第一章　水資源學(xué)概論

水是生命之源，在地球上一切生命活動(dòng)都起源于水。水資源是人類生產(chǎn)和生活不可缺少的自然資源，也是生物賴以生存的環(huán)境資源。隨著人口規(guī)模與經(jīng)濟(jì)規(guī)模的急劇增長(zhǎng)，水資源的需求量不斷增大。同時(shí)人類社會(huì)的高度發(fā)展對(duì)水環(huán)境造成了破壞乃至惡化，水資源短缺問(wèn)題已成為全球性的戰(zhàn)略問(wèn)題。水資源危機(jī)的加劇和水環(huán)境質(zhì)量的不斷惡化，已成為未來(lái)人類可持續(xù)發(fā)展的主要限制因子之一。因此，針對(duì)水資源進(jìn)行研究，掌握自然環(huán)境中水資源的運(yùn)行、資源化利用、水資源消耗、污染治理及保護(hù)等基本問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的關(guān)鍵性基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題。

第一節(jié)　水資源的概論

人類對(duì)水資源的認(rèn)識(shí)已經(jīng)歷了很長(zhǎng)時(shí)間，并進(jìn)行了一系列的研究。目前，學(xué)術(shù)界對(duì)水資源的定義尚未達(dá)成一致。各國(guó)學(xué)者從不同的角度對(duì)水資源進(jìn)行了闡述，提出了許多具有重要意義的概念，不斷加深了人類對(duì)水資源內(nèi)涵的理解與認(rèn)識(shí)。

一、水資源的概念

水是地球自然界最重要的組成部分，是人類及萬(wàn)物生存發(fā)展的基礎(chǔ)。水資源可以理解為是人類長(zhǎng)期生存、生活和生產(chǎn)活動(dòng)中所需要的各種自然水，既包括數(shù)量和質(zhì)量的含義，又包括使用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。水資源可以定義為：地球上目前和近期人類可直接或間接利用的水量的總稱，是自然資源的一個(gè)重要組成部分，是人類生產(chǎn)和生活中不可缺少的資源。

水資源的定義有廣義及狹義之分。廣義水資源，指地球上水的總體。自然界中的水以固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的形式，存在于地球表面和地球巖石圈、大氣圈和生物圈之中。因此，廣義的水資源包括：地面水體，指海洋、沼澤、湖泊、冰川等；土壤水及地下水，主要存在于土壤和巖石中；生物水，存在于生物體中；氣態(tài)水，存在于大氣圈中。狹義的水資源，指逐年可以恢復(fù)和更新的淡水量，即大陸上由大氣降水補(bǔ)給的各種地表、地下淡水的動(dòng)態(tài)量，包括河流、湖泊、地下水、土壤水等。在水資源分析與評(píng)價(jià)中，常利用河川徑流量和積極參與水循環(huán)的部分地下水作為水資源量。對(duì)于某一個(gè)流域或地區(qū)而言，水資源的含義則更為具體。廣義的水資源就是大氣降水，主要由地表水資源、土壤水資源和地下水資源三部分組成。在一定范圍內(nèi)，水資源存在兩種主要轉(zhuǎn)化途徑：一是降水形成地表徑流、壤中流和地下徑流構(gòu)成河川徑流；二是以蒸發(fā)和散發(fā)的形式通過(guò)垂直方向回歸大氣。河川徑流一般稱之為狹義水資源，主要包括地表徑流、壤中流和地下徑流。流域水資源的一般組成如圖1-1所示。此外，水資源的定義是隨著社會(huì)的發(fā)展而發(fā)展變化的，具有一定的時(shí)代性，并且出現(xiàn)了從非常廣泛外延向逐漸明確內(nèi)涵的方向演變的趨勢(shì)。由于出發(fā)點(diǎn)不同，相對(duì)于特定的研究學(xué)科，都從各個(gè)學(xué)科角度出發(fā)，提出了本學(xué)科涵義以及研究對(duì)象的明確定義。

圖1-1　流域水資源組成示意圖
資料來(lái)源：左其亭，竇明，吳澤寧.水資源規(guī)劃與管理[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2005.

