社会水循环理论课件

社会水循环理论社会水循环理论小组成员：李磊 12011245022 汪超 12011245010彭博 12011245001 社会水循环理论小组成员：1 目录目录一、社会水循环的基本内容二、社会水循环影响因素的耦合分析三、社会水循环研究的热点问题 四、社会水循环研究的前沿领域 目录一、社会水循环的基本内容2 工业革命以来，全球经济总量迅速增加，人类用水规模和干扰自然水系统的深度得到前所未有的提高，不合理的水资源利用引发了一系列以水短缺、水污染和水生态系统退化、并日益成为人类持续发展“瓶颈”的诸多水问题；在很多地区，人类社会经 济系统已成为影响水系统演化的主导力量。系统开展社会水循环研究，建立社会水循环研究科学体系，已成为解决水资源问 题，实现以水资源可持续利用保障社会经济可持续发展的基础性关键科学命题之一。一、社会水循环的基本内容 一、社会水循环的基本内容3 人类社会为了满足生活和生产的需求，要从各种天然水体中取用大量的水。这些生活和生产的用水经过使用以后成为生活污水和生产废水。它们被排放出来，最终又流入天然水体。这样，水在人类社会中也构成了一个局部的循环体系，这就叫做水的社会循环水的社会循环社会水循环的定义：社会水循环的定义：4社会水循环的基本分类社会水循环的基本分类广泛性广泛性 复复杂杂巨系巨系统统之之开开放性放性驱动驱动机制二元性机制二元性循循环环方向不确定性方向不确定性路路径径依依赖赖性性社会水循环的基本特征增增值值性性 传递传递性性外部性外部性广泛性 复杂巨系统之开放性驱动机制二元性循环方向不确定性路径6取水制水配水供水TEXTADD COsNTENTS农业耗水工业耗水生活耗水人工景观生态耗水用水废污水收集处理排水排水排水社会水循环的基本要素：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。取水供水TEXTADD COsNTENTS农业耗水用水废污水7自然因素自然因素社社会会因素因素社会水循环的影响因素区域位置水资源禀赋气候变化人口经济水平科技水平制度与管理水平水价值与水文化 影响因素自然因素社会因素社会水循环的影响因素区域位置人口影响因素8社会水循环影响因素的耦合分析社会水循环各影响因子之间不仅彼此相关，而且还有极为紧密的耦合关联作用：如图1所示区域位置区域位置从总体上框定了社会水循环的范畴，水资源禀赋水资源禀赋也基本决定了社会水循环的产业发展类别，如是否可以发展耗水密集型产业，是否适合布局高污染产业等等；气候变化改变地气候变化改变地理环境和自然主循环，理环境和自然主循环，增加社会经济系统的脆弱性，同时人类也相应采取适应性对策来应对或减缓区域本身及全球气候变化新增的脆弱性，如改变取水、用水和排水行为，将 科技全方面全过程地推广到社会水循环中。社会水循环影响因素的耦合分析社会水循环各影响因子之间不仅彼此9二元水循环 水在社会经济系统的运动过程与水在自然界中的运动过程一样也具有循环性特点社会水循环通过取用水排水与自然水循环相联系这两个方面相互矛盾相互依存相互联系相互影响构成了矛盾着的统一体 水循环的整体 即二元水循环系统其系统结构见图二元水循环 水在社会经济系统的运动过程与水在自然界10二元水循环 二元水循环模式是对“天然-人工”二元力驱动的水循环系统的抽象概括,典型的循环模式见图2.参与水循环的水汽来主要源于两个途径:随季风而来的海洋水汽(SC W)和流域内的蒸腾蒸发(ET W).水汽通过凝结降水(P W)到达地面,分三条路径回归大气或海洋:(1)降水土壤水(地下水)植被水大气图1 海河流域二元水循环示意图水,这条路径的通量为ETN W;(2)降水径流(地下水)人工取水排水(或蒸发)入海(或进入大气),这条路径的通量为S W,其中以蒸发的形式回归大气的水量为ETA W,通过下渗回补地下水的水量为I W,以排水的形式入海的水量为dr W;(3)降水径流入海,这条路径的通量为nr W.在半干旱半湿润流域,降水量P W相对较少,由于工农业生产和生活所需要的社会水循环通量S W较大,仅由降水性水资源无法支撑流域的可持续发展,于是随着人类干扰程度的加深,出现了地下水超采(G W )和跨流域调水(T W)两个新的水源项.