左其亭

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

1 研究背景

人水關(guān)系(human-water relationship)是指“人”(人文系統(tǒng))與“水”(水系統(tǒng))之間復(fù)雜的相互作用關(guān)系[1]。人文系統(tǒng)是指以人類為中心，由與人類生存、發(fā)展相關(guān)的社會發(fā)展、經(jīng)濟(jì)活動、科技進(jìn)步等眾多因素所構(gòu)成的系統(tǒng)[2]；水系統(tǒng)是指以水為中心，由水資源、生態(tài)環(huán)境等因素所構(gòu)成的系統(tǒng)[3]。人文系統(tǒng)、水系統(tǒng)本身都是十分復(fù)雜的巨系統(tǒng)，二者耦合形成的人水系統(tǒng)(human-water system)是一個更加復(fù)雜的超巨系統(tǒng)[4]。人水關(guān)系極其復(fù)雜，涉及面非常廣，大到全球尺度人類活動對水系統(tǒng)的影響，小到分子尺度人類某些行為對水分子循環(huán)過程的影響；內(nèi)容涉及到與水有關(guān)的方方面面的工作[5-6]。因此，筆者曾多次在學(xué)術(shù)報告和論著中提到一句話“所有的水利工作幾乎都是為了改善人水關(guān)系，但其不一定都是朝著改善的方向發(fā)展，有時候可能會事與愿違?！盵3，7]也就是說，人水關(guān)系的研究內(nèi)容非常豐富，急需要構(gòu)建一個完善的學(xué)科體系，納入到學(xué)科建設(shè)中，不斷豐富學(xué)科發(fā)展內(nèi)容。

關(guān)于人水關(guān)系的研究，可以從兩方面來總結(jié)，一方面是專門針對人水關(guān)系的研究，這方面的研究文獻(xiàn)不多，系統(tǒng)總結(jié)的文獻(xiàn)則更少，當(dāng)然也有一些成果，比如，張盛文從哲學(xué)視角對人水關(guān)系的研究[8]。此外，筆者也開展了一些研究，于2007年提出了人水系統(tǒng)概念的定義[9]，于2009年提出人水關(guān)系概念的定義[1]，系統(tǒng)研究了人水關(guān)系的演變過程[10]、模擬模型[9]、影響因素辨識[11]、和諧關(guān)系評估[12]以及和諧調(diào)控[13]等；另一方面，如果把人水關(guān)系的相關(guān)內(nèi)容都納入其研究成果中，那就有難以枚舉的研究文獻(xiàn)，比如，人類多種多樣的活動(如建壩、農(nóng)墾、城市建設(shè)、調(diào)水等)對水系統(tǒng)(如水量、水質(zhì))的作用研究[14-15]、相互作用研究[16]、各種類型的模擬模型研究[17]、相關(guān)的規(guī)劃[18]、管理[19]、政策制度[20]等研究。此外，關(guān)于人水關(guān)系的和諧問題研究成果比較多，如文獻(xiàn)[1]、[ 21]。然而，從目前的文獻(xiàn)來看，缺少對人水關(guān)系學(xué)學(xué)科體系的論述，還沒有總結(jié)提出人水關(guān)系學(xué)的概念和學(xué)科體系構(gòu)架。本文基于這一認(rèn)識，總結(jié)分析人水關(guān)系學(xué)的提出背景及概念定義，初步構(gòu)建人水關(guān)系學(xué)的學(xué)科體系框架，并探討其研究展望和發(fā)展布局。

2 人水關(guān)系學(xué)的提出背景及概念描述

2.1 人水關(guān)系學(xué)的提出背景及意義

(1)人水關(guān)系的研究內(nèi)容非常豐富，也非常龐雜，需要形成一個相對穩(wěn)定的研究方向和學(xué)科體系。從人水關(guān)系的發(fā)展歷史來看，人類發(fā)展的過程也是治水的過程，也是處理人水關(guān)系的過程；與水有關(guān)的所有工作，幾乎都在處理各種各樣的人水關(guān)系?？梢哉f，人水關(guān)系的研究內(nèi)容豐富而復(fù)雜，但目前卻分散到很多學(xué)科，不利于對其進(jìn)行系統(tǒng)研究和科學(xué)認(rèn)識，需要在水利工程或管理工程學(xué)科下建設(shè)一個“人水關(guān)系”研究方向，逐步形成一個學(xué)科體系。