水資源由于自身的特性，其具有自然屬性和社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性兩方面的屬性。

自然屬性——自然界天然存在，受自然因素控制，是參與自然界循環(huán)與平衡的重要因子。

可利用性——水的類型多，有淡水、微咸水、中咸水、咸水、肥水；各種形態(tài)，氣、固、液；賦存類型，地下水、地表水等。在自然生態(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境中水的用途廣泛，要求不一。

數(shù)量與質(zhì)量兼顧性——在數(shù)量上要足夠，在質(zhì)量上滿足需要，在一定條件下是可以改變的。

時(shí)變性——是否是水資源在很大程度上取決于經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件，今天認(rèn)為或不能作為水資源的水隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展也可能成為水資源。

二、國(guó)外水資源的不同定義

國(guó)外水資源的概念是1894年最早由美國(guó)國(guó)家地質(zhì)調(diào)查局(United States Geological Survey,簡(jiǎn)稱USGS)提出并開始應(yīng)用的，并于當(dāng)年設(shè)立了世界第一個(gè)水資源處(Water Resources Discipline,簡(jiǎn)稱WRD)。1963年，英國(guó)通過(guò)了《水資源法》，并在《水資源法》中將水資源定義為“具有足夠數(shù)量的可用水”，即自然界中水的特定部分。1965年，美國(guó)通過(guò)了“水資源規(guī)劃法案”，同時(shí)成立了水資源理事會(huì)(Water Resources Council，簡(jiǎn)稱WRC)，此時(shí)水資源具有濃厚的行業(yè)內(nèi)涵。1988年，聯(lián)合國(guó)教科文組織(United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization,簡(jiǎn)稱UNESCO)和世界氣象組織(World Meteorological Organization,簡(jiǎn)稱WMO)共同制訂的《水資源評(píng)價(jià)活動(dòng)——國(guó)家評(píng)價(jià)手冊(cè)》，將水資源定義為：作為資源的水應(yīng)當(dāng)是可供利用或有可能被利用的，具有足夠數(shù)量和可用質(zhì)量，并可適合某地對(duì)水的需求且能長(zhǎng)期供應(yīng)的水源。1989年，美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局水資源處的定義為：水資源為陸面地表水和地下水的總稱，未包括海洋水?！恫涣蓄嵃倏迫珪分薪o出：水資源為自然界一切形態(tài)(液態(tài)、固態(tài)和氣態(tài))的水，由于《不列顛百科全書》的權(quán)威性，該解釋曾被廣泛引用。

三、國(guó)內(nèi)水資源的不同定義

我國(guó)擁有悠久的水資源開發(fā)利用歷史，在兩千多年的實(shí)踐過(guò)程中逐漸形成了具有中國(guó)特色的水利科學(xué)技術(shù)體系，并建設(shè)了一系列著名的水利工程，如秦代李冰主持修建了舉世聞名的都江堰工程，科學(xué)地解決了江水的自動(dòng)分流、排沙等水文難題，根治了水患，使川西平原成為“天府之國(guó)”。隋代開鑿的京杭大運(yùn)河，是世界上開鑿最早、最長(zhǎng)的運(yùn)河，對(duì)溝通我國(guó)南北，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮了巨大的推動(dòng)作用，是我國(guó)古代水資源開發(fā)利用、水利工程建設(shè)的杰出代表之一。陳家琦和錢正英(2003)認(rèn)為：廣義的水資源是指在地球的水循環(huán)中，可供生態(tài)環(huán)境和人類社會(huì)利用的淡水，它的補(bǔ)給來(lái)源是大氣降水，它的賦存形式是地表水、地下水和土壤水。其中把對(duì)生態(tài)環(huán)境的效用也理解為水資源的價(jià)值，但是對(duì)其他要素作了較多的限定。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，水資源概念的內(nèi)涵將得到不斷地發(fā)展與豐富。

水資源這個(gè)名詞在中國(guó)出現(xiàn)只是近幾十年的事情，“水利資源”和“水力資源”的用法較“水資源”早。水資源定義的不斷演化過(guò)程，也表明人類在水資源方面的知識(shí)和理解是一個(gè)不斷深化的過(guò)程，不同學(xué)科對(duì)水資源的認(rèn)識(shí)存在學(xué)科方面的認(rèn)知差異。

