1.3 科学的水资源规划

流域是人类生活的主要生境，对人类生存与社会发展起着重要支撑作用。流域水资源评价是个复杂的系统，需要从生态水文学角度出发，科学的进行水资源规划，构建流域水资源-社会经济-生态环境复合系统（图1.2）。

图1.2 水资源-社会经济-生态环境系统结构关系图

流域水资源-社会经济-生态环境复合系统是人为主体、要素众多、关系错综、目标功能多样的复杂开放巨系统，具有复杂的时空结构与层次结构，呈现整体性、动态性、非线性、适应性以及多维度等特性。水资源作为公共资源，其开发利用势必会涉及社会、经济、生态和环境等方面的因素，同时，这些因素相互作用、相互联系便形成了水资源-社会经济-生态环境复合系统。该系统包括社会经济子系统、生态环境子系统和水资源子系统。再往细处拆分，则社会经济子系统又包括社会子系统和经济子系统；生态环境子系统又包括生态子系统和环境子系统。

1.水资源系统

本书涉及的水资源系统属于广义水资源范畴，包括蓝水和绿水。绿水主要为陆地生态系统的蒸散发量，包括植被生长的区域、也包括只发生蒸发的地面，如裸地和水面等，因而陆地生态系统等同于下垫面。而水域生态系统仅指水域涵盖的水体，包括地表水和地下水，即蓝水，其水域部分发生的蒸发损失已计入陆地生态系统。

2.社会经济系统^［52］

社会经济系统包括社会系统和经济系统。社会系统是由社会人与他们之间的经济关系、政治关系和文化关系构成的系统，它涉及的范围非常广泛，包括人口、劳动力、粮食、法律政策、道德等诸多因素。首先，人口最为重要，因为人既是生产者又是消费者，人力资源是生产中最关键的因素，社会生产的动力来自消费，且人类的科技进步更是为其他系统的向前发展提供了内在动因；其次，劳动力亦是经济发展不可或缺的条件。

经济系统涉及的经济环节有生产、交换、分配和消费。经济系统是整个复合系统的基础，以其物质再生产功能为其他系统的完善提供了物质和资金的支持。

3.生态环境系统^［52］

生态环境子系统包括生态子系统和环境子系统。生态系统是在一定空间范围内，所有的生物因子和非生物因子通过能量流动和物质循环过程形成的彼此关联、相互作用的统一整体，主要包括自然生态系统与人工生态系统。而生态子系统便是要处理好自然生态与人工生态，人工生态与农、林、牧、副、渔之间的关系，河道外生态和河道内生态的关系。

环境系统在这里主要指水环境系统，包括河流、湖泊、水库、池塘等地表水环境，还包括泉水、浅层地下水、深层地下水等地下水环境。它处理的问题主要是污染物的组成、处理量、入河量、污水处理厂的规模以及因子引起的环境灾害的治理问题等。

1.3.1 水资源系统与生态环境系统

由于水资源的变化会对生态环境产生正的或负的效应，同时生态环境的变化又会引起水资源在量和质上的改变。在生态系统结构中，水资源是生态环境的基本要素，是生态环境系统结构与功能的组成部分。水资源的合理开发与利用能促进生态环境改善，而生态环境的破坏又会影响水资源的持续利用及水资源系统的动态平衡。

水资源与生态环境的关系如图1.3所示。

图1.3 水资源与生态环境的关系

1.3.1.1 生态环境对水资源的影响

1.陆地生态系统的影响

陆地生态系统是生态环境的重要组成部分，陆地生态系统与降水划分过程密切相关，土壤表面的形态决定地表径流和下渗之间的划分，土壤特性决定持水能力，植物特性决定土壤水分的吸收能力。土地利用和覆盖类型对降水的分割产生直接影响，即影响蓝水和绿水的数量和相对比例。它对水资源的有利作用表现在：可涵蓄水分，调节地表径流；控制土壤侵蚀，保护水质，改善水环境等。森林、灌丛、草地三种植被的水文调节功能大小取决于各种植被的具体种类、结构及生长情况。在这三种植被中，以山丘区森林植被的水文调节功能最大，但森林植被蒸发需要消耗的水量也相对较大，特别在干旱地区，随着森林覆盖率的增加，流域产水量的减少较为明显^［53］，因此，在该地区绿水量增加，而蓝水量相应减少。

2.水土保持的影响

水土保持需消耗水量，在一定程度上会减少河川的径流量，即蓝水量。这种消耗对湿润地区的影响不大，对于干旱与半干旱地区的影响较显著^［53］。此外，由于水土保持可以比较有效地减少进入江河的泥沙，从而可减少江河下游一部分输沙用水。

3.水环境治理的影响

流域生态系统的兴衰对水的自然循环产生影响，在对水循环影响过程中而发生着量变和质变。水环境对陆地水循环的影响包括循环速度，滞留时间，降水转化为绿水和蓝水的比例。随着流域水环境治理，河道所需要的生态需水量相应减少，地表的可开采量相应增加。

