水科學(xué)的核心與紐帶
——人水關(guān)系學(xué)

左其亭

(1.鄭州大學(xué)水利科學(xué)與工程學(xué)院，鄭州 450001；2.鄭州大學(xué)水科學(xué)研究中心，鄭州 450001)

水是人類生存和發(fā)展不可或缺的一種寶貴資源，伴隨著社會(huì)發(fā)展，人與水的關(guān)系也越來越復(fù)雜。研究水的科學(xué)知識(shí)歷史悠久且非常廣泛，既有從自然科學(xué)角度的研究，也有從社會(huì)科學(xué)角度的研究，是一個(gè)典型的多學(xué)科交叉研究領(lǐng)域，統(tǒng)稱其為水科學(xué)。有關(guān)水科學(xué)、人水關(guān)系的研究?jī)?nèi)容非常廣泛，可以粗略地把與水有關(guān)的所有內(nèi)容都?xì)w結(jié)為水科學(xué)研究?jī)?nèi)容，把處理人與水的一切事務(wù)歸結(jié)為人水關(guān)系研究。迄今為止，關(guān)于水科學(xué)學(xué)科體系的專門論述比較少，筆者在文獻(xiàn)[1]中系統(tǒng)地論述了水科學(xué)的學(xué)科體系及研究框架，提出了水科學(xué)的10個(gè)研究領(lǐng)域；早期也有一些學(xué)者對(duì)水科學(xué)概念的討論，比如陳家琦[2]探討了水科學(xué)的內(nèi)涵及其發(fā)展動(dòng)力。相對(duì)地，針對(duì)人水關(guān)系的論述較多，但真正作為一個(gè)學(xué)科進(jìn)行建設(shè)則出現(xiàn)較晚，筆者在文獻(xiàn)[3]中第一次提出人水關(guān)系學(xué)的概念及學(xué)科體系，在文獻(xiàn)[4]中詳細(xì)論述了人水關(guān)系學(xué)的基本原理及理論體系。另外，目前針對(duì)水系統(tǒng)[5]、人類活動(dòng)對(duì)水系統(tǒng)影響[6]、水系統(tǒng)對(duì)人類的反作用或?qū)θ祟惢顒?dòng)的響應(yīng)[7]以及人水關(guān)系[8]等領(lǐng)域的研究成果比較多，但基于人水關(guān)系學(xué)視角來研究水科學(xué)難點(diǎn)問題則比較少見。本文在前期研究成果的基礎(chǔ)上，分析相關(guān)研究文獻(xiàn)和實(shí)例，分析人水關(guān)系學(xué)研究是水科學(xué)的核心與紐帶，并選擇幾個(gè)典型的水問題，從人水關(guān)系學(xué)視角闡述其解決途徑。

1 水科學(xué)與人水關(guān)系學(xué)的關(guān)聯(lián)

1.1 水科學(xué)概述

最近20多年來水科學(xué)這一概念在社會(huì)各界應(yīng)用非常廣泛，這對(duì)水科學(xué)的宣傳和普及起到非常重要的作用。為了深入研究和促進(jìn)學(xué)科發(fā)展，需要對(duì)水科學(xué)的概念和學(xué)科體系進(jìn)行研究。

筆者[1]于2011年提出，水科學(xué)是研究水的物理、化學(xué)、生物等特征，分布、運(yùn)動(dòng)、循環(huán)等規(guī)律，開發(fā)、利用、規(guī)劃、管理與保護(hù)等方法的一門學(xué)科，具有復(fù)雜的知識(shí)體系，并把水科學(xué)表達(dá)為水文學(xué)、水資源、水環(huán)境、水安全、水工程、水經(jīng)濟(jì)、水法律、水文化、水信息、水教育等10個(gè)方面的集合。從這一界定來看，水科學(xué)由10個(gè)分支學(xué)科組成，研究?jī)?nèi)容可分3個(gè)層面，一是水的物理、化學(xué)、生物等基礎(chǔ)研究，二是水的分布、運(yùn)動(dòng)、循環(huán)等規(guī)律研究，三是水的開發(fā)、利用、規(guī)劃、管理與保護(hù)等人水關(guān)系研究。

