第二节 水资源学的形成和发展

一、水资源学的概念

人类在长期水事活动过程中，逐步形成了有关水资源的专业知识和经验。但在相当长的时间内，有关水资源的知识和经验常融合在其他已建立的学科中^［5，6］，如水文学、地理学、自然资源学、环境学等。自20世纪中期以来，随着经济社会高速发展，人口过快增长，水资源问题日益突出，并直接影响到社会发展和人类的生存环境，也受到国际社会的高度重视，极大地促进学术界的研究热情，逐步形成了自成体系的水资源学。

水资源学（water resources science）是在认识水资源特性、研究和解决日益突出的水资源问题的基础上，逐步形成的一门研究水资源形成、转化、运动规律及水资源合理开发利用基础理论并指导水资源业务（如水资源开发、利用、保护、规划、管理）的知识体系。

二、水资源学的研究内容

水资源学包括相互交叉、相互联系的三方面内容：

①是对水资源的基本认识。包括对水资源概念、概况以及水资源形成、转化、利用基本知识的认识。这是水资源学的认识基础，也是学习水资源学的基础或入门。具体来说，就是要先对水资源的形成、转化、运动机理以及水资源在地球上的空间分布及时程变化规律、再生规律有一个初步认识。这是进一步学习水资源学基本理论、学习水资源开发、利用、保护、规划、管理等实践环节的基础；

②是水资源学的基本理论。这是水资源学成为一门学科的理论支撑，包括水量平衡原理、水质迁移转化原理、水资源价值理论、水资源优化配置理论、水资源可持续利用理论、人水和谐理论。这是水资源学这门学科的理论支撑；

③是对水资源工作主体内容的介绍。包括水资源评价、水资源保护、水权水价与水市场、水资源规划与水资源管理等。这些内容是水资源学服务于人类社会的重要理论方法及应用实践。

三、水资源学的发展过程

人类在生存和发展的实践中，特别是在与水灾、旱灾作斗争的过程中，不断对水资源进行认识和探索，获得和积累了大量有关水资源方面的专业知识和经验。在不断认识和积累经验的基础上，吸取其他基础科学的思想、理论、方法，才逐步形成水资源学。可以说，水资源学的发展经历了由萌芽到成熟、由定性到定量、由经验到理论的过程，大致分为三个阶段。

1.萌芽阶段（20世纪中期以前）

人类在相当长的历史时期内，为了生活和生产的需要，开始对水资源的特性、数量、规律进行认识、观察，并在一定程度上对水资源规律进行了定性描述、经验积累、推理解释。但是，由于这个时期人们的认识能力有限，对自然界水资源了解不够，也不可能上升到水资源学理论的高度上，因此这一漫长的发展过程仅仅称得上是水资源学的起源或萌芽阶段。

尽管这一漫长阶段还没有形成水资源学，但是通过人类的长期生产实践，获得和积累了大量的有关水资源方面的知识和经验，为后来水资源学的形成奠定了基础。

2.形成阶段（20世纪中期至90年代）

随着科学技术的迅速发展以及人类对水资源认识的不断积累，一些与水资源相关的知识和经验开始不断融合到其他相近已建学科中，如水文学、地理学、自然资源学、环境学等。从20世纪中期开始，出现的水资源问题越来越突出，对水资源的认识也越来越深刻，并发现了一些水资源学的基本原理，从而奠定了水资源学的基础，到90年代基本形成了水资源学体系。

在此阶段，随着水问题的凸显，特别是饱受干旱和洪水灾害的教训，人们对水资源的一些看法也出现重大转变，例如从早期“水资源是取之不尽，用之不竭”的观点，转变为“水资源是有限的，需要在开发利用中加以保护”的认识等，并逐步重视水资源的评价、规划、管理等工作，丰富了水资源学的内容。陈家琦、王浩于1995年在中国水利水电出版社出版了第一本关于水资源学的专著《水资源学概论》，标志着我国水资源学的形成。

