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水 利 学 报

２０２４年 １月 ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ 第 ５５卷 第 １期

文章编号：０５５９ － ９３５０（２０２４）０１ － ０００１ － １２

区域水平衡及失衡程度度量方法

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左其亭 １，２ ，吴青松 ，纪义虎 ，邱 曦 ，陶 洁 １，２
（１．郑州大学 水利与交通学院，河南 郑州 ４５０００１；２．河南省水循环模拟与水环境保护国际联合实验室，河南 郑州 ４５０００１）

摘要：区域水平衡量化及诊断是水网工程建设优化和水资源均衡调控的基础，对提升水安全保障能力、支撑经济
社会稳定发展、实现人水和谐具有重要意义。本文从空间、时间、结构、过程、总量五个维度解构了区域人水系
统的四大平衡，即反映水收入项和支出项定量关系的水收支平衡、体现经济社会供水量与需水量匹配关系的经济
社会供需水平衡、结合经济社会－ 生态系统发展与用水定量关系的经济社会与生态用水平衡、表征人水系统发展
状态的人水关系和谐平衡，并提出相应的水平衡度量方法。多角度解析了区域水平衡的失衡状态，提出四大平衡
的失衡程度度量方法及区域水平衡的失衡程度综合度量方法。以沁河流域为实例应用和检验了上述方法，结果表
明：提出的度量方法具有科学性和适用性，能够应用于区域水平衡研究实践；２０１９年沁河流域水平衡的失衡度为
０．３２７，处于蓄水量减少、水资源短缺、生态端亏水、水系统受损的中度失衡状态，后续应注重人类涉水行为的管
控。研究成果可为区域水平衡评估与调控提供理论支撑，服务国家或区域水平衡策略制定和水网工程规划。
关键词：区域水平衡；失衡程度；度量方法；人水关系；人水系统
文献标识码：Ａ
中图分类号：ＴＶ２１３．４ ｄｏｉ：１０．１３２４３?ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｌｘｂ．２０２３０４９１

１ 研究背景

水资源是支撑经济社会发展和生态环境保护的战略性和基础性资源 ［１］ ，具有不可替代性、有限性
和不均匀性。２０１９年国务院发布的《中国的粮食安全》白皮书指出，中国用全球 ６％的淡水和 ９％的耕
地资源支撑着近 ２０％人口的生存和发展 ［２］ 。然而，以全球变暖、降水时空分布异常、极端气象事件增
多等为主要特征的气候变化 ［３］ 和人类社会快速发展伴随的负面影响 ［４］ ，加剧了洪涝灾害、水资源短
缺、水环境污染、水生态恶化的危害 ［５］ ，严重威胁着国家水安全。研究和实现健康的区域水平衡状态
是国家水安全保障的必然要求，也是我国现阶段水利工作的重要内容和目标。
自水量平衡模型被提出后 ［６］ ，学者们针对水平衡问题进行了诸多探索，在理论、方法、模型、应
用等方面均取得重要成果。具体来看，在宏观水平衡方面聚焦于对水收支要素关系 ［７］ 和供需水平衡状
态 ［８］ 的探索，采用的方法包括数值模拟 ［９］ 、数学模型 ［１０］ 、系统分析 ［１１］ 等。随着对水文模型研究的逐
渐深入，一批考虑物理机制的分布式水文模型也被应用于水平衡问题研究，如 ＳＷＡＴ ［１２］ 、ＷＥＰ ［１３］ 、
ＶＩＣ ［１４］ 模型等。随着研究目的和需求的变化，水资源研究从偏重天然迁移转化 ［１５］ 逐渐转向自然 － 社会
耦合分析 ［１６］ ，水平衡研究也更多聚焦于经济社会用水的供需平衡 ［１７］ 、经济社会与生态用水的竞争关
系 ［１８］ 、水与其他资源的匹配状况 ［１９］ 等方面。在此背景下，学者们开始以系统的视角解构和分析区域
水平衡的概念内涵、关键内容、科学问题、理论方法等。左其亭等 ［２０］ 定义了区域水平衡的概念并深入
解读其内涵，论述了区域水平衡的基本原理和理论体系。张建云等 ［２１］ 阐述了区域水平衡的基本概念和
多重内涵，并从自然和人为两方面解析了其影响因素，提出了健康水平衡的评价准则和实现路径。梳

收稿日期：２０２３ － ０８ － １４；网络出版日期：２０２４ － ０１ － ２３
网络首发地址：ｈｔｔｐｓ：??ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｋｃｍｓ?ｄｅｔａｉｌ?１１．１８８２．ＴＶ．２０２４０１２２．０８５８．００１．ｈｔｍｌ
基金项目：国家重点研发计划项目（２０２１ＹＦＣ３２００２０１）；国家自然科学基金项目（５２２７９０２７）
作者简介：左其亭（ １９６７ － ），博士，教授，博士生导师，主要从事水文学及水资源研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｚｕｏｑｔ＠ｚｚｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
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