自2011年提出水科學(xué)學(xué)科體系以來，水科學(xué)10個(gè)方面組成的學(xué)科體系得到廣泛應(yīng)用和普遍認(rèn)可。自2013年以來，每?jī)赡瓿霭嬉槐尽吨袊?guó)水科學(xué)研究進(jìn)展報(bào)告》，至2021年已出版5本；自2007年以來，每年舉辦1屆水科學(xué)發(fā)展論壇，至2021年已成功舉辦15屆，并舉辦多次相關(guān)的專題研討會(huì)、學(xué)術(shù)講座和論壇。這些工作對(duì)系統(tǒng)總結(jié)水科學(xué)研究進(jìn)展、探討水科學(xué)與實(shí)踐問題、傳播水科學(xué)知識(shí)都具有重要意義。

1.2 人水關(guān)系學(xué)概述

人類自一出現(xiàn)就與水打交道，早期主要為了生活用水、躲避洪水。隨著社會(huì)進(jìn)步，人類開始生產(chǎn)用水，利用水利工程開發(fā)利用水，同時(shí)治理水災(zāi)害的能力也在不斷提升。再后來，人類改造自然的能力越來越強(qiáng)，人水關(guān)系越來越密切?？梢哉f，人類發(fā)展的歷史，也是人類開發(fā)利用水的歷史，也是處理各種人水關(guān)系發(fā)展進(jìn)步的歷史。

關(guān)于人水關(guān)系的研究，在水科學(xué)領(lǐng)域無(wú)處不在，但一直沒有形成自己的學(xué)科體系。筆者于2021年在文獻(xiàn)[3]中提出了人水關(guān)系學(xué)的概念及學(xué)科體系，給出人水關(guān)系學(xué)(human-water relationship discipline)概念的定義，人水關(guān)系學(xué)是尊重水系統(tǒng)自然規(guī)律與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展規(guī)律，借鑒水科學(xué)理論和多學(xué)科方法，來研究人水系統(tǒng)的作用機(jī)理、變化過程、數(shù)學(xué)模擬、科學(xué)調(diào)控、政策制度等理論方法，并運(yùn)用這些理論方法為人類科學(xué)認(rèn)識(shí)人水關(guān)系、應(yīng)對(duì)水問題、制定水策略服務(wù)的一門交叉學(xué)科。此后，國(guó)內(nèi)學(xué)者開始思考和討論人水關(guān)系學(xué)研究更具一般性和理論性問題，包括，人水關(guān)系學(xué)的基本原理及理論體系、主要研究方法、應(yīng)用實(shí)踐等。這些內(nèi)容以前可能分散于水科學(xué)的許多分支中，需要一些深入研究，不斷提升出來，專門用于指導(dǎo)人水關(guān)系研究。

1.3 人水關(guān)系學(xué)研究是水科學(xué)的核心與紐帶

人水關(guān)系學(xué)研究貫穿整個(gè)水科學(xué)，是水科學(xué)的核心內(nèi)容，也是其重要的紐帶，這個(gè)紐帶把社會(huì)科學(xué)與自然科學(xué)聯(lián)系起來，把水科學(xué)的10個(gè)分支學(xué)科聯(lián)系起來。水科學(xué)與人水關(guān)系學(xué)的關(guān)聯(lián)以及人水關(guān)系學(xué)研究的核心和紐帶地位表述見圖1。

圖1 水科學(xué)與人水關(guān)系學(xué)的關(guān)聯(lián)

從水科學(xué)與人水關(guān)系學(xué)的起源來看，都源于對(duì)水的利用，重點(diǎn)都是在認(rèn)識(shí)人水關(guān)系，通過一定的行為來改善人水關(guān)系。人類從早期開始觀察水、認(rèn)識(shí)水的特性與規(guī)律，慢慢開始用于開發(fā)利用水、防治水害。因此，水科學(xué)的研究起源要比人水關(guān)系學(xué)的早些。從二者的研究對(duì)象來看水科學(xué)針對(duì)一切水以及與水有關(guān)的一切內(nèi)容開展研究，其中的主要對(duì)象是“水與人”；人水關(guān)系學(xué)研究的對(duì)象是人水系統(tǒng)，包括“水與人”相關(guān)的一切內(nèi)容。因此，水科學(xué)的研究對(duì)象要比人水關(guān)系學(xué)的范圍大些。從二者的研究?jī)?nèi)容來看，水科學(xué)的10個(gè)分支學(xué)科中廣泛存在人水關(guān)系研究實(shí)例，甚至一個(gè)復(fù)雜的人水關(guān)系研究實(shí)例貫穿多個(gè)分支學(xué)科。因此，水科學(xué)的研究?jī)?nèi)容與人水關(guān)系學(xué)的研究?jī)?nèi)容是復(fù)雜的交叉關(guān)系，人水關(guān)系學(xué)貫穿水科學(xué)10個(gè)分支學(xué)科，成為其交叉融合的紐帶。