(2)人水關(guān)系研究具有明確的研究對象，具有豐富的理論基礎(chǔ)、方法論和應(yīng)用實踐，具備形成學(xué)科體系的基本條件。人水系統(tǒng)是人水關(guān)系學(xué)的研究對象，既包括宏觀層面人文系統(tǒng)與水系統(tǒng)之間的復(fù)雜系統(tǒng)，也包括微觀層面某一種具體人類活動行為與水系統(tǒng)某一參數(shù)變化之間形成的系統(tǒng)。針對人水關(guān)系的研究，已具有豐富的理論基礎(chǔ)，比如，水文學(xué)理論、水資源理論、水環(huán)境理論、水安全理論、經(jīng)濟(jì)學(xué)理論、社會學(xué)理論、人水和諧論等；同時，也具有一系列的研究方法，比如，辨識方法、系統(tǒng)分析方法、評估方法、調(diào)控方法、優(yōu)化方法等；也具有廣泛的應(yīng)用實踐，比如，城市化建設(shè)、水利工程建設(shè)、洪旱災(zāi)害防治、水政策制定等。一方面，具備了形成學(xué)科體系的基本條件；另一方面，統(tǒng)領(lǐng)這些內(nèi)容，也急需要形成學(xué)科體系。

(3)科學(xué)指導(dǎo)人水關(guān)系研究和應(yīng)用實踐，選擇和制定水管理方案和政策制度，需要形成一套更高層面的理論體系。人水關(guān)系十分復(fù)雜，很難甚至不可能把其關(guān)系完全梳理清楚，因此，需要有一套理論方法來開展研究工作[7]。目前，相關(guān)理論方法非常多，分散到很多個學(xué)科中，難以一一枚舉，常常出現(xiàn)學(xué)科之間的“壁壘”，帶來不同的理解甚至相反的水治理答案，影響水治理實踐。因此，急需要形成一套理論體系，來指導(dǎo)人水關(guān)系研究和應(yīng)用實踐。

2.2 人水關(guān)系學(xué)的概念

關(guān)于人水關(guān)系的相關(guān)研究很多，但真正論述人水關(guān)系的文獻(xiàn)不多，特別是沒有針對人水關(guān)系學(xué)概念的明確定義和相關(guān)論述。當(dāng)然，可以借鑒與其相關(guān)的分析。首先，其研究對象是人水系統(tǒng)，是一個由人文系統(tǒng)與水系統(tǒng)組成的、相互作用關(guān)系錯綜復(fù)雜、不同尺度交融的巨系統(tǒng)。其次，其研究方法涉及很多學(xué)科，是一個典型的交叉學(xué)科。再次，其研究內(nèi)容豐富，涉及與水有關(guān)的方方面面內(nèi)容，包括機(jī)理研究、模型研究、實例研究等；廣泛運(yùn)用水科學(xué)理論，比如水文、水資源、水環(huán)境、水安全、水經(jīng)濟(jì)、水工程、水法律、水信息等，是一個大學(xué)科。因此，筆者給出如下定義：人水關(guān)系學(xué)(human-water relationship discipline)是指，尊重水系統(tǒng)自然規(guī)律與經(jīng)濟(jì)社會發(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)字模擬、科學(xué)調(diào)控、政策制度等理論方法的一門交叉學(xué)科，并運(yùn)用這些理論方法為人類科學(xué)認(rèn)識人水關(guān)系、應(yīng)對水問題、制定水策略服務(wù)的知識體系。

3 人水關(guān)系學(xué)的學(xué)科體系構(gòu)架與主要內(nèi)容

3.1 人水關(guān)系學(xué)的學(xué)科體系框架

一個完善的學(xué)科體系至少包括4個要素，即明確的研究對象、相對完善的理論體系、一套方法論和廣泛的應(yīng)用實踐。顯然，人水關(guān)系學(xué)具備了4要素，學(xué)科體系框架如圖1所示。

圖1 人水關(guān)系學(xué)的框架

3.2 人水關(guān)系學(xué)的理論基礎(chǔ)

人水關(guān)系學(xué)是水文、水資源、水環(huán)境、水安全、水工程、水經(jīng)濟(jì)、水法律、水信息、以及社會學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)等的交叉學(xué)科，涉及的這些學(xué)科的理論方法多數(shù)都可以應(yīng)用于人水關(guān)系的研究，因此，這些理論也是人水關(guān)系學(xué)的理論基礎(chǔ)。此外，還有一些專門針對人水關(guān)系研究提出的理論，比如，人水和諧論[7]。當(dāng)然，在未來還需要針對人水關(guān)系的研究發(fā)展新的理論，比如，人水關(guān)系作用過程理論、人水系統(tǒng)理論、人水系統(tǒng)不確定性理論等。

