流域系統(tǒng)科學初探

江恩慧，王遠見，田世民，李軍華，許琳娟，張向萍

（1.黃河水利科學研究院 水利部黃河泥沙重點實驗室，河南 鄭州 450003；2.河南省湖庫功能恢復與維持工程技術(shù)研究中心，河南 鄭州 450003；3.河南省黃河水生態(tài)環(huán)境工程技術(shù)研究中心，河南 鄭州 450003）

1 流域系統(tǒng)科學的提出背景

人類社會的發(fā)展史某種程度上就是一部人水關系演變史。早期人類傍水而居，水退人進，水進人退，河流自身演變主導了人水關系。隨著人類社會和工程技術(shù)的不斷進步，人類在人水關系中逐漸占據(jù)主導地位，尤其是第二次工業(yè)革命后，河流受到人類的強烈干擾。水庫大壩建設顯著改變了河流的天然形態(tài)與水流過程的時空分布，在獲得防洪、發(fā)電、航運、供水等效益的同時，對原有自然生態(tài)系統(tǒng)也造成了不利的影響；工業(yè)和生活污水污染了河流，粗放用水方式導致干旱半干旱區(qū)一些河流出現(xiàn)斷流、干涸甚至消失。因此，人們開始反思對待河流的態(tài)度，1938年德國學者Seifert 提出“近自然河溪治理”觀念，標志著河流生態(tài)修復研究的開始[1]。1950年代，德國提出了“近自然河道治理工程”，強調(diào)生態(tài)系統(tǒng)及影響因素之間的相互制約和協(xié)調(diào)作用[2]。

保障河流自身安全是其為經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展提供支撐的前提。不同類型河流/河流系統(tǒng)，由于主導因素的千差萬別，維持河流自身安全的條件也不同。對于多沙河流，泥沙的侵蝕、輸移與沉積是必須考慮的重要因素；同時，由于河流/河流系統(tǒng)的空間尺度較大，流域內(nèi)的水文特征、地形地貌、生態(tài)類型等往往差異極大，造成維持河流生命永續(xù)存在的需求也不相同。……