2 水科學(xué)10個(gè)分支中的人水關(guān)系研究

水文學(xué)研究。水文學(xué)的研究?jī)?nèi)容按照其研究對(duì)象可以分為兩大類：一類是自然水循環(huán)過程及相關(guān)內(nèi)容；一類是人類活動(dòng)參與下的社會(huì)水循環(huán)過程及相關(guān)內(nèi)容。除一部分純理論或機(jī)理研究外，大部分是研究人類活動(dòng)參與下的水循環(huán)過程及相關(guān)內(nèi)容?？梢哉f，在水文學(xué)中涉及人水關(guān)系的內(nèi)容比比皆是，只是多數(shù)情況下沒有把人水關(guān)系內(nèi)容專門拿出來進(jìn)行突出研究，而是自覺或不自覺地涉及人水關(guān)系問題。比如，水利工程建設(shè)對(duì)水文系統(tǒng)的影響作用研究，這方面的成果很多，包括各種工程建設(shè)對(duì)水文系統(tǒng)的影響作用[9]；再比如，城市化建設(shè)導(dǎo)致的水文過程的變化，相關(guān)研究也很多[10]。

水資源研究。水資源是人類生存和發(fā)展不可或缺的一種資源，水資源研究廣泛涉及人類生存和發(fā)展的方方面面，水資源的開發(fā)、利用、規(guī)劃、管理等各種行為都有人的參與，都可看作是處理人水關(guān)系，是人水關(guān)系學(xué)研究范疇。比如，修建興利水庫(kù)、引水渠、供水工程等開發(fā)利用水資源，通過工程建設(shè)調(diào)整人水關(guān)系，為了讓人類更好地利用水資源；修建防洪堤、建設(shè)蓄滯洪區(qū)、疏浚河道等防洪工作，通過調(diào)整人水關(guān)系，防御洪水對(duì)人類的傷害。還有一些更復(fù)雜的人類活動(dòng)行為影響下的水資源研究，也是在探討人水關(guān)系問題，包括研究人類行為經(jīng)濟(jì)與自然過程作用下的水資源系統(tǒng)模型[11]等。

水環(huán)境研究。水環(huán)境研究的內(nèi)容可以分為三大類：第一類是針對(duì)水系統(tǒng)環(huán)境特征的研究；第二類是針對(duì)水污染治理的研究；第三類是針對(duì)水環(huán)境保護(hù)的研究。第一類中部分研究是針對(duì)自然水系統(tǒng)的環(huán)境特征研究，大部分還是研究有人類活動(dòng)參與的水系統(tǒng)環(huán)境問題。第二類和第三類研究絕大多數(shù)都有人的活動(dòng)或參與，也正是因?yàn)槿祟惢顒?dòng)帶來水資源的消耗和水系統(tǒng)的污染，才促使人們研究水污染治理和水環(huán)境保護(hù)。水環(huán)境研究領(lǐng)域廣泛存在人水關(guān)系的內(nèi)容，比如研究引調(diào)水工程對(duì)水環(huán)境質(zhì)量的影響[12]，是因?yàn)槿祟惢顒?dòng)改變了水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和特征，可能是改善水環(huán)境也可能是惡化水環(huán)境。

水安全研究。水安全是國(guó)家安全的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)文明建設(shè)、人與自然和諧共生的重要基礎(chǔ)。從水安全的內(nèi)涵來看，水安全的主體是水，客體是人類社會(huì)及相關(guān)各種活動(dòng)。水安全實(shí)質(zhì)是自然界水系統(tǒng)對(duì)人類社會(huì)及其相關(guān)活動(dòng)的安全保障狀態(tài)，因此水安全的特性反映了人水關(guān)系的狀態(tài)。從這個(gè)角度看，水安全研究都可以納入人水關(guān)系學(xué)研究中。這方面的實(shí)例舉不勝舉，包括研究高強(qiáng)度人類活動(dòng)區(qū)人類開發(fā)利用水資源帶來水安全變化，如灌區(qū)水安全問題[13]等。

水工程研究。水工程研究的對(duì)象是關(guān)于水工程建設(shè)有關(guān)的前期論證、規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工安裝以及建設(shè)后的運(yùn)行管理等，其目標(biāo)都是通過人類建設(shè)工程來改變?nèi)怂P(guān)系，為人類獲得更大的綜合效益。因此，水工程研究屬于人水關(guān)系學(xué)研究的一部分，只是偏重于水工程建設(shè)方面，包括通過水庫(kù)建設(shè)、水庫(kù)群運(yùn)行來改善水系統(tǒng)和人水關(guān)系[14]等。

