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水 利 学 报

2025 年 5 月 SHUILI XUEBAO 第 56 卷 第 5 期

文章编号：0559-9350（2025）05-0551-13

流域系统科学理论与方法解析—以黄河流域为例

江恩慧 1，2，3 ，屈 博 1，2 ，王远见 1，2 ，李凌琪 ，田世民 1，3 ，李洁玉 1，2
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（1. 黄河水利科学研究院，河南 郑州 450003；2. 水利部黄河下游河道与河口治理重点实验室，河南 郑州 450003；
3. 河南省黄河流域生态环境保护与修复重点实验室，河南 郑州 450003）

摘要：流域系统科学将传统河流治理提升到流域系统行洪输沙-生态环境-社会经济多维功能协同的综合治理，创
新了流域系统前瞻性战略研究的范式。本文进一步阐释了该学科的研究内容、学科基础与研究方法，构建了流域
系统治理的总体框架及其数学表达式。并以黄河流域为例，解析了流域系统科学在水资源配置、水沙联合调控、
三角洲地区综合治理的应用方法，提出了新时期黄河流域治理保护的“广义黄河流域系统”和“广义水沙调控体
系”理念，可为黄河流域生态保护和高质量发展的战略配置格局提供理论依据与技术支撑。
关键词：流域系统科学；理论方法；系统治理；多维功能协同；广义黄河流域系统；广义水沙调控体系
中图分类号：TV212.4 文献标识码：A doi：10.13243/j.cnki.slxb.20240513

1 流域系统科学的提出

流域是地球表层相对独立且完整的地理单元，它以“水”为纽带，将单元内山、水、林、田、
湖、草、沙等自然地理要素连接成一个不可分割的整体。古代人类傍水而居，水进人退、水退人进，
河流的自身演变主导了人水关系。工业革命以后，随着工业化、城市化进程加速，人类活动对河流影
响的广度、深度和强度不断增强。大量研究表明，在人类活动影响下全球众多大型河流的水沙通量已
［1］
发生了显著变化 ，同时，水沙情势变化对流域生态环境、社会经济发展等格局变化也产生了重要影
响 ［2-3］ 。社会、经济、文化等要素与自然要素相互作用、相互影响，已成为流域治理与管理中必须考
［4］
虑的关键要素 。因此，仅聚焦于流域自然层面的研究并不能满足流域治理保护的需求，统筹考虑和
科学管理人类活动与水资源、水环境、水生态、水灾害间的复杂互动关系，实施统一规划和综合治
理，已逐渐成为国内外的共识 ［5-6］ 。早在 1995 年钱学森先生就提出：“中国的水利建设是一项类似于社
会经济建设的复杂系统工程，它涉及人民生活、国家经济”“对治理黄河这个题目，黄河水利委员会
的同志可以用系统科学的观点和方法，发动同志们认真总结过去的经验，讨论全面治河，上游、中游
和下游，讨论治河与农、林生产，讨论治河与人民生活，讨论治河与社会经济建设等，以求取得共
识，制定一个百年计划，分期协调实施”。联合国“水资源促进可持续发展”国际行动十年计划（2018—
2028 年）也强调要通过水资源的可持续发展和综合管理实现社会、经济和环境目标 。
［7］
近年来，随着地球系统科学的拓展，从流域系统整体性出发，探讨水文泥沙、生态环境、社会经
济多要素、多过程的相互作用关系，引起了学界关注 。王浩等 构建了“自然-社会”二元水循环理
［8］
［9］
论，强调人类对水循环过程的影响已从外部动力演变为系统内力，应将水循环的自然过程和社会过程
作为一个有机整体进行研究。Sivapalan 等 ［10］ 提出了社会水文学，将人类本身以及人类活动作为水文循

收稿日期：2024-08-08；网络首发日期：2025-05-16
网络首发地址：https：/link.cnki.net/urlid/11.1882.tv.20250515.1029.001
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基金项目：国家自然科学基金项目（U2243601）；国家重点研发计划项目（2021YFC3200404）
作者简介：江恩慧（1963-），博士，正高级工程师，主要从事流域系统治理研究。E-mail：1067741039@qq.com
通信作者：屈博（1990-），博士，高级工程师，主要从事流域系统治理研究。E-mail：qubo_edu_hohai@163.com
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