《中國(guó)農(nóng)業(yè)百科全書·水利卷》定義水資源為：可恢復(fù)和更新的淡水量。詳分為：

永久儲(chǔ)量：更替周期長(zhǎng)，更新極為緩慢，利用消耗不能超過(guò)其恢復(fù)能力；

可恢復(fù)的儲(chǔ)量：參與全球水文循環(huán)最為活躍的動(dòng)態(tài)水量，逐年可更新并在較短時(shí)間內(nèi)可保持動(dòng)態(tài)平衡，是人類常利用的水資源。

《中國(guó)大百科全書》在不同卷中對(duì)水資源作了不同解釋：

“大氣科學(xué)·海洋科學(xué)·水文科學(xué)卷”中對(duì)水資源的定義是“地球表層可供人類利用的水”，包括水量(質(zhì)量)、水域和水能。

“水利卷”中對(duì)水資源的定義為“自然界中各種形態(tài)(氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài))的天然水”，并把可供人類利用的水作為“供評(píng)價(jià)的水資源”。

“地理卷”中對(duì)水資源的定義是：“地球上目前和近期人類可直接與間接利用的水資源，是自然資源的一個(gè)重要組成部分”。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，被人類所利用的水逐漸增多。

1)水資源涵義的拓展

當(dāng)今世界，隨著水資源短缺程度的加劇和水資源開發(fā)利用技術(shù)的發(fā)展，人類開發(fā)利用水資源水平的提高，以及對(duì)水資源認(rèn)識(shí)的不斷深化，水資源涵義也在不斷拓展。如“洪水資源化”、“污水資源化”、“咸水和海水的利用和淡化”、“農(nóng)業(yè)中的土壤水利用”，以及“人工增雨(雪)”、“雨水集蓄利用”等技術(shù)的發(fā)展，將進(jìn)一步拓展水資源的范疇。

2)水資源量組成

一般認(rèn)為“可供利用”是水資源的主要特征，而不是指地球上一切形態(tài)的水。可供利用即水源可靠，數(shù)量足夠，且可通過(guò)自然界水文循環(huán)不斷更新補(bǔ)充的水，大氣降水為補(bǔ)給來(lái)源。水資源種類/組成按照其類型可分為海洋水、地下水、土壤水、冰川水、永凍土底冰、湖泊水等(圖1-2)。

圖1-2　水資源組成示意圖
資料來(lái)源：自繪

四、關(guān)于“藍(lán)水”、“綠水”與 “虛擬水”之說(shuō)

1993年瑞典水文學(xué)家 M.富肯瑪克(Malin Falkenmark)針對(duì)雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)和糧食安全問(wèn)題而首次提出了“藍(lán)水”(Blue Water)和“綠水”(Green Water)，將降水在陸地生態(tài)系統(tǒng)中分割成“藍(lán)水”和“綠水”兩部分。前者為降水中被形成的地表水和地下水部分，是可見的液態(tài)水；后者是降水下滲到非飽和土壤層中用于植物生長(zhǎng)的水。

中科院院士劉昌明則認(rèn)為：地球上的淡水資源可分為“藍(lán)水”和“綠水”兩部分?！熬G水”是分子狀態(tài)的水和受分子引力約束的水分，包括氣態(tài)水、土壤顆粒束縛的土壤水，在流域水文循環(huán)中由降水轉(zhuǎn)化而來(lái)，轉(zhuǎn)化的動(dòng)力主要是熱力作用；“藍(lán)水”是重力賦存或受重力作用而流動(dòng)的液態(tài)水，主要是降水產(chǎn)生和補(bǔ)給的地表水和地下水，它們的流動(dòng)與轉(zhuǎn)化動(dòng)力是重力作用?！八{(lán)水”通常是水利工程容易開發(fā)的對(duì)象，人們稱其為“工程水資源”。“綠水”是廣泛供給陸生生態(tài)系統(tǒng)，主要是綠色植物、作物的使用，并氣化為水汽逸散于大氣。