3.3 人水關(guān)系學(xué)的方法論

同樣，水文、水資源、水環(huán)境、水安全、水工程、水經(jīng)濟(jì)、水法律、水信息、以及社會學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)等的方法論，多數(shù)都可以應(yīng)用于人水關(guān)系的研究，因此，這些方法論也是人水關(guān)系學(xué)的方法論。此外，還有一些專門針對人水關(guān)系研究提出的方法，比如，人水關(guān)系辨識方法、和諧評估方法。同樣，在未來還需要針對人水關(guān)系的研究提出新的方法，比如，人水關(guān)系模擬方法、和諧調(diào)控方法等。

3.4 人水關(guān)系學(xué)的應(yīng)用實踐

人水關(guān)系學(xué)也是一門應(yīng)用很廣泛的學(xué)科，下文僅作簡單介紹。

(1)分析人類活動對水系統(tǒng)的作用，評估人類活動的影響。比如，分析土地利用對水系統(tǒng)的影響，城市化建設(shè)對水系統(tǒng)的影響，閘壩、調(diào)水等水利工程對水系統(tǒng)的影響，其他人類活動對水系統(tǒng)的作用等。

(2)分析水系統(tǒng)對人類發(fā)展的制約作用，評估水系統(tǒng)承載能力。比如，分析水資源對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的剛性約束作用，水環(huán)境污染對人體健康的影響作用，氣候變化帶來水系統(tǒng)變化的影響作用等。

(3)建立人水關(guān)系的模擬模型，分析人水系統(tǒng)演變趨勢。比如，水文、水資源、水環(huán)境等模擬模型，水系統(tǒng)與其他系統(tǒng)耦合模型(如水-能源-糧食系統(tǒng)模型)，人水系統(tǒng)耦合模型(分布式模型)等。

(4)研究人水關(guān)系調(diào)控問題，規(guī)劃、管理、調(diào)度水資源。比如，開展水資源規(guī)劃、水利規(guī)劃以及相關(guān)規(guī)劃，水資源管理、調(diào)水運(yùn)行管理、水庫運(yùn)行，水資源配置、調(diào)度以及人水關(guān)系協(xié)調(diào)、人水關(guān)系適應(yīng)性調(diào)控等。

(5)構(gòu)建人水關(guān)系的支撐體系，應(yīng)對水問題、制定水策略。比如，基于改善人水關(guān)系的各種工程規(guī)劃建設(shè)，調(diào)控人水關(guān)系的各種行政管理，保障人水關(guān)系的水政策制度，提升人水關(guān)系和諧水平的能力建設(shè)等。

4 人水關(guān)系學(xué)研究展望及發(fā)展布局

4.1 人水關(guān)系學(xué)研究展望

(1)理論研究展望：①廣泛融合多學(xué)科理論，進(jìn)一步增強(qiáng)人水關(guān)系研究理論基礎(chǔ)。涉水學(xué)科很多，都自成體系，并擁有一定的理論基礎(chǔ)，需要主動吸納這些理論，不斷融合而形成人水關(guān)系學(xué)的理論基礎(chǔ)。比如，融合水循環(huán)理論與經(jīng)濟(jì)社會理論，深化自然-社會水循環(huán)理論；融合水環(huán)境學(xué)理論與生命健康理論，深化河湖水系健康理論；融合水資源學(xué)理論與經(jīng)濟(jì)學(xué)中價值理論，深化水資源價值理論。②進(jìn)一步開展針對人水關(guān)系的專門理論研究。這方面的研究基礎(chǔ)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，需要加強(qiáng)這方面的研究，比如，人水關(guān)系的作用過程理論、人水關(guān)系和諧平衡理論、人水和諧理論等。③進(jìn)一步完善人水關(guān)系學(xué)的理論體系。人水關(guān)系學(xué)涉及學(xué)科多，研究對象極其復(fù)雜，而目前的研究剛剛起步，可參照或借鑒的經(jīng)驗少，需要總結(jié)的理論還很多，這也符合一個理論從提出到完善的發(fā)展規(guī)律。