1.3.1.2 水资源对生态环境的影响

洪涝灾害会冲毁堤防、淹没农田，引起地下水位上升、土壤盐渍化等问题，给生态环境造成灾害性影响。而水资源短缺同样导致生态环境恶化，且我国水资源比较缺乏的地区，大多是生态系统比较脆弱的地带，致使这些地区草原退化、土地沙漠化、水体面积缩小等一系列问题，进而引起生态环境的一系列不良变化。此外，水质对生态环境的影响主要包括水体中的泥沙及污染物对生态环境的影响。其中，水体中的泥沙淤积使下游河道河床抬高、水库库容减小、湖泊变浅等，使生态环境亦随之改变；水体中的泥沙也可在一定条件下产生对人类有利的影响，如引洪淤灌，肥田造地，开发利用河口三角洲，增加土地资源等^［54］。水体中污染物对生态环境造成的影响主要有：导致水体富营养化，影响水生生物的生长和繁殖，威胁水生生物的生存安全，破坏水生生态环境，严重时可影响到水体周围城市的工农业生产，甚至威胁居民的饮用水安全^［13］。

1.3.2 生态环境系统与社会经济系统

1.3.2.1 生态环境对社会经济活动的影响

生态环境对社会经济发展的影响主要表现为水、空气、土地、植被和动物等各种资源条件对社会经济活动的影响以及生态环境的破坏对社会经济活动的影响^［55］。

如果生态环境遭到污染和破坏，结构失衡、功能衰退，必然导致资源的枯竭，从而影响社会经济的发展。森林是陆地生态系统的核心。目前，由于森林减少及气候变化，导致水土流失严重，并致使物种多样性锐减。同时，由于生态环境破坏所造成的臭氧空洞、温室效应、酸雨、水污染、土地沙漠化、地面沉陷等不仅降低了工农业生产能力，还导致了人民生活质量的下降，而且其危害程度正日益加剧，在一定程度上制约着社会经济的可持续发展^［56-57］。

1.3.2.2 社会经济活动对生态环境的影响

（1）社会经济发展对生态环境变化的促进作用。自然生态系统不是一个理想的生态系统，需要经过人类的合理改造才能实现适应人类的理想生态系统；此外，经济发展可以为保护和改善生态环境提供必要的财力，为解决生态环境问题提供必需的技术。

（2）社会经济发展的不利影响。远古时期，人类对生态环境的影响是有限的，但也会因过度采集和狩猎而消灭一个地区的许多物种。到了近代和现代，社会经济的快速发展，给生态环境造成了许多不利影响，如农业生产水平的提高导致森林破坏、水土流失严重和气候恶化；工业化进程的加快，导致许多自然资源面临枯竭，大量有毒有害物质排放量增加，对生态环境造成了严重破坏^［58］。

1.3.3 社会经济系统与水资源系统

社会经济与水资源的关系主要表现为以下三个方面：

（1）人类的社会活动对水资源的影响^［55］。人类社会形成后，最初对水资源产生影响的是农业活动。由于不同植被类型蒸腾量不同，农业活动在把原生的林草植被变成季节性农作物以及局部改变地貌与地势以便于耕种时，对绿水量产生了一定的影响。同时农田灌溉补充土壤水使农作物较雨养农业时增加了蒸腾蒸发量，从而改变了区域绿水产生的途径。工业化和城市化也对水资源产生重要的影响。工业化和城市化进程的不断加快，使市区不透水面积剧增，改变了水文循环中的一些环节；工业用水和城镇生活用水量增长速度较快，加快了水资源的开发利用；工业及城镇生活用水的废污水排放比例较高，排放点集中，对水体污染较为严重等。另外，人口的增加，为了满足人类用水需求，大部分蓝水都受到人工调控和输送，导致其天然时空特征发生变化，蓝水在地表的传输路径被改变；同时由于大量开采地下水，导致地下水位下降使潜水蒸发基本停止，绿水量减少。

（2）水资源对社会经济活动的影响。水资源无论对人类还是对于大自然来说，都是一种重要的物质和环境构成因素。水不仅是人类生命的最重要组成物质之一，而且也是人类生产和生活中不可缺少的重要战略资源，同时还是人类生产和生活所依托的自然环境和人工环境的重要构成要素。因此，水资源对社会经济的发展起着至关重要的作用^［55］。

（3）水资源开发利用与社会经济发展。随着经济的快速发展，逐步富裕起来的人们不仅要有水，还要求更多、更高质量的水以及更优美的水环境。同时，社会经济系统对水资源系统可以进行开发利用和保护。过度开发或开发不当，也可以引起或加剧水资源的供需矛盾，破坏水资源系统的持续利用。