华北地区水循环与水资源安全----问题与挑战(1)(2)

2. 水科学研究的发展前沿

水文循环是联系地球系统地圈~生物圈~大气圈的纽带，是全球变化碳循环、水循环和食物纤维中的核心问题之一，它与自然变化和人类活动有关，决定地球水资源形成和环境的演变规律[5-9]。水资源安全是国际水资源研究的热点问题，它不仅与水循环有直接的联系，而且关系到人类及其生存环境对水资源的基本需求、生态环境需水要求、国家粮食安全、水的价值以及水的科学管理问题[10-11]。 因此，人类活动开发和影响剧烈地区的水循环与水资源安全研究，是21世纪国际国内资源环境学科领域一个十分重要的方向性问题。

在国际上，特别是90年代以后国际有关组织实施了一系列国际水科学计划，如国际水文计划（ihp）、世界气候研究计划（wcrp）、国际地圈生物圈计划（igbp）等。目的是从全球、区域和流域不同尺度和交叉学科途径，探讨环境变化下的水循环及其联系的资源与环境问题[5-7]。

国际地圈生物圈计划（igbp）代表国际地球科学发展前沿，水文循环的生物圈方面 (biosphere aspects of hydrological cycle，简称bahc)是igbp的核心之一。进入90年代末，变化环境（即全球变化与人类活动影响）中的水文循环与水资源的脆弱性研究成为热点。前沿问题突出反映在：水文循环的生物圈方面，人类活动影响下的水资源演变规律，水与土地利用/覆被变化、社会经济发展之间的相互作用影响，水资源可持续利用与水安全等。变化环境下的水文循环及其生态环境演化过程、人-地关系的影响研究，是国际地球科学积极鼓励的创新前沿领域。

国际知名的英国水文研究所在80年代末开始了生态水文学方面的科学研究。a.j.baird等针对水循环与生态环境退化问题，出版了“生态水文学：陆生环境、水生环境与水分的关系”专著[13]。90年代末，英国水文研究所正式改名为“生态水文学研究中心”。

20世纪末，不满足可持续水资源利用的模式和环境问题导致严重的水资源安全问题，业已引起国际各国政府的高度重视。90年代后，日本十分重视称之为“健全的水循环系统”研究，即“以流域为整体，以自然变化加健全方式的人类调控的水循环方式，将用水、防洪、治污目标统一协调，使的水能够达到最佳利用的水循环系统”，例如，日本东京等都市化变化过程中所谓 “健全的水循环系统”被定义为：需要统一考虑“洪水发生时”、“平时水需求利用”、“自然环境保护的生态用水”、“发生地震火灾紧急用水”和“水道的旅游利用”的水循环最佳的途径，包括修建必要水工程措施对水循环的调控。

2000年3月，在荷兰海牙(hague)召开了“第二届世界水论坛及部长级会议”。会议主题是：水的安全：从洞察到行动。全世界140多个国家首脑或部长，3000名科学家出席会议。21世纪水安全面临7个主要挑战：满足基本需求（meeting basic needs），保护生态（protecting ecosystems），食品安全（securing the food supply），水资源共享（sharing water resources），处理灾害（dealing with hazards），水的价值(valuing water)，科学管水(governing water wisely)。因此，水资源安全已经成为水资源研究的国家前沿热点，受到世界范围的注目。

2001年7月在荷兰举办了两个大型国际会议[5]。一个是由igbp、wcrp和国际人文计划（ihdp）联合举办的“全球变化科学大会”。两大主专题是：（1）一个不断变化的地球的挑战：对全球变化的科学理解；（2）展望未来：地球系统科学与全球可持续性。另一个是第6届国际水文科学大会。主题是：一个干旱地球新的水文学。热点问题有：（1）环境变化与水文循环问题。例如，环境变化作用下的水循环规律是什么？如何认识气圈-水圈-生物圈的相互作用关系？生态环境退化的主要驱动力是什么？（2）人类活动对水循环水资源演变的影响。它需要研究：人类经济活动产生的各种“用（耗）水”和“调水”行为是如何作用和影响水循环的自然规律？它们的作用对水资源产生那些主要影响？有什么地区、区域特征规律？如何量化人类活动对水文水资源变化的影响？

2002年7月11-18日，在瑞典的斯德哥尔莫召开了每年一度的世界水周（world water week）。主题是：平衡竞争的水资源使用。它是可持续发展基本的需求。大会举办了涉及流域中水竞争的优先原则、工业水污染、水价、水与能源的综合公里、都市动力学、可居住城市与水的7个研讨会。

我国对华北缺水的水资源问题十分重视。在“六五”期间设立了“华北地区水资源评价”项目；在“七五”期间，设立了“华北地区及山西能源基地水资源研究”项目；在“八五”期间，设立了“黄河治理与水资源研究“项目[14]。在“九五”期间，设立了“西北地区水资源合理开发利用与生态环境保护研究”和“黄河中下游水资源开发利用及河道清淤关键技术研究”项目，进一步将水资源开发利用与区域经济发展和生态环境保护结合起来。国家重大基础科学研究计划也设立了“黄河流域水资源演化与可再生性维持机理”项目。

在中国科学院系统，自60年代以来，不断加强以禹城综合农业实验站、栾城农业生态实验站等为代表的华北水资源农业生态实验基地建设[15]。在“九五”期间开展了中国科学院重大项目“中国华北水资源变化与调配”。2001年，在中国科学院知识创新方向性项目中，支持了“华北水循环与水资源安全”研究。

国家“十五”计划《建议》中强调了水的问题和水利在国民经济发展的地位和作用。为了缓解北方缺水的严重问题，在“水利建设”方面，指出要加紧南水北调工程的前期工作，适时建设跨流域调水工程，采取多种方式缓解北方地区缺水矛盾。同时，强调了“重视水资源可持续利用”和“加强生态建设”以及“保护和治理环境”的问题。国务院总理朱镕基强调，必须正确认识和处理实施南水北调工程同节水、治理水污染和保护生态环境的关系，务必做到“先节水后调水、先治污后通水、先环保后用水” 的“三先三后”的基本原则。

2001年初，水利部、国家海洋局、国家气象局和国家环保局等四个部委联合在国家科技部立项，拟开展“中国水资源安全保障系统的关键技术研究”，其关键技术指：海水利用技术，污水利用途径、洪水利用途径（通过水库调度行为等）以及人工降雨利用技术。现在国家科技部已经批准立项。

总之，从发展趋势看，变化环境的水循环规律是当今国际水科学前沿问题，是人类社会经济发展活动对水资源需求所面临的新的基础科学问题，而水资源供需平衡破坏带来的用水基本需求得不到满足、生态用水被挤占、工农业城市发展水的需求矛盾，使得水资源安全成为资源与环境科学领域国内外突出的研究课题[16]。

共4页: 2