(2)主要方法研究展望：①進(jìn)一步促進(jìn)多學(xué)科方法的交叉運(yùn)用。比如，分析大型水庫樞紐工程建設(shè)對水生態(tài)的影響，需要綜合運(yùn)用水力學(xué)、水文學(xué)、生態(tài)學(xué)、環(huán)境學(xué)的方法；研究水-能源-糧食協(xié)同發(fā)展方案，需要綜合運(yùn)用水資源學(xué)、能源科學(xué)、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)、和諧論、系統(tǒng)論等方法。因為人水關(guān)系本身的復(fù)雜性，多學(xué)科方法交叉運(yùn)用研究還有待加強(qiáng)。②人水關(guān)系辨識方法有待進(jìn)一步研究。一方面，人水關(guān)系復(fù)雜，不同層級、不同子系統(tǒng)以及不同影響因素需要不斷梳理；另一方面，引進(jìn)或發(fā)明新的辨識方法，促進(jìn)人水關(guān)系辨識的不斷發(fā)展。③人水關(guān)系評估方法有待進(jìn)一步研究。目前的評估方法很多，但針對不同問題的人水關(guān)系評估，還需要分別研究具有普適性的評估方法、針對典型問題的評估方法。④人水關(guān)系調(diào)控方法有待進(jìn)一步研究。包括人水關(guān)系和諧調(diào)控模型構(gòu)建、復(fù)雜模型求解與調(diào)控方案制定、以及調(diào)控軟件系統(tǒng)研發(fā)等。

(3)應(yīng)用研究展望：①進(jìn)一步研究人類活動對水系統(tǒng)的作用，運(yùn)用于人類活動的影響評估。目前這方面的研究很多，但因為其本身的復(fù)雜性，很難回答部分有爭議的人類活動的影響到底如何的問題，比如，河流干流上修建大型水利樞紐。②進(jìn)一步研究水系統(tǒng)對人類發(fā)展的制約作用，運(yùn)用于水資源承載能力評估。目前這方面的研究比較多，但對水系統(tǒng)的約束作用機(jī)理尚不明確，導(dǎo)致這方面的研究進(jìn)展緩慢。③進(jìn)一步研究人水關(guān)系的模擬模型，運(yùn)用于人水關(guān)系演變趨勢的分析和把控。模型研究是一個熱點(diǎn)，研究者較多，但其模擬精度和適應(yīng)性有待提高，現(xiàn)有的模型難以對人水關(guān)系演變趨勢進(jìn)行有效把控。④進(jìn)一步把人水關(guān)系調(diào)控方法運(yùn)用于水資源規(guī)劃、管理、調(diào)度實踐中。水資源規(guī)劃、管理、調(diào)度是水資源學(xué)的主要工作內(nèi)容，但調(diào)控方法的應(yīng)用還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，需要加強(qiáng)這方面的應(yīng)用研究。⑤進(jìn)一步研究人水關(guān)系的支撐體系，運(yùn)用于水問題應(yīng)對、水策略制定。需要從人水系統(tǒng)的全局視角、系統(tǒng)分析和構(gòu)建其支撐體系，在此基礎(chǔ)上更系統(tǒng)、全面地探討水問題應(yīng)對及水策略制定。

4.2 人水關(guān)系學(xué)發(fā)展布局

(1)科學(xué)研究。為了推動人水關(guān)系學(xué)的快速發(fā)展，有關(guān)部門和機(jī)構(gòu)應(yīng)積極組織和制定國家或國際人水關(guān)系學(xué)科學(xué)研究計劃，布置重點(diǎn)研究課題。比如：①人水系統(tǒng)全國監(jiān)測網(wǎng)與大數(shù)據(jù)建設(shè)計劃。從人文系統(tǒng)、水系統(tǒng)全方位布設(shè)全國監(jiān)測網(wǎng)，建設(shè)大數(shù)據(jù)中心，以全面掌握人水系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)的數(shù)據(jù)和變化。②全球變化引起的人水關(guān)系演變預(yù)測和調(diào)控研究計劃。包括全球氣候變化、高強(qiáng)度人類活動在內(nèi)的全球變化會引起人水關(guān)系持久性、不同幅度、時空格局等特征的變化，為了安全把控人水系統(tǒng)，需要科學(xué)預(yù)測人水關(guān)系演變趨勢，并進(jìn)行有效調(diào)控。③水-能源-糧食互饋關(guān)系等專項研究計劃。人水關(guān)系專項研究的具體抓手很多，比如，水-能源-糧食互饋關(guān)系研究、水-經(jīng)濟(jì)-生態(tài)和諧平衡研究、水資源-經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展空間均衡調(diào)控研究等，需要設(shè)立專項研究計劃，來推動相關(guān)問題的研究。④城市化、大型工程建設(shè)等強(qiáng)人類活動對水系統(tǒng)的影響研究計劃。國際社會和學(xué)術(shù)界對大型工程建設(shè)的可行性和影響作用非常關(guān)注，這甚至成為一些大型工程不能付諸建設(shè)的主要制約因素。這方面的研究還比較薄弱，特別是針對長時間序列和大規(guī)模影響作用的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。⑤人水關(guān)系調(diào)控保障國家水安全、糧食安全、能源安全研究計劃。水安全、糧食安全、能源安全是國家安全的重要組成部分，也是世界三大安全問題，實際上，三者有一定的聯(lián)系，其根本的紐帶就是人水系統(tǒng)，因此，通過科學(xué)調(diào)控人水關(guān)系來保障國家水安全、糧食安全、能源安全，具有重要意義。