同时流域内的水汽在季风的作用下会向外耗散,形成一个水汽耗散项L W.在水循环的水质演变方面,由于工农业生产和生活用水的劣变特性,社会水循环的排水含有大量污染物(W C),使得入海径流(r W)的水质变差.二元水循环 二元水循环模式是对“天然-人工”二元力11二元水循环模式图二元水循环模式图12二元水循环理论研究现状 到目前为止，国内外多数水资源定量研究与实践均是基于一元自然驱动的“实测-还原-建模-调控静态模式”即国内外水资源相关研究大都是建立在自然水循环的基础上，人类活动对水循环的影响通过还原予以扣除但这种研究方法存在以下缺陷，简单还原不能充分反映人类活动对产汇流过程的影响效用更不能刻画出具体的影响过程，还原方法的计算精度问题迄今尚未得到完善解决，我国开展的水资源规划一直沿用水文要素的年际变化具有随机性这一假设但在日趋剧烈的人类活动影响下上述系列同一性假设的前提已不复存在因此为了反映水循环的实际情况，更好地为解决水资源问题服务二元水循环的研究就显得尤为重要目前二元水循环理论的研究还较少，基本处于起步阶段为了更好地研究二元水循环理论应加强实验室建设，国家基础数据库整备和计算机模拟系统开发。二元水循环理论研究现状 到目前为止，国内外多数水资源定13“自然自然社社会”二元水循二元水循环耦合耦合规律律研究究 该项目拟在分析经济社会发展与水循环演变之间相互作用关系基础上，辨识经济社会发展对水循环产生影响的因子，系统认知社会水循环的驱动机理，提出经济社会发展对自然水循环的驱动效应以及水循环过程的响应机制，构建系统的“自然社会”二元水循环理论，并以渭河流域为研究实例，研究经济社会发展条件下“自然社会”二元水循环演变趋势，探讨解决流域水资源危机的途径和方法，为北方缺水流域的水资源综合管理和经济社会发展提供重要的科学依据。“自然社会”二元水循环耦合规律研究 该项目拟在分14国内外研究进展 国内研究现状国内研究现状 在中国，许多城市将废水循环利用作为满足日益增长水资源需求的一项重要的战略措施，对于水资源节约利用、社会经济系统水循环利用的研究也逐渐开展起来，但仍处于起步阶段，研究深度不够，成果较少。代表成果主要有：陈志恺的“坚持科学发展观建设节水防污型社会研究”，贾绍凤的“社会经济系统水循环研究进展”和陈琨的“我国实施水循环经济模式的途径”等，这些成果对节水型社会的建立、社会经济系统水循环的研究方向、社会经济系统水循环的评价、水循环经济发展模式进行了研究。国外研究进展国外研究进展 国际上以社会水循环系统为对象的研究主要集中在近十年，以社会水循环系统整体为对象的研究尚不多见。Falkemark研究了社会侧支与自然水循环之间的相互作用；日本“构”筑健全的水循环系统省厅联席会”，提出了宏观（海洋陆地水分交换与循环）、中观（区域“自然社会”二元耦合循环）和微观（家庭或是商业建筑等单元的内部循环）3个尺度的水循环；Merrett就如何构建区域社会水循环的通量（包括真实水和虚拟水）平衡分析框架方面进行了初步的探索。国内外研究进展 国内研究现状 国外研究进展 15社会水循环理论课件16用水零增长问题社会水循环研究的热点问题人水和谐用水配置社会水循环研究的热点问题 蓝水、绿水、虚拟水与粮食安全问题水生态与水环境安全问题 用水社会水循环研究的热点问题人水和谐社会水循环研究的热点问题17社会水循环研究的前沿领域（1）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-约束机制研究。（2）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研究。（3）社会水循环系统的水量水质演变过程研究。（4）社会水循环系统描述的模型技术与方法研究。系统开展社会水循环研究，建立社会水循环研究科学体系，是解决水资源问题，实现以水资源可持续利用保障社会经济可持续发展。社会水循环研究的前沿领域（1）自然水循环系统与社会水循环系18社会水循环理论课件19