“虛擬水”(Virtual Water)概念由Tong Allan 于 1993 年提出，是指包含在世界糧食貿(mào)易中的水資源量，后來(lái)延伸到包括隱含于水密集型產(chǎn)品中的水資源量。目前，虛擬水被定義為生產(chǎn)商品和服務(wù)所需要的水資源數(shù)量。虛擬水不是真實(shí)意義上的水，而是以虛擬形式包含在產(chǎn)品中的看不見的水，因此也被稱為嵌入水或外生水。由產(chǎn)品貿(mào)易引起虛擬水的轉(zhuǎn)移就是虛擬水貿(mào)易，而虛擬水戰(zhàn)略則是指貧水國(guó)家或地區(qū)通過(guò)貿(mào)易方式從富水國(guó)家或地區(qū)購(gòu)買水密集型產(chǎn)品，從而獲得水和糧食的安全。以往人們對(duì)水和糧食安全都習(xí)慣于在問(wèn)題發(fā)生的區(qū)域范圍內(nèi)尋求解決方案，虛擬水戰(zhàn)略從系統(tǒng)的角度出發(fā)分析與問(wèn)題相關(guān)的各種影響因素，并從問(wèn)題發(fā)生的范圍之外找尋解決問(wèn)題的應(yīng)對(duì)策略。目前，虛擬水已經(jīng)成為國(guó)際前沿研究領(lǐng)域，諸多學(xué)者針對(duì)虛擬水的內(nèi)涵、估算等開展了多方面的理論和實(shí)證研究。當(dāng)前許多國(guó)家也正在以虛擬水的形式解決國(guó)內(nèi)水資源短缺問(wèn)題。

第二節(jié)　水資源學(xué)研究對(duì)象

水資源學(xué)在其成長(zhǎng)過(guò)程中，其研究對(duì)象主要可以歸結(jié)為三個(gè)部分：①水資源的形成、演化、運(yùn)動(dòng)機(jī)理和分布規(guī)律。主要研究每年通過(guò)全球水文循環(huán)不斷更新補(bǔ)充的地表水和地下水，包括大氣水、降水、地表水、土壤水、地下水相互轉(zhuǎn)化機(jī)理和變化以及不同流域的水資源量及其開發(fā)潛力。②水資源的合理開發(fā)利用。水資源合理開發(fā)利用的核心是合理配置，研究水資源評(píng)價(jià)、水資源供需平衡，目標(biāo)是使水資源的合理利用能適應(yīng)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的要求。③水資源與環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)系。研究水資源開發(fā)利用與環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，變化環(huán)境中水資源的變化規(guī)律及其對(duì)策。

(1)水資源的形成、演化、運(yùn)動(dòng)機(jī)理和分布規(guī)律研究的主要對(duì)象是地球水資源本身。地球上包括大氣層、地表和地下一切形態(tài)的水，總儲(chǔ)量約13.86億km3，其中大部分是人類不能直接利用的海洋咸水。與人類生存和發(fā)展關(guān)系密切的淡水儲(chǔ)量不過(guò)是水總儲(chǔ)量的2.53%，且其中約有70%以上是以難以利用的兩極和高山冰川以及永凍土中的固態(tài)冰的形式存在。與人類社會(huì)發(fā)展息息相關(guān)的主要是通過(guò)全球陸地水循環(huán)不斷更新的地表水(主要包括河川徑流、淡水湖泊、沼澤等淡水資源)，這就是目前水資源學(xué)的主要研究對(duì)象，研究其自身形成、演化、運(yùn)動(dòng)過(guò)程及人類對(duì)其的影響等，從一定意義上講，水文學(xué)是水資源學(xué)的基礎(chǔ)。

(2)水資源的合理開發(fā)利用。水資源合理開發(fā)利用是人類可持續(xù)發(fā)展概念在水資源問(wèn)題上的體現(xiàn)。要做到水資源合理開發(fā)利用，需注意以下幾點(diǎn)：①水資源的開發(fā)力度必須加以限定。在當(dāng)今技術(shù)條件下，人類還做不到完全按人的意志調(diào)控整個(gè)水資源系統(tǒng)并避免產(chǎn)生不良后果。因此，開發(fā)利用量一般不得超過(guò)水資源系統(tǒng)的補(bǔ)給資源量，即水循環(huán)所能提供的可再生水量。②水資源的開發(fā)利用應(yīng)盡可能滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。各種開發(fā)利用方案的制訂應(yīng)緊密結(jié)合經(jīng)濟(jì)規(guī)劃，不僅應(yīng)與現(xiàn)時(shí)的需水結(jié)構(gòu)、用水結(jié)構(gòu)相協(xié)調(diào)，而且應(yīng)為今后的發(fā)展和需水、用水結(jié)構(gòu)的調(diào)整保留一定的余地。此外，在整個(gè)開采規(guī)劃中，既要保證宏觀層次用水目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，又要盡可能照顧到各低層次的局部用水權(quán)益。③盡可能避免水資源開發(fā)利用所造成的各種環(huán)境問(wèn)題。大規(guī)模的水資源開發(fā)利用是對(duì)天然水資源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，是水量、水質(zhì)在空間上重新分配的過(guò)程。水資源的開發(fā)利用不僅要注意水量的科學(xué)分配、水質(zhì)的保護(hù)，也要密切注意因水位的變異而帶來(lái)的不良環(huán)境問(wèn)題。對(duì)一些環(huán)境脆弱地區(qū)，尤其要注意對(duì)水位加以控制。④遵循經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化、技術(shù)可行的原則開發(fā)利用水資源。水資源的開發(fā)利用既要考慮供水的需要，又要考慮經(jīng)濟(jì)效益問(wèn)題，包括水資源開發(fā)工程的投入-產(chǎn)出效率、水的價(jià)值，盡可能做到以最小的投入換取最大的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。

