，其重要性也日益凸显。

为了更好地管理和利用水资源，建立一个高效的水资源管理系统是必不可少的。

而这个系统的核心是合理的数据模型和算法。

一、水资源管理的数据模型数据模型是指对于一定范围的系统的描述，在将现实系统抽象为数学或逻辑模型的基础上，利用模拟的方法对其进行运算和处理，从而为管理者提供决策依据。

水资源管理的数据模型主要包括水文数据模型、水资源评价模型、水质模型及水量分配模型等。

水文数据模型主要用于描述水文过程，根据分析得到的水文数据，建立水位-流量关系曲线，预报未来可能发生的地质灾害，包括洪水、干旱、水文气候变化等。

水质模型主要是对当地水质情况进行建模，评估水体的水质状况以及对该地区生态环境的影响。

水资源评价模型包括对水环境、水文、水土资源等进行评价，并对不同因素进行量化，明确其对整个水资源系统的影响。

水量分配模型是通过对一些相关的参数进行计算，确定水的分配方案，比如水库水位调度、基本供水量等。

二、水资源管理的算法随着时代的发展，在数据分析领域中出现了许多优秀的数据分析算法，这些算法都可用于水资源管理。

例如，聚类算法可用于水资源评估，通过聚类分析得到不同水体所属的类别和属性，并根据不同类别的特征来建立不同的管理措施，实现更科学的水资源管理。

基于GIS技术的空间分析算法，可以实现对水资源的定量和定性评估分析。

另外，模糊数学算法也是进行水资源管理的重要算法之一。

模糊理论是由扎德提出的，它是对连续变量的灰色处理方法。

通过运用模糊数学算法，可以有效的处理数据不确定性问题，提高数据处理的精度和适用性。

因此，模糊理论在水资源管理中得到广泛的应用，如对水质评价、水土资源分析以及水文数据分析等领域。

三、结语水资源管理对世界各国都具有重大意义，建立高效的水资源管理系统需要科学的数据模型和算法支持。

水文数据模型、水资源评价模型、水质模型及水量分配模型等可以更好的帮助水资源管理部门进行决策；聚类算法、GIS技术的空间分析算法和模糊数学算法等则能更精细化的处理数据问题。

第一章绪论1.简述水资源的含义、分类、特征？含义：人类生产生活及生命生存，不可替代的自然资源和环境资源是在一定的经济技术条件下能够为社会直接利用或待利用，参与自然界水分循环影响国民经济的淡水。

分类：地表水和地下水资源；天然水资源和调节性水资源；消耗性和非消耗性水资源。

特征：资源的循环性、储量的有限性、时空分布的不均匀性、利害两重性、用途广泛性、不可替代性、水量的相互转化性。

3.简述中国水资源状况及开发利用存在问题？状况：人均占有量不足；时间、空间分布极不均匀；空间：耕地面积和水，河流分配。

时间：夏多冬少；水系：湖泊较多，多数分布在湿润区。

干旱、半干旱地区河流稀少。

开发利用存在问题：需水量不断增加，供需矛盾尖锐，南方水质型、北方水量型缺；污染继续发展，加剧水资源缺乏；用水浪费，利用率偏低；干旱、半干旱地区水资源过度开发，环境问题突出，地下水利用程度过高；管理水平有待提高，4、简述中国水资源面临的挑战？水旱灾害依然频繁并有加重趋势/农业用地减少农业用水短缺程度加剧/水土流失尚未得到有效控制，生态脆弱/污染负荷急剧增加，加重了水体污染第二章水循环及水资源形成3、简述全球水资源状况及开发利用趋势？状况：全球农业用水占第一位（69%），工业用水第二位（23%）可复原比例最高，居民用水第三位（8%）人均占有量不断提高；世界各地用水量差异极大，发达国家多为工业用水54%，发展中国家多为农业用水80%；近年来用水量发展中国家增加幅度达，发达国家趋于稳定。

开发利用趋势：农业用水量及农业用水中不可复原的水量最高/工业用水由于不可恢复水量最低，将提高工业用水技术、降低用水量定额、加大节水力度、大幅度提高用水重复利用率/水资源的开发将更为重视经济、环境与生态的良性协调发展。