水經(jīng)濟(jì)研究。水經(jīng)濟(jì)研究涉及與水有關(guān)的所有經(jīng)濟(jì)學(xué)內(nèi)容，比如水利活動(dòng)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)、水利產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、水價(jià)與水市場(chǎng)、工程運(yùn)行經(jīng)濟(jì)管理、水工程投資與概預(yù)算、投入產(chǎn)出計(jì)算、水電站(群)廠內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、投資與回報(bào)等。這些都是在人類參與下開展的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，也可以界定為人水關(guān)系的經(jīng)濟(jì)學(xué)行為。比如，針對(duì)水電經(jīng)濟(jì)運(yùn)行評(píng)價(jià)的研究[15]就是運(yùn)用經(jīng)濟(jì)學(xué)理論方法來研究人類開發(fā)利用水能資源問題，實(shí)現(xiàn)水能資源利用的經(jīng)濟(jì)效益最大化。

水法律研究。水法律研究涉及與水有關(guān)的所有法律、政策、制度、行政規(guī)章等內(nèi)容，包括河流立法、與水相關(guān)的各種法律(水法、防洪法、水污染防治法、水土保持法)、行政法規(guī)和法規(guī)性文件(河道管理?xiàng)l例、防汛條例、抗旱條例、城鎮(zhèn)排水與污水處理?xiàng)l例)以及用水權(quán)制度、河流分水方案、水法律理論及法律基礎(chǔ)研究等，都是針對(duì)人水關(guān)系或人們對(duì)水開發(fā)利用的約束性法律問題。比如，對(duì)水權(quán)轉(zhuǎn)讓的法律問題研究[16]，需要清晰界定水權(quán)界限、制定水權(quán)在人(或單位集體)與人(或單位集體)轉(zhuǎn)讓程序規(guī)則等法律措施。

水文化研究。水文化研究涉及與水有關(guān)的文化領(lǐng)域，包括河流文化、河流水系變遷、科技文明史、水利史、水工程歷史價(jià)值、水工程文化表象、生態(tài)環(huán)境歷史變遷與治理文化以及水文化挖掘、詩(shī)歌、工具等，都是有人類參與或人類挖掘的文化形態(tài)。比如，針對(duì)歷史水利工程的文化價(jià)值挖掘與傳承等[17]。

水信息研究。水信息研究涉及與水有關(guān)的所有信息監(jiān)測(cè)、傳輸、儲(chǔ)存、分析、模擬、預(yù)測(cè)、評(píng)價(jià)、管理、決策等內(nèi)容，是水科學(xué)研究的重要信息源和信息分析工具，包括水信息遙感監(jiān)測(cè)和各種觀測(cè)技術(shù)研究、水信息數(shù)據(jù)挖掘、水信息應(yīng)用實(shí)踐、決策支持系統(tǒng)開發(fā)、智慧水利建設(shè)等，這其中包括大量與人水關(guān)系有關(guān)的信息。比如，基于多源信息融合診斷大壩安全并研發(fā)智能診斷系統(tǒng)[18]。

水教育研究。水教育研究涉及與水有關(guān)的所有教育、宣傳、交流等內(nèi)容。大學(xué)和研究生的水科學(xué)教育、水利辦學(xué)的研究[19]、中小學(xué)的水科普教育、水情宣傳及公眾科普讀物傳播、世界水日和中國(guó)水周宣傳、水政策法律宣傳等都是向公眾普及水科學(xué)知識(shí)，為人水和諧關(guān)系的建立提供公眾支持。

3 幾個(gè)焦點(diǎn)問題的解決途徑——基于人水關(guān)系學(xué)視角

3.1 跨流域調(diào)水工程論證問題

為了解決水資源空間分配不均、供需水矛盾，可以通過跨流域人工調(diào)水工程實(shí)現(xiàn)水資源空間再分配。調(diào)水工程古今中外都大量存在，如：我國(guó)早期的邗溝工程、鴻溝工程、都江堰引水工程、鄭國(guó)渠、靈渠等；國(guó)外如古埃及的尼羅河引水灌溉工程、現(xiàn)代的以色列北水南調(diào)工程等。