(3)水資源與環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)系。水資源作為全球生態(tài)系統(tǒng)中不可或缺的組成部分，在水環(huán)境、生態(tài)環(huán)境保持，維持生態(tài)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)方面具有重要的作用。水資源的開發(fā)利用，要注重水資源和環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)正常需水量的協(xié)調(diào)，滿足人類對(duì)水資源需求的前提下，做到不影響乃至改善水資源在水環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)方面的作用，盡量避免水資源開發(fā)利用產(chǎn)生的副作用。正確認(rèn)識(shí)并處理好水資源與環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)間的關(guān)系，協(xié)調(diào)好水環(huán)境健康、生態(tài)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需的水資源量，在水資源的開發(fā)利用過(guò)程中注重水環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)需水量的滿足，盡可能減少水資源開發(fā)利用帶來(lái)的環(huán)境及生態(tài)負(fù)效應(yīng)。

綜上所述，水資源學(xué)是對(duì)水資源利用、管理配置、評(píng)價(jià)和水資源保護(hù)，并為人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供可持續(xù)利用水資源的一門學(xué)科，處理好水資源和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)間的關(guān)系，以及對(duì)水資源實(shí)行科學(xué)管理和保護(hù)、水資源最大效用化利用經(jīng)驗(yàn)的系統(tǒng)總結(jié)所形成的知識(shí)體系，水資源科學(xué)管理知識(shí)的總結(jié)升華，是保證水資源的可持續(xù)利用，水資源業(yè)務(wù)開展的重要理論基礎(chǔ)之一。

第三節(jié)　水資源學(xué)與其他學(xué)科關(guān)系

一、水資源學(xué)與水文學(xué)