5、简述地表水资源的类型与形成河流、湖泊、沼泽、冰川、永久积雪。

陆地上的水通过蒸发作用（江、河、湖、水库等蒸发）上升到大气中形成积云，然后以降水的形式降落到陆地表面形成径流。

水利专业知识水资源一、水资源及其评价水作为大自然赋予人类的宝贵财富，一直与人类的生存息息相关，自从有人类以来，人们就十分关注水的问题。

但是“水资源”（Water Resources）一词，却是近一二十年才被引起重视的。

关于水资源含义的解释有几十种之多，一般分为广义和狭义的概念。

狭义的水资源是指可供人类直接利用，能不断更新的天然淡水。

这主要指陆地上的地表水和地下水。

广义的水资源是指自然界任何形态的水，包括气态水、液态水和固态水。

《水法》中规定：水资源包括地表水和地下水。

第二部分水利专业知识第一章水资源水资源具有补给的循环性、变化的复杂性、利用的广泛性和利害的双重性等特点。

水资源在自身的循环过程中可不断的恢复和更新，在时空分布上具有明显的不均衡性，在生产生活中水的利用无处不在，同时水的多寡也是一把双刃剑，水利和水害双重性十分明显。

水资源评价是对某一地区或流域水资源的数量、质量、时空分布特征、开发利用条件、开发利用现状和供需发展趋势作出的分析估价。

它是在水资源不断开发、用水量不断增长、水污染加重、水供需矛盾不断突出、水生态环境不断恶化的背景条件下发展起来的，是合理开发利用和保护水资源的基础工作，为水利规划提供依据。

二、水功能区划从水资源保护和管理的角度，根据社会经济发展需要，合理划分水功能区，制定水功能区管理办法，拟定各功能区的目标，进而分析计算水域使用功能的纳污能力，并据此提出近期和远期不同水功能区的污染物控制总量及排污消减量，为水资源保护提供监督管理的依据，确定规划目标的实现和水资源的永续利用，保障我国经济、社会与环境协调发展。

水功能区划为水资源保护、水污染防治和水资源开发利用提供了科学依据。

水功能区划按有关程序由国家颁布实施，作为水资源开发、保护的法律依据。

根据我国河流特点和经济社会发展对流域水资源配置和有效保护的要求，将全国水域划分为一、二两级水功能区。

一级区在宏观上解决水资源开发利用与保护之间的关系，协调地区间关系；二级区主要协调用水部门之间关系。

水资源规划及管理课程设计一、课程设计主题本课程设计的主题是水资源规划及管理。

水资源是人类社会生存、发展所必需的一种自然资源，如何有效利用和保护水资源是各国都面临的重要问题。

本课程将主要介绍水资源规划的相关知识、方法和工具，以及水资源管理的经验和实践案例。

二、课程设计目标通过本课程的学习，学生应该能够：1.掌握水资源的相关概念、分类、分布和变化规律；2.理解水资源规划的概念、原则、方法和应用领域；3.学习水资源管理的基本理论、模式和实践技术；4.能够运用所学知识和方法，进行水资源规划和管理案例分析，并提出科学合理的意见和建议。

三、课程设计内容本课程的主要内容包括：1.水资源的概念、分类、分布与变化；2.水资源规划的概念、原则、方法和应用领域；3.水资源管理的基本理论、模式和实践技术；4.案例分析和综合实践。

下面分别对各部分的内容进行详细介绍。

3.1 水资源的概念、分类、分布与变化本部分将主要介绍水资源的概念、分类、分布和变化规律。

包括：水资源的定义和概念；水循环的过程和特点；水资源的分类和分布规律；水资源的供需关系和变化趋势。

3.2 水资源规划的概念、原则、方法和应用领域本部分将主要介绍水资源规划的概念、原则、方法和应用领域。

包括：水资源规划的定义和概念；水资源规划的原则和基本要求；水资源规划的方法和步骤；水资源规划的应用领域和效果。

3.3 水资源管理的基本理论、模式和实践技术本部分将主要介绍水资源管理的基本理论、模式和实践技术。

包括：水资源管理的概念和目标；水资源管理的模式和体系；水资源管理的实践技术和方法；水资源管理的评价和监测。

3.4 案例分析和综合实践本部分将组织学生进行水资源规划和管理案例分析，并结合实际情况开展综合实践活动。

通过案例研究和实践活动，提高学生的综合应用能力和创新思维。

四、课程设计方法本课程将采用多种教学方法，包括：1.课堂讲授：介绍理论知识和方法，并组织讨论和演示；2.群体讨论：引导学生分享自己的经验和思考，培养创新精神和合作能力；3.案例分析：选取典型案例进行讲解和分析，以加深学生的理解；4.综合实践：学生分组开展水资源规划和管理项目，进行实地考察和数据收集，并撰写调研、评估和规划报告。