目前我國(guó)推行的國(guó)家水網(wǎng)建設(shè)，在一定程度上也是通過調(diào)水工程實(shí)現(xiàn)水系連通、水資源空間均衡。無(wú)論古代還是現(xiàn)代，通過調(diào)水工程使水資源優(yōu)化分配，發(fā)揮水資源的最大效益，取得了矚目的成就。當(dāng)然，如果論證不充分，可能會(huì)帶來規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)運(yùn)行的重大問題。

3.1.1存在的問題及難點(diǎn)

針對(duì)跨流域調(diào)水工程論證，常出現(xiàn)以下問題。

問題一：絕大多數(shù)論證工作都強(qiáng)調(diào)調(diào)水工程的必要性，忽視對(duì)不利地區(qū)的影響。如果主要從受益方來考慮，調(diào)水的必要性是肯定的。其難點(diǎn)在于：受益方的呼聲較大，主要基于有利推論來做論證工作；不利方的呼聲較弱，形成了不對(duì)稱局面。一般是，先有受益方或政界學(xué)界對(duì)調(diào)水的提議，再有不利方的反對(duì)，后者處于守勢(shì)。

問題二：從專業(yè)論證或行業(yè)資助情況來看，沒有或極少設(shè)立反方課題進(jìn)行專門研究。盡管很多項(xiàng)目會(huì)有一部分內(nèi)容論述調(diào)水工程帶來的影響，但相對(duì)其論證調(diào)水必要性來說，明顯相對(duì)弱化。其難點(diǎn)在于：專業(yè)論證或行業(yè)資助的出發(fā)點(diǎn)從開始就偏向支持調(diào)水，反對(duì)方則支持渠道較少。

問題三：從個(gè)人、地區(qū)、部門利益出發(fā)，有一部分人長(zhǎng)期致力于相關(guān)方面的研究、提議，甚至影響學(xué)術(shù)界和政府決策，而反對(duì)陣營(yíng)常常難以形成長(zhǎng)期、持續(xù)的聲音。其難點(diǎn)在于：因?yàn)樗幬恢煤土?chǎng)不同，多數(shù)從有利于自己一方出發(fā)，難以客觀、系統(tǒng)、科學(xué)地分析論證。

問題四：跨流域調(diào)水工程涉及面廣，一般的研究深度和有限的經(jīng)費(fèi)支持難以從全局高度進(jìn)行系統(tǒng)分析，有時(shí)還存在急迫上馬的心態(tài)，從而做出實(shí)施調(diào)水的決策。其難點(diǎn)在于：因?yàn)檎撟C的復(fù)雜性、艱巨性，可能在論證深度不足的情況下做出決策。

3.1.2解決途徑討論

以上問題歸根結(jié)底都可以認(rèn)為是對(duì)人水關(guān)系認(rèn)識(shí)方面存在不足?；谌怂P(guān)系學(xué)視角，對(duì)應(yīng)提出以下解決途徑：

要從人水系統(tǒng)的總體來分析論證，特別要關(guān)注“小因素帶來的大問題”。在論證調(diào)水工程必要性時(shí)，要重點(diǎn)論證其帶來的不利影響以及解決途徑，更多聽取不利方的呼聲，解決不利方的訴求。

要基于人水關(guān)系交互作用原理，從正面和負(fù)面兩方面來分析論證。應(yīng)專門設(shè)立反方科研項(xiàng)目，形成學(xué)術(shù)討論的兩個(gè)陣營(yíng)，通過討論慢慢形成趨于一致的意見，有利于政府作出更科學(xué)的決策。

要基于人水系統(tǒng)論、人水博弈論的思維來獨(dú)立、科學(xué)分析論證。在最終決策前政府部門不宜提出導(dǎo)向性意見，由科學(xué)技術(shù)界進(jìn)行自由充分地論證，最好由第三方進(jìn)行分析論證，主管部門不宜插手太多，防止以個(gè)人、地區(qū)、部門名義進(jìn)行提議和宣傳。

要堅(jiān)持人與自然和諧共生的理念，科學(xué)論證。因?yàn)榭缌饔蛘{(diào)水工程影響大、問題復(fù)雜、論證困難，要長(zhǎng)期支持論證工作，貫穿人與自然和諧共生的理念，從全局高度系統(tǒng)分析論證，確保論據(jù)充分、科學(xué)，杜絕調(diào)水工程草率上馬。

3.2 大江大河干流水利樞紐建設(shè)問題

人類為了更多地利用水資源和水能資源，從早期攔河取水，到現(xiàn)代大江大河攔河水利樞紐建設(shè)，為人類開發(fā)利用水資源和水能資源提供了便利，大大促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。隨著人類建設(shè)能力的提升，攔河建設(shè)水利樞紐工程的規(guī)模也越來越大。比如，長(zhǎng)江上的三峽水利樞紐、黃河上的小浪底水利樞紐等。

