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一元静态评价方法理论缺陷分析

【摘要】:如我国现行的水资源评价方法中,评价对象是天然水资源量,评价方法采用的是“还原”结合“还现”的方法。现行的基于一元静态水循环认知模式的水资源评价方法,本质上属于还原论的方法。但在人类活动复杂且对水循环影响强度巨大的情况下,现行水资源评价方法不能充分反映人工水循环系统与自然水循环系统之间水分运动和转化关系的多样性和复杂性,因而很难得出科学的评价成果。

现行水资源评价方法是基于一元水循环模式下的静态评价方法,它所基于的理论不承认自然水循环和人工水循环之间的动态耦合关系,所研究的对象仅仅包含自然状态下的流域水循环过程,而把人类活动看做一种单向的外在作用力,因此在计算方法上大多数是基于“还原”的模式,即采用相关处理方法将人类活动影响予以“剔除”,只剩下一元自然力的作用结果和单纯的自然水循环系统。如我国现行的水资源评价方法中,评价对象是天然水资源量,评价方法采用的是“还原”结合“还现”的方法。但这种一元静态认知模式在理论上存在缺陷,在实践上存在偏差,下面从数学原理上进行剖析。

经过变换,由式(5-4)可以得到

在现行水资源评价中,当人类对流域下垫面的改造不显著的情况下,通过水文过程的监测和分析计算获得流域实际的地表和地下径流量,通过对人类用水的监测和统计分析得到人类用水活动消耗掉的地表和地下水资源量,然后采用简单加和关系计算得到流域水资源量。

进一步,还可以从中强行分离受人类间接控制的水循环系统,得到

令(www.chuimin.cn)

经过变换,得到

当人类活动对流域下垫面的改造比较显著的情况下,同样的降水条件产生的水资源量是不一样的。因此在现行水资源评价中,除了对实测径流量进行还原计算以外,还要对历史的“降水—径流”关系进行一致性修正,才能得到现状条件下的水资源量。但在实践中,受监测数据的限制以及对水循环复杂程度考虑不足,“还现”计算的精度很难保证,也无法对未来水资源演变状况进行定量评价。

不管是“还原”方法还是“还现”方法,都通过割裂人工水循环系统与其他水循环系统之间的联系,将它们之间的非线性动态耦合关系变为线性静态加和关系,以达到“剔除”或者“分离”人工影响、简化研究的目的。现行的基于一元静态水循环认知模式的水资源评价方法,本质上属于还原论的方法。在人类活动水循环影响强度不大的条件下,该评价方法简化了计算,评价结果近似于真实情况。但在人类活动复杂且对水循环影响强度巨大的情况下,现行水资源评价方法不能充分反映人工水循环系统与自然水循环系统之间水分运动和转化关系的多样性和复杂性,因而很难得出科学的评价成果。