20世紀(jì)70年代“水資源”名詞大量出現(xiàn)在我國(guó)的實(shí)踐中，是從開展全國(guó)性水資源評(píng)價(jià)工作開始的。當(dāng)時(shí)國(guó)際水文科學(xué)界討論的話題以及書刊上見到的國(guó)外文獻(xiàn)有關(guān)水文學(xué)方面的文章中水資源方面的內(nèi)容比重突然大了起來(lái)。同時(shí)，世界氣象組織和聯(lián)合國(guó)教科文組織共同主持了一項(xiàng)國(guó)際合作學(xué)術(shù)計(jì)劃，即國(guó)際水文計(jì)劃(International Hydrological Programme,簡(jiǎn)稱IHP)，第一階段IHP-I計(jì)劃(1975—1980)，突出強(qiáng)調(diào)了把水文學(xué)的意義延伸到與水資源綜合利用、水資源保護(hù)等有聯(lián)系的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)各個(gè)方面；第二階段IHP-Ⅱ計(jì)劃(1981—1983)進(jìn)一步加強(qiáng)了水文學(xué)的水資源方向；而第三階段IHP-Ⅲ計(jì)劃(1984—1989)則干脆命名為“在脆弱環(huán)境中的水文學(xué)和水資源開發(fā)”；第四階段IHP-Ⅳ計(jì)劃(1990—1995)研究變化環(huán)境中的水文與水資源的可持續(xù)發(fā)展；第五階段IHP-Ⅴ計(jì)劃(1996—2001)關(guān)注脆弱環(huán)境中的水文與水資源發(fā)展，其主要內(nèi)容是：資源過(guò)程與管理研究，區(qū)域水文水資源研究和知識(shí)、信息與技術(shù)的轉(zhuǎn)化。國(guó)際水文計(jì)劃第六階段計(jì)劃IHP-Ⅵ (2002—2007)主題為“水的相互作用：風(fēng)險(xiǎn)與社會(huì)挑戰(zhàn)中的系統(tǒng)”，重點(diǎn)研究全球變化與流域系統(tǒng)、大氣與陸地、地表水與地下水、淡水與咸水、質(zhì)與量、水體和生態(tài)系統(tǒng)、水與文化、科學(xué)與政治等八個(gè)方面問(wèn)題。第七階段計(jì)劃IHP-Ⅶ (2008—2013)的框架議題就如何利用現(xiàn)有科學(xué)知識(shí)來(lái)發(fā)展新的研究方向和方法，以對(duì)環(huán)境變化、生態(tài)系統(tǒng)和人類活動(dòng)做出響應(yīng)，主要議題為①流域和淺層地下水系統(tǒng)對(duì)全球變化影響的適應(yīng)性研究；②加強(qiáng)水資源管理，提高水資源利用的可持續(xù)性；③面向可持續(xù)性的生態(tài)水文學(xué)；④淡水與生命支撐系統(tǒng)；面向可持續(xù)發(fā)展開展水資源保護(hù)教育(暫定)。聯(lián)合國(guó)教科文組織國(guó)際水文計(jì)劃作為一個(gè)長(zhǎng)期的國(guó)際水科學(xué)研究計(jì)劃，在不同階段的研究主題與項(xiàng)目設(shè)置，在一定程度上充分反映了國(guó)際水文水資源研究的最新發(fā)展趨勢(shì)及方向。現(xiàn)代水文學(xué)正在不斷加強(qiáng)和水資源學(xué)、社會(huì)學(xué)、管理學(xué)的綜合協(xié)調(diào)發(fā)展，已成為研究?jī)?nèi)容、涉及領(lǐng)域廣泛的綜合學(xué)科。

水資源學(xué)作為一門人類認(rèn)識(shí)水資源，開發(fā)利用水資源、保護(hù)水資源及水環(huán)境的知識(shí)體系，主要屬于技術(shù)科學(xué)的范疇。水文學(xué)主要研究地球上水的形成、循環(huán)、時(shí)空分布、化學(xué)和物理性質(zhì)以及水與環(huán)境的相互關(guān)系，為人類防治水旱災(zāi)害，合理開發(fā)和有效利用水資源，不斷改善人類生存和發(fā)展的環(huán)境條件，提供科學(xué)依據(jù)。水資源學(xué)在發(fā)展中不斷向水文學(xué)提出新的要求，水文學(xué)也在加強(qiáng)對(duì)水資源學(xué)服務(wù)中得到新的發(fā)展。水文學(xué)和水資源學(xué)在發(fā)展中相互促進(jìn)，在更高層面上相互依存，共同發(fā)展。

1)水文學(xué)是水資源學(xué)的基礎(chǔ)

從水文學(xué)與水資源學(xué)的發(fā)展歷史和研究?jī)?nèi)容兩個(gè)方面來(lái)看，水文學(xué)是水資源學(xué)形成和發(fā)展的基礎(chǔ)。水資源是維持人類社會(huì)存在和發(fā)展的主要地球自然資源之一，并具有以下特性：水資源是可以按照人類社會(huì)的需要提供的，或有可能提供的相應(yīng)水量，但這個(gè)水量需有一定的可靠來(lái)源，且這個(gè)來(lái)源可以通過(guò)自然界水文循環(huán)不斷得到更新和補(bǔ)充，這是保障人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的前提；這個(gè)水量及其水質(zhì)都必須能適應(yīng)人類用水的要求，且無(wú)論水量或水質(zhì)都是可以通過(guò)人工控制以保障其可用性。這就是說(shuō)，并非自然界中一切形態(tài)的水都可以作為資源對(duì)待，而只有合乎上述條件的地球上的水才是資源的水，才是水資源。水文學(xué)恰恰是研究地球上的一切水，包括可作為資源的水的形成、存在、分布、循環(huán)、運(yùn)動(dòng)等變化規(guī)律的學(xué)科。研究水資源必先從水資源的水文特性開始，因此水文學(xué)是水資源學(xué)的基礎(chǔ)，而不是水資源學(xué)的前身。水文學(xué)和水資源學(xué)兩者獨(dú)立地沿著各自的途徑前進(jìn)，并在發(fā)展中相互促進(jìn)，以求在更高層次上的相互依存，共同發(fā)展。