攔河水利樞紐的建設(shè)，把原本自然通暢的河流改造為由人類控制的、有限聯(lián)系的河流連通。因?yàn)橛懈邏巫韪簦掠昔~類難以洄游到上游，形成不可逆回的水力連通狀態(tài)。因此，大型水利樞紐工程建設(shè)必然會(huì)帶來自然水系統(tǒng)比較大的結(jié)構(gòu)改變，這也是攔河筑壩建設(shè)受到反對(duì)和質(zhì)疑的主要原因之一。但是，為了開發(fā)利用水資源，又需要進(jìn)行大型水利樞紐建設(shè)。到底如何科學(xué)論證和選擇，一直是個(gè)焦點(diǎn)問題。

3.2.1存在的問題及難點(diǎn)

問題一：過于樂觀，即積極主張?jiān)诤恿鞲闪魃闲藿ü歉伤麡屑~。認(rèn)為筑壩攔截河流對(duì)某些生物特別是特殊魚類的影響，可通過人工魚道或人工放養(yǎng)等措施來解決。其難點(diǎn)在于：因?yàn)樽匀唤绲膹?fù)雜性，人類對(duì)自然的認(rèn)知非常有限。必須承認(rèn)，人類的任何活動(dòng)都是對(duì)自然界的擾動(dòng)甚至破壞。那么，在什么閾值情況下可以允許這種擾動(dòng)？很難給出答案。

問題二：過于消極，即因?yàn)楣歉伤麡屑~攔截河流，對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)帶來較大影響，因此就極力否決水利樞紐工程建設(shè)，沒有看到自然界本身具有的自恢復(fù)功能和自適應(yīng)能力。其難點(diǎn)在于：人類在生存和發(fā)展過程中在一定程度上必然要改造自然，自然界本身對(duì)人類活動(dòng)和氣候變化有一定的適應(yīng)能力，會(huì)從一種平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一種平衡狀態(tài)。那么，在什么條件下轉(zhuǎn)移到的平衡狀態(tài)是可接受的？比較難以把握。

問題三：以人類需求導(dǎo)向?yàn)橹?。在工程?guī)劃和論證階段，更多強(qiáng)調(diào)人類的需求，而對(duì)自然界的需求了解有限，甚至研究不深入，還存在較大偏差。其難點(diǎn)在于：如何尋找人類需求和自然界需求的一種平衡？還存在較大困難。

3.2.2解決途徑討論

要從人水關(guān)系的正面和負(fù)面兩方面來分析論證。必須認(rèn)識(shí)到人類對(duì)自然界的改造作用，既有有利方面，也有不利方面；盡可能地采取一系列措施，把不利方面降到最低，采用可以實(shí)施的措施來彌補(bǔ)對(duì)自然界的傷害，比如對(duì)洄游魚類的影響。

要遵循人水系統(tǒng)自適應(yīng)原理和平衡轉(zhuǎn)移原理，努力使人水系統(tǒng)向良性方向轉(zhuǎn)移。自然界具有一定的自恢復(fù)、自適應(yīng)能力，在受到人類活動(dòng)的作用后，在一定范圍內(nèi)可以再恢復(fù)，也可能逐漸形成一種新的平衡狀態(tài)。攔河水利樞紐建設(shè)必然會(huì)帶來河流水生態(tài)系統(tǒng)的變化，需要調(diào)控和論證其轉(zhuǎn)變后的系統(tǒng)是可接受的。

要基于人水和諧論[20]，堅(jiān)持人與自然和諧共生的理念來科學(xué)論證。實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生是新時(shí)代的重大需求，在論證是否建設(shè)水利樞紐工程時(shí)，要充分考慮自然界的需求，鼓勵(lì)和支持一部分人站在自然界角度，與工程論證者對(duì)話。

3.3 洪澇與干旱災(zāi)害防治問題

洪澇與干旱是自然界非常常見的兩種與水有關(guān)的災(zāi)害。從全球范圍來看，洪澇和干旱現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，在一個(gè)地區(qū)干旱的同時(shí)可能伴隨另一地區(qū)的洪澇，一個(gè)地區(qū)某一段時(shí)期干旱而在另一段時(shí)期又洪澇。

