“自然－社会”二元水循环耦合规律研究 － 以渭河流域为例

随着经济社会的发展，人类活动对流域水循环系统的影响不断增强，自然水循环通量日益减小，社会水循环通量不断增大，引发了一系列的资源、环境与生态问题。流域水循环已从原来的"自然"模式占主导转变为"自然－社会"二元耦合模式，探求"自然－社会"二元水循环耦合规律是实现水资源可持续利用的科学基础。申请项目以人类活动剧烈、水问题突出的北方典型流域 － 渭河流域为例，分析经济社会系统对流域水循环系统演变的驱动机理、流域水循环对经济社会发展的响应与制约，揭示自然水循环与社会水循环耦合规律；联合分布式水文模型与社会经济CGE模型建立二元模拟平台，研究流域产业结构调整、节水防污及适度跨流域水资源调配的作用，预测不同经济社会发展模式下的水循环演变趋势，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。

随着经济社会发展，人类活动对流域水循环系统的影响不断增强，自然水循环通量减小、社会水循环通量增大，探求“自然－社会”二元水循环耦合规律是实现人水和谐的重要基础。本项目以渭河流域为例，开展了四个层面研究，取得13项研究成果，共发表学术论文83篇，其中SCI 24篇、EI 24篇，出版著作4部，组织国内外学术活动9次，获专利授权3项，获省部级科技奖励3项，完成了项目计划书的任务。. 在经济社会发展与水循环演变相互作用关系研究层面，取得2项成果。1）采用主成份分析法、数据包络分析法、信息熵理论和协整分析模型研究了经济社会发展速度与效率、用水结构演变、经济发展与用水量变化的关系；2）采用用水消费分解模型、脱钩理论和EMD方法分析了典型区及行业经济发展对水循环影响。. 在经济社会发展受水循环的制约和影响层面，引入宏观经济可计算一般均衡模型（CGE）取得3项成果：1）构建了静态水资源CGE模型，分析了水资源调控政策和措施对经济的影响；2）构建了动态水资源CGE模型，评估了劳动力、资本、水资源和技术进步对经济社会的影响；3）基于GREAT-E模型，分析了环境税征收的经济和环境影响，并开展了虚拟水战略研究。. 在水循环对经济社会发展的响应研究层面，取得4项研究成果：1）构建了分布式水循环模型（WEP-L），分析了渭河流域水循环对用水、水土保持、城市化等人类活动的响应；2）采用改进弹性系数法和多因素归因模拟法定量研究了气候变化、人类活动各项因子对流域水循环演变的贡献；3）以南小河沟流域为对象，深入剖析了人类活动对典型小流域径流过程的影响；4）改进生态水文模型RHESSys，评估了小尺度和大尺度流域的生态过程对水土保持措施的响应。. 在“自然-社会”二元水循环耦合规律研究层面，取得4项研究成果：1）提出了以人类活动强度、气象因子、“二元度”和“二元和谐度”为关键参数的二元水循环耦合规律定量表示方法；2）构建了基于层次化用水和生态流量调控的水资源配置模型；3）提出了CGE模型、水资源配置模型和分布式水循环模型的耦合方法；4）基于耦合方法分析了渭河流域二元水循环特征，揭示了人类活动强度增加导致流域水循环要素的失衡、二元和谐度降低，而通过经济社会规模控制、产业结构调整、高效用水、生态流量调控，可提高二元和谐度，实现流域经济、社会、资源、生态与环境和谐发展。