2)水資源學(xué)是水文學(xué)服務(wù)于人類社會(huì)的重要應(yīng)用

由于水資源問(wèn)題的日益突出，不斷向水文學(xué)提出新的要求和問(wèn)題，水文學(xué)為適應(yīng)這種要求而不斷前進(jìn)。現(xiàn)在在水資源任務(wù)的帶動(dòng)下把研究水文循環(huán)全過(guò)程問(wèn)題提上了日程，就是說(shuō)水文學(xué)不僅要研究水文現(xiàn)象的陸面過(guò)程，還要對(duì)陸面和大氣界面上的水分和能量的交換問(wèn)題，陸地水與海洋水的交換問(wèn)題，海面和大氣界面上的水分和能量的交換問(wèn)題，水在大氣中的運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)化問(wèn)題等都要進(jìn)行研究。水文學(xué)不能僅側(cè)重研究水在運(yùn)動(dòng)、轉(zhuǎn)化中的物理過(guò)程，還要研究自然界的水作為溶劑和載體在水文循環(huán)中對(duì)水中各種化學(xué)成分的輸移、合成、分解、儲(chǔ)散的化學(xué)過(guò)程。除此之外，在地表生物圈中動(dòng)植物及其他形態(tài)的生物在生長(zhǎng)、繁殖、死亡過(guò)程中與水的相互作用，以及動(dòng)植物群在陸面和大氣水分及能量交換中的影響等方面，都需要特別加強(qiáng)水在水文循環(huán)運(yùn)動(dòng)中生物過(guò)程的研究。這些問(wèn)題的提出，使水文學(xué)必須以嶄新的面目出現(xiàn)，向全球水文學(xué)的方向前進(jìn)。在這種前進(jìn)中水文學(xué)必須堅(jiān)持為水資源問(wèn)題服務(wù)，這也是水資源水文學(xué)比工程水文學(xué)前進(jìn)的一點(diǎn)。

此外，由于水資源開發(fā)程度的逐步深化，許多地區(qū)已建立起水資源工程體系。通過(guò)有效地管理運(yùn)用建立的水資源工程體系，使其在防洪減災(zāi)和發(fā)揮水資源各種功能方面帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，這就對(duì)水文學(xué)提出新的要求。過(guò)去為水工程規(guī)劃設(shè)計(jì)服務(wù)的水文工作，要逐步過(guò)渡到主要為水工程的調(diào)度運(yùn)行服務(wù)，水文站網(wǎng)工作也以積累資料為主要目的的定點(diǎn)觀測(cè)，轉(zhuǎn)變到把地面定點(diǎn)觀測(cè)與空間和面上的遙感遙測(cè)手段結(jié)合的對(duì)水量和水質(zhì)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并利用現(xiàn)代化通信手段及時(shí)將實(shí)時(shí)信息傳遞到?jīng)Q策指揮機(jī)關(guān)，以更好地調(diào)度水工程體系，發(fā)揮最優(yōu)效益，或把可能出現(xiàn)的災(zāi)害程度降到最低。