因?yàn)楹闈澈透珊刀紩?huì)帶來一定的損害，有時(shí)甚至是嚴(yán)重的人員傷亡災(zāi)害，所以人類在發(fā)展過程中也時(shí)常伴隨著與洪澇、干旱的斗爭(zhēng)，并積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，但是在對(duì)待洪澇與干旱災(zāi)害態(tài)度方面一直存在一些問題。

3.3.1存在的問題及難點(diǎn)

問題一：想完全控制或消除災(zāi)害，即遇到洪澇，就想盡一切辦法要完全控制住洪水；遇到干旱，就窮盡手段進(jìn)行抗旱。一般公眾和不了解專業(yè)的官員有這個(gè)想法非常正常，但作為專業(yè)人士需要理性思考、科學(xué)應(yīng)對(duì)。其難點(diǎn)在于：洪澇和干旱都是普遍存在的自然災(zāi)害，人類不可能完全消滅自然災(zāi)害的存在。

問題二：把洪澇災(zāi)害、干旱災(zāi)害看成一個(gè)獨(dú)立災(zāi)害事件來應(yīng)對(duì)。實(shí)際上，洪水也是一種資源，可以利用；洪水過后可能就是干旱，洪水資源可以供干旱時(shí)期使用；為了抗旱，隨意引水或開采地下水，可能帶來水系統(tǒng)的破壞。這種破壞帶來的影響可能遠(yuǎn)超出防災(zāi)帶來的效益。其難點(diǎn)在于：洪澇和干旱都是水系統(tǒng)循環(huán)過程的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，不是一個(gè)孤立事件。

問題三：把洪澇災(zāi)害、干旱災(zāi)害按突發(fā)災(zāi)害來應(yīng)對(duì)。應(yīng)對(duì)突發(fā)災(zāi)害的特點(diǎn)就是災(zāi)害來時(shí)加大應(yīng)對(duì)力度，災(zāi)害去時(shí)則疏于防范。其難點(diǎn)在于：洪澇災(zāi)害、干旱災(zāi)害的應(yīng)對(duì)既包括應(yīng)急措施，其應(yīng)對(duì)能力更涉及工程抗災(zāi)能力建設(shè)、預(yù)警預(yù)報(bào)、快速?zèng)Q策、緊急應(yīng)對(duì)、抗災(zāi)救災(zāi)等系統(tǒng)性工作。

3.3.2解決途徑討論

要從人水關(guān)系學(xué)基本理論出發(fā)，學(xué)會(huì)與洪澇、干旱打交道。對(duì)待洪水，首先應(yīng)提升河湖水系防洪排澇能力，其次做好洪水預(yù)報(bào)預(yù)警、洪澇災(zāi)害緊急應(yīng)對(duì)等工作，此外要學(xué)會(huì)避讓洪水，適應(yīng)洪水，給洪水以出路，與洪水共處。同樣，在對(duì)待干旱問題上，首先應(yīng)提高抗旱能力，其次做好干旱預(yù)報(bào)預(yù)警、干旱緊急應(yīng)對(duì)等工作，此外應(yīng)學(xué)會(huì)通過節(jié)水、改善農(nóng)作物適應(yīng)干旱品種、工業(yè)低耗水生產(chǎn)設(shè)備，來適應(yīng)干旱。

要堅(jiān)持人與自然和諧共生的理念，學(xué)會(huì)和諧并存。洪澇的本質(zhì)是水太多，干旱的本質(zhì)是水太少，二者似乎是對(duì)立的，實(shí)際上二者可能會(huì)在一個(gè)人水系統(tǒng)中交替出現(xiàn)。在遭遇洪澇災(zāi)害之后，可能會(huì)在不遠(yuǎn)的將來再遇到干旱缺水。因此，二者可以統(tǒng)籌調(diào)控，實(shí)現(xiàn)洪澇、干旱和諧并存。

要基于人水系統(tǒng)論的思維，構(gòu)建一體化防災(zāi)救災(zāi)體系。防洪、抗旱是一個(gè)系統(tǒng)工程，首先應(yīng)提升硬件能力，其次應(yīng)加強(qiáng)防洪抗旱知識(shí)的科普教育，形成“政府指揮、部門主導(dǎo)、公眾參與”的防災(zāi)救災(zāi)體系。