3.兴起阶段（20世纪90年代末至今）

20世纪90年代以来，一方面，随着计算机技术的发展遥感及信息技术的应用，一些新理论和边缘学科的不断渗透，水资源研究增添了许多新的技术手段、理论与方法，由此也派生出许多新的学科分支，丰富了水资源学理论；另一方面，由于人类改造世界的能力不断增强，活动范围不断扩大，再加上人口快速增长，出现了水资源短缺、环境污染、气候变化等一系列问题，这些问题或多或少与水资源有关，使水资源学面临更多的机遇与挑战，也促进了水资源学的蓬勃发展。

四、水资源学的主要进展

随着水资源问题的日益突出，人们探索水资源规律和解决水资源问题的紧迫性不断增加，再加上人类认识水平不断提高和科学技术飞速发展，人们对水资源问题的认识不断深入，极大地带动了水资源学的发展和学科体系的完善。自20世纪中期水资源学形成以来，其主要进展概括如下^［2］：

（1）人们对水资源的认识从“取之不尽，用之不竭”的片面认识，逐步转变为对水资源的科学认识，逐步认识到“水资源开发利用必须与经济社会发展和生态系统保护相协调，走可持续发展的道路”。需要从水资源形成、转化和运动规律角度，来系统分析和看待水资源变化规律和出现的水资源问题，为人们解决日益严重的水资源问题奠定基础。这是水资源学发展的重要认识论进展。

（2）随着实验条件的改善和观测技术的发展，水资源形成、转化和运动的实验手段和观测水平得到极大的提高，促进了人们对水资源规律的认识和定量化研究水平的提高。通过实验分析，不仅掌握了水资源在数量上的变化，还可以定量分析水资源质量状况以及水与生态系统的相互作用关系。最近几十年来，人们做了大量的实验研究，极大地丰富了水资源学的理论和应用研究内容。这是水资源学发展的重要实验进展。

（3）现代数学理论、系统理论的发展为水资源学提供了量化研究和解决复杂水资源问题的重要手段。随着经济社会发展，原本复杂的水资源系统经过人类的改造作用后变得更加复杂。针对这样复杂的水资源系统，面对水资源短缺、洪涝灾害、水环境污染等问题，又要满足生活、工业、农业、生态等多种类型的用水需求，必须借用现代数学理论、系统理论的方法。最近几十年来，随着现代数学理论、系统理论的不断引入，极大地丰富了水资源学的理论方法和研究手段。这是水资源学发展的重要理论方法进展。

（4）随着现代计算机技术的发展，对复杂的数学模型可以求得数值解，对复杂的水资源系统可以寻找解决问题的途径和对策，可以多方案快速进行对比分析，可以建立复杂的定量化模型，可以实时进行分析、计算和实施水资源调度。这些方法和手段既丰富了水资源学的内容，也促进了水资源学服务于社会的应用推广。这是水资源学发展的重要计算途径进展。

（5）现代高新技术的快速发展并成功应用于水资源领域，大大促进水资源的研究和应用。现代信息通信技术、网络空间虚拟技术、数据库技术、计算机技术以及其他高新技术的应用，使得水资源实践朝着监测自动化、资料数据化、模型定量化、决策智能化、管理信息化方向发展，极大地促进水资源学的研究水平和应用效率。这是水资源学发展的重要技术方法应用进展。

（6）以可持续发展、人水和谐等理论为指导，促进现代水资源规划与管理的发展。传统的水资源规划与管理主要注重经济效益、技术可行性和实施的可靠性。近几十年来，水资源规划与管理在观念上发生了很大变化，包括从单一性向系统性转变，从单纯追求经济效益向追求社会-经济-环境综合效益转变，从只重视当前发展向可持续发展战略转变。水资源可持续利用理论、人水和谐理论等在理论基础和实际应用方面的拓展，有效推动了水资源学的进一步发展。这是水资源学发展的重要应用研究进展。