109第2卷　第26期产业科技创新　2020，2（26）：109~111Industrial Technology Innovation *基金项目：湖南省自然资源厅自然资源科研项目（2020-25）；国家自然科学基金青年基金项目（41801183）；湖南省社科基金青年基金项目（18YBQ131），湖南省社会科学成果评审委员会一般项目（XSP18YBZ027）。

作者简介：胡文敏（1985- ），男，回族，湖南常德人，博士，副教授，主要从事土地规划、土地生态方面研究。

**通信作者：袁淑君（1983- ），女，湖南邵阳人，硕士，副教授，主要从事土地利用规划方面研究。

水资源、水环境、水生态承载力评价研究综述*胡文敏1,3，欧阳绿茵1，付钰珊1，袁淑君2**（1.中南林业科技大学 林学院，湖南　长沙　410004；2.湖南工程职业技术学院，湖南　长沙　410151；3.中国林业科学研究院 资源信息研究所，北京　100001）摘要：水承载力由于视角和理论的不同，概念与方法的认知存在差异，文章总结了影响三种水承载力的因素，对比了不同水承载力评价指标体系，分析了不同视角下的水承载力适用性。

探讨了传统方法与新方法的优缺点，结果表明不同方法的耦合将成为一种必然的趋势，时间尺度上，较长的时间尺度上的水承载力衡量，以及以流域与行政区划为主的空间尺度成为未来研究的主要方向。

关键词：水资源承载力；水环境承载力；水生态承载力；指标评价体系中图分类号：TV213.4　文献标识码：A 文章编号：2096-6164（2020）26-0000-00当前，由于城市人口的迅速增长和经济社会的快速发展，以及水资源的不规则分布和人类非理性的利用方式，水资源的开发利用已经接近甚至超过了当地水承载能力，严重的水污染问题，直接影响人类健康和社会经济的可持续发展。

从1990年水资源承载力的概念被提出开始，国内外学者从不同角度论述了水资源承载力、水环境承载力、水生态承载力的基础理论和研究方法。

地下水资源的分类在明确研究对象的基础上，通过定量计算对地下水资源评价进行评价。

因此，必须对地下水资源进行分类。

地下水资源分类不仅仅是为了弄清地下水资源的一些基本概念，更重要的是使分类能客观地反映地下水资源形成的基本规律及它的经济意义，便于我们在实践中对它进行研究和定量评价。

正确地进行地下水资源分类，是地下水资源评价的重要理论基础。

长期以来，国内外学者对地下水资源的分类进行研究，提出各种分类方案，下面介绍几种有代表性分类方法。

1.国外地下水资源分类（1）普洛特尼柯夫分类法由前苏联普洛特尼柯夫提出， 50年代初期在我国曾广泛采用。

这种分类方法把地下水资源分为静储量、动储量、调节储量、开采储量4类。

①静储量（永久储量）指天然条件下，储存于地下水最低水位以下含水层中的重力水。

因为该体积仅随地质年代发生变化，故称静储量或永久储量。

②动储量指通过含水层横断面的天然径流量。

③调节储量指地下水位变动带（多年最高与最低水位之间）内含水层中的重力水体积。

这3种储量代表天然条件下，含水层在一定时期内所具有的地下水的量，故称天然储量。

④开采储量指在一定的经济技术条件下，用合理的取水工程从含水层中取出的水量，并在预定的开采期内，不会发生水量减少、水质恶化等不良现象。

普氏分类法只反映了地下水资源在天然条件下的各种数量组成，没有明确在一定时间内，各种数量之间的转化关系。

尤其是没有明确的指出在开采条件下，结合开采方案，开采量的组成成分是什么，以及天然储量成分对开采资源起什么样的作用。

因此，过去按上述分类法评价地下水资源时，往往只能按照天然条件计算出各种储量，而提不出可靠的开采资源数量，相应也就难以解决开采资源的正确评价问题。

（2）宾德曼分类法前苏联宾德曼等人1973年将地下水储量和资源划分为天然的、人工的、诱导的、开采的4大类。

①天然储量指天然条件下，含水层中所储存的重力水体积，在承压含水层中由于弹性释放而获得的那一部分水量又称为弹性储量。