3.4 跨界河流分水問題

跨界河流是指跨越兩個(gè)或兩個(gè)以上行政區(qū)的河流，比如長(zhǎng)江跨11個(gè)省區(qū)市、黃河跨9個(gè)省區(qū)。其中，跨越兩個(gè)或兩個(gè)以上的國(guó)家的河流又稱為國(guó)際河流。因?yàn)橐粭l河流的可利用水資源量是有限的，不同國(guó)家或行政區(qū)對(duì)水資源的需求不斷增加，帶來供需水矛盾、人類與自然界爭(zhēng)水現(xiàn)象。一方面，這是因?yàn)橛邢薜乃Y源不能滿足各個(gè)地區(qū)的用水需求，每個(gè)地區(qū)又都想獲得更多的水資源，從而帶來分水的困難。另一方面，分水問題又受到不同地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平、科技實(shí)力、民族和政治等因素的影響，不是一個(gè)單純的分水事宜。因此，跨界河流分水問題歷來都是一個(gè)難題。以黃河分水為例，隨著黃河流域9省區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，對(duì)水需求不斷增加，引用黃河水量急劇增長(zhǎng)，導(dǎo)致20世紀(jì)80年代到90年代黃河斷流，帶來了嚴(yán)重的河流健康危機(jī)，1987年國(guó)家頒布實(shí)施了黃河分水方案(即黃河“八七”分水)。30多年之后，河流狀態(tài)和外部條件發(fā)生非常大的變化，重新進(jìn)行黃河分水勢(shì)在必行，但因其難度太大，至今沒有制定新的分水方案。

3.4.1存在的問題及難點(diǎn)

針對(duì)跨界河流分水問題，常出現(xiàn)以下問題。

問題一：基于水資源供需分析，進(jìn)行水資源優(yōu)化分配，來計(jì)算確定河流分水量?？傮w思路正確，但實(shí)際操作很難進(jìn)行?？缃绾恿鞣炙婕耙蛩囟?，很難用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來計(jì)算，不能僅僅考慮水資源供需關(guān)系，也不可能完全按照水資源總體最大效益來優(yōu)化確定。其難點(diǎn)在于：河流水資源是有限的，而各個(gè)地區(qū)都希望擁有更多的水資源，導(dǎo)致分水的困難性。如果按照各地區(qū)的用水需求，肯定不夠分。

問題二：從某一有利角度，制定跨界河流特別是國(guó)際河流的分水方案。此種分水方案往往帶來上下游緊張關(guān)系，最終導(dǎo)致河流開發(fā)的無(wú)序。在緊張的關(guān)系中，自然界用水需求容易被忽視，難以保障留有足夠的水來滿足河流生態(tài)環(huán)境與支撐河流健康。其難點(diǎn)在于：自然界用水需求與人類用水需求之間的矛盾、不同地區(qū)用水需求之間的矛盾都難以協(xié)調(diào)。國(guó)際河流分水除考慮用水的協(xié)調(diào)外，還涉及政治、經(jīng)濟(jì)、軍事、外交和國(guó)際地位等方面，其分水問題顯得更加復(fù)雜。

3.4.2解決途徑討論

要基于人水系統(tǒng)論的思維來計(jì)算和確定跨界河流分水量。要綜合考慮影響分水的多種因素，對(duì)比分析國(guó)內(nèi)外已經(jīng)執(zhí)行的跨界河流分水方法，通過協(xié)調(diào)人與人之間的關(guān)系，采用大范圍專家抽樣打分的方法，制定分水計(jì)算方法和流程。

要基于人水和諧論樹立和諧分水思想。采用和諧分水思路和計(jì)算方法，確保河流生態(tài)用水，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生,協(xié)調(diào)好不同地區(qū)的關(guān)系、用水問題與經(jīng)濟(jì)社會(huì)以及其他因素的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)和諧共處。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文分別從水科學(xué)的10個(gè)學(xué)科分支論述了人水關(guān)系學(xué)研究是水科學(xué)的核心與紐帶,并且針對(duì)4個(gè)典型問題，包括跨流域調(diào)水工程論證、大江大河干流水利樞紐建設(shè)、洪澇與干旱災(zāi)害防治、跨界河流分水問題,從人水關(guān)系學(xué)視角來闡述其解決途徑。

本文沒有列舉詳細(xì)的計(jì)算實(shí)例，實(shí)際上目前很多文獻(xiàn)已經(jīng)有了相應(yīng)的研究成果，比如，關(guān)于和諧分水的計(jì)算實(shí)例研究。歡迎廣大讀者針對(duì)本文提出的人水關(guān)系學(xué)研究思路和典型問題的解決途徑進(jìn)行討論，以促進(jìn)水科學(xué)與人水關(guān)系學(xué)的發(fā)展和完善。