(2)學(xué)科建設(shè)。學(xué)科建設(shè)旨在穩(wěn)定學(xué)科隊伍、加快人才培養(yǎng)、建設(shè)學(xué)科基地，以鞏固人水關(guān)系學(xué)學(xué)科地位，支撐其快速發(fā)展。具體包括：①構(gòu)建穩(wěn)固的高水平學(xué)科隊伍。包括：培養(yǎng)學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人，組建創(chuàng)新團(tuán)隊，形成合理的學(xué)科梯隊；②建設(shè)完善的培養(yǎng)體系，加快人才培養(yǎng)。包括：設(shè)立相關(guān)研究方向和課程，編寫高水平課程教材，培養(yǎng)本科、碩士、博士不同級別人才；③建設(shè)學(xué)科基地，創(chuàng)建研究平臺。包括：建設(shè)學(xué)科發(fā)展基地，創(chuàng)建工程技術(shù)研究中心，搭建重點(diǎn)實驗科研平臺。

(3)學(xué)術(shù)交流與國際合作。為了推動人水關(guān)系學(xué)的發(fā)展，需要加強(qiáng)相關(guān)問題的學(xué)術(shù)交流，組建學(xué)術(shù)組織，促進(jìn)國際合作，創(chuàng)建世界一流學(xué)科。具體包括：①組織和參加學(xué)術(shù)會議，增進(jìn)學(xué)術(shù)友誼，建立學(xué)術(shù)合作關(guān)系，共同探討關(guān)鍵問題；②組建學(xué)術(shù)組織，形成長期交流與合作機(jī)制；③加強(qiáng)國際合作，選派優(yōu)秀中青年學(xué)者到國外交流學(xué)習(xí)，聘請國外知名學(xué)者來中國講學(xué)交流，聯(lián)合申請科研課題，攜手攻克關(guān)鍵技術(shù)難題，不斷提升國際影響力。

5 結(jié) 論

(1)本文是對人水關(guān)系研究的一次系統(tǒng)總結(jié)和深化，在前期研究的基礎(chǔ)上，提出構(gòu)建人水關(guān)系學(xué)的設(shè)想，論述了人水關(guān)系學(xué)的提出背景和重要意義，給出了人水關(guān)系學(xué)概念的定義，總結(jié)提出了人水關(guān)系學(xué)的學(xué)科體系框架。為進(jìn)一步研究人水關(guān)系、構(gòu)建人水關(guān)系學(xué)學(xué)科體系奠定基礎(chǔ)。

(2)從理論研究、方法研究、應(yīng)用實踐3方面，對人水關(guān)系學(xué)未來發(fā)展進(jìn)行了展望；從科學(xué)研究、學(xué)科建設(shè)、學(xué)術(shù)交流與國際合作3方面，提出了人水關(guān)系學(xué)發(fā)展的戰(zhàn)略布局。為進(jìn)一步研究人水關(guān)系，改善人水關(guān)系，走人水和諧之路，指導(dǎo)水利工作、環(huán)保工作以及行政管理工作提供參考。

(3)本文提出的人水關(guān)系學(xué)概念和學(xué)科體系框架，是一次初步嘗試，是作者的初步思考，可能還存在內(nèi)容不完善、理由不充分的地方，期待廣大讀者參與討論，不斷完善和豐富人水關(guān)系學(xué)的內(nèi)容和學(xué)科體系。