二、水資源和水利

在中國(guó)，水利是采取各種人工措施對(duì)地表水和地下水進(jìn)行控制、調(diào)節(jié)、治理、開發(fā)、管理和保護(hù)，以減輕水旱災(zāi)害。水利要通過(guò)工程措施和非工程措施發(fā)揮利用水資源的作用。水利是已經(jīng)確立的有關(guān)治水業(yè)務(wù)的綜合行業(yè)，包括江河整治、防洪治澇、供水興利、改善人類生存環(huán)境等方面的基礎(chǔ)工作、前期工作、工程技術(shù)、科學(xué)管理等方面的全部過(guò)程，內(nèi)容涉及水文學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地理學(xué)、氣象學(xué)、水力學(xué)、材料力學(xué)、工程力學(xué)、管理科學(xué)，以及水工程的勘測(cè)、設(shè)計(jì)、管理運(yùn)行和水資源保護(hù)等方面的業(yè)務(wù)工作和科學(xué)研究。根據(jù)中國(guó)現(xiàn)行管理體制，在水的利用方面如水利、水電、水產(chǎn)和水運(yùn)等分屬不同部門，不能把一切用水業(yè)務(wù)都包羅在水利行業(yè)范圍內(nèi)，但在水利業(yè)務(wù)中卻需要抓住包括一切利用水的目標(biāo)在內(nèi)的水資源綜合利用和整治規(guī)劃，以及水資源的統(tǒng)一管理這兩個(gè)基本環(huán)節(jié)，作為綜合水利工作的支撐。由此可見，在已經(jīng)確定水利事業(yè)的情況下，水資源業(yè)務(wù)應(yīng)是水利綜合業(yè)務(wù)的組成部分，而不是在兩者間畫等號(hào)。水資源工作是以對(duì)水資源的綜合評(píng)價(jià)、合理規(guī)劃、統(tǒng)籌分配、科學(xué)調(diào)度以及保護(hù)水源和水環(huán)境等環(huán)節(jié)為主體，以達(dá)到有效并能持續(xù)開發(fā)利用水資源等目標(biāo)而進(jìn)行的。

從中國(guó)的實(shí)踐中可以看出，水利是有關(guān)水業(yè)務(wù)的綜合行業(yè)，包括江河整治、防洪治澇、供水興利、改善人類生存環(huán)境等方面的基礎(chǔ)工作、前期工作、工程技術(shù)、科學(xué)管理等方面的全過(guò)程。水資源業(yè)務(wù)多屬于水利工作中的前期工作和后期的管理工作，而較少涉及水利建設(shè)中有關(guān)水工建筑物本身的工程技術(shù)問(wèn)題，多涉及水利工作中的“軟件”。水資源評(píng)價(jià)、供需分析、規(guī)劃等帶有基礎(chǔ)性質(zhì)，而對(duì)水資源的管理和不同地區(qū)間和各用戶間的供水分配，又具有上層建筑性質(zhì)。水資源管理在我國(guó)的實(shí)踐中又不同于水利管理。從一個(gè)方面說(shuō)，水利管理比水資源管理的內(nèi)容要廣，除了防洪治澇等減災(zāi)任務(wù)的管理外，還包括水資源的調(diào)度、分配等功能的管理，以及水利工程和水利體制的管理。在這種情況下水資源管理是水利管理的組成部分。從另一個(gè)方面說(shuō)，在中國(guó)由于水的利用分屬不同部門，簡(jiǎn)單用水利管理的名義統(tǒng)管各個(gè)方面，是很難行得通的。但用水資源統(tǒng)一管理的名義則是名正言順的。同時(shí)，水利部門自身業(yè)務(wù)范圍和其他利用水部門一起，在同一水平上受到水資源統(tǒng)一管理原則的制約。因此，水資源工作在很多方面已突破了傳統(tǒng)水利工作的范疇，從而形成水利事業(yè)中一個(gè)后起的分支。

三、水資源學(xué)與社會(huì)科學(xué)的聯(lián)系

水資源學(xué)不僅研究水資源的自然屬性，還研究水資源的社會(huì)屬性，在水資源學(xué)中應(yīng)用了大量的社會(huì)科學(xué)內(nèi)容。社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源開發(fā)利用有著密切的關(guān)系，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不僅需要有水資源作支撐，而且還對(duì)水資源系統(tǒng)產(chǎn)生了巨大的壓力，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展已引發(fā)了一系列的水問(wèn)題、水災(zāi)害。人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)已成為影響水系統(tǒng)演化的主導(dǎo)力量，現(xiàn)有模型還不能很好地反映。目前，大氣環(huán)流模型(General Circulation Model,簡(jiǎn)稱GCM)與陸面流域水文模型結(jié)合的陸氣耦合模型是研究氣候變化的水文水資源效應(yīng)的有效方法之一，但對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素影響作用的體現(xiàn)存在不足。因此，加強(qiáng)水資源學(xué)與社會(huì)科學(xué)之間的綜合研究，建立融合社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程及其社會(huì)水循環(huán)，基于氣候變化-水資源-社會(huì)經(jīng)濟(jì)-生態(tài)耦合框架的復(fù)合水文模型，揭示各主要影響因素的綜合作用機(jī)制，是解決水資源可持續(xù)利用與社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展的基礎(chǔ)性途徑之一。