现代水资源评价方法的拓展：变化环境下流域水资源评价

2023-10-26 理论教育版权反馈

【摘要】：基于可持续性评价准则的国民经济可利用量，是在狭义水资源量内，在可持续发展理念的指导下，以维持流域水资源的可再生性循环为宗旨，考虑生态系统和社会经济系统协调发展，建立在生态系统和社会经济系统的水资源分配准则之上的社会经济可以利用的最大水量。

大规模的工农业生产、城市化、生态建设以及人工取、用、耗、排水等活动都无时不在悄然改变着天然水循环的大气、地表、土壤和地下各个水循环过程，致使现代环境下流域水循环呈现出明显的“天然—人工”二元特性，集中体现在三方面：一是循环驱动力的二元化，即流域水循环的内在动力已由过去一元自然驱动演变为现在的“天然—人工”二元驱动；二是循环结构的二元化，即人类聚集区的水循环过程往往由“大气—坡面—地下—河道”自然循环和“取水—输水—用水—排水”的社会循环耦合而成，两大循环之间保持动力关系，通量之间此消彼长；三是水资源服务功能的二元化，即水分在其循环转化过程中，同时支撑了同等重要的经济社会系统和生态环境系统。因此，在现代环境条件下，水资源评价要将这两方面的效用集中体现出来，评价结果要同时服务于经济社会发展和生态环境保护两方面实践。

根据上述模式内涵分析，基于二元水循环模式的水资源评价方法与传统评价方法至少存在三方面的差异：一是评价的视角上，将人工驱动项作为水资源演变的内生动力，而并非采取“剔除”的方式将实际的水文系列通过“还原”等手段处理至天然本底状态；二是在评价过程中，要保持天然水循环过程和人工水循环过程的动态耦合关系，同时能够充分反映人类活动的影响；三是评价的内容和成果要同时服务于不同层次的生态建设、环境保护和经济社会发展。综上，基于二元水循环模式的水资源量评价应当遵循以下原则：①应当从流域水循环的总通量出发，以对不同特性不同效用的水循环通量的界定作为资源评价的基础；②“有用”是自然资源首要属性，在水循环全口径通量中要进一步对效用进行区分与度量是水资源评价的第二重内容；③“可用”是继“有用”后自然资源另外一重重要的属性，因此根据可控性准则对于“有用”资源做进一步区分是水资源评价中第三层内容；④二元水循环模式下的水资源的概念是相对生态环境和经济社会两大系统而言的，因此评价中还需在可控水资源中进一步区分国民经济允许开发利用量；⑤应当能够清晰描述人类活动对于水资源演变的影响。以上五方面内容，整体构成了二元水循环模式下水资源评价的基本思路。

当然，从完整的水资源评价理论方法而言，除水资源量评价以外，还应进一步实现水资源利用效用的评价和水资源量与质的统一评价。

综合以上分析可见，在现代环境下有必要对传统的水资源评价方法进行拓展，提出了适于现代变化环境、面向经济社会和生态环境用水实践需求的水资源评价方法。本书提出的现代水资源评价方法主要从以下几个方面对传统水资源评价方法进行拓展。

1.评价口径上拓展

从水资源的有效性、可控性和可再生性的基本评价准则出发，可将传统水资源评价口径进一步拓展和更新，实现径流性水资源和其他有效水分的统一评价，实现社会经济用水和生态环境用水的统一评价。

在传统水资源评价口径中仅包含径流性水资源，而基于有效性准则所界定的广义水资源，其资源标准是其通量循环转化过程的有效性，因而广义水资源与传统水资源相比，一个重要的拓展就是将除径流以外的其他形式有效水分纳入到水资源评价范畴当中，如土壤水、植被冠层截流等，因而在评价口径上实现了径流性水资源和其他非径流有效水分的统一评价。土壤水作为流域水循环的中间环节和最活跃的部分，是有效水分最主要的受纳体，是有效水分最主要的外在表现形式。同时又与狭义水资源中的地表水和地下水交换频繁。它贯穿于与狭义水资源、广义水资源和有效水分的相互转化中。

基于可持续性评价准则的国民经济可利用量，是在狭义水资源量内，在可持续发展理念的指导下，以维持流域水资源的可再生性循环为宗旨，考虑生态系统和社会经济系统协调发展，建立在生态系统和社会经济系统的水资源分配准则之上的社会经济可以利用的最大水量。

2.评价内容上拓展

现代水资源评价方法在内容上对传统水资源评价方法进行拓展，其评价内容包括三大部分：一是资源量的评价，即资源有效再生通量的评价；二是循环过程中的水分利用效用的评价；三是实现水资源量的动态评价，即评价不同时间点上的水资源量，实现循环通量和循环效用的统一评价。水资源评价内容具体可分为四个层次，即层次化评价、循环效用评价、循环效率评价、动态评价。(www.chuimin.cn)

（1）第一层次：层次化评价。依据“二、水资源评价基本准则”部分中提出的三个评判标准确定层次化水资源评价的基本内容。

（2）第二层次：循环效用评价。第二层次的评价内容是循环效用评价，即经济效用量和生态效用量评价。首先是对广义水资源中有效水分的资源效用的区分，即区分有效水分在其资源服务功能实现中，究竟是实现了相应的经济效用，还是实现了其生态效用，抑或是同时具有了生态和经济服务功能；其次是对经济效用量和生态效用量的量化。

（3）第三层次：循环效率评价。第三层次是在区分出和评价出有效水分的功能效用基础上，对水分循环过程的利用效率进行定量评价的过程，以确定有效水分中的低效和高效比例。水资源循环效率的评价为区域节水潜力的计算奠定资源评价基础。

（4）第四层次：动态评价。受各项人类活动影响，流域水资源不断发生演变，因此任何将水资源还原到某一时间断面上的静态评价方法都是不科学的，而应当采取的是反映实际状态的动态评价。动态评价是评价不同时点特定下垫面条件和水资源开发利用条件下的水资源量，反映人类活动对水循环过程的渐变和突变影响。

3.评价模式上拓展

现代水资源评价方法不仅需要评价水量的可再生性，同时也包括水质满足特定功能所需的标准，评价必须同时针对水量和水质两方面确定有效性，因而在评价模式上实现了水量和水质的统一。因水质影响资源有效性的情况分为以下两类：

（1）天然本底水质影响评价。导致天然本底水质差的原因包括两种类型。一种类型是在降水的大气过程中水质发生劣变，如酸雨。由于本研究的范围主要是流域水循环陆地过程，因此不涉及这一部分内容的评价。另一种类型是在陆地水循环过程中的水质劣变，通常是由于下垫面条件引起，如地表、地下的劣质水体或是土壤组分致使径流水质降低。这一部分评价可以通过进入不同等级的通量，诸如微咸水、咸水和卤水等来确定。

（2）人为污染影响评价。随着污染排放量的不断增加，由于人为污染造成水资源有效性降低甚至丧失的情况越来越严重和普遍，因此在广义水资源评价中还应包括流域人为污染对水分有效性影响的评价。在传统水资源评价中，水质评价内容主要包括传统的污染物排放量和水体水质状况评价，而广义水资源评价还需要定量评价出因污染而导致的分等级水质的径流通量，这对于供水的有效性评价和分质供水都很有意义。

现代水资源评价方法的拓展：变化环境下流域水资源评价

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