Page 7 - 2025年第56卷第5期

图 2 流域系统科学基本框架

2.1 研究内容
2.1.1 研究对象 流域系统科学按照流域系统服务功能将其划分为行洪输沙、生态环境和社会经济三
大子系统，研究各子系统内部演化机理和彼此间协调运转机制。与其他相关学科不同的是，流域系统
科学在考虑流域自然要素时，不是简单地把河流看作一种连接上下游、左右岸的传输介质，或者概化
为一种天然的自然资源，而是把保障河流安全永续作为主要目标，更加突出河流自身健康及行使的水
沙输移功能，关注河流水沙“灾害”与 “资源”双重属性及其对流域生态环境保护和社会经济发展的
影响，并由此将河流划分河流网络子系统，又称为行洪输沙子系统。
河流是水沙资源的重要载体，沿岸港口和城市是人类活动的聚集地，在社会经济发展和维持流
域生态系统平衡中具有十分重要的作用。推进河流治理保护是流域综合治理管理的关键环节，维持
河流健康是流域生态保护和高质量发展的重要前提和基础。对于我国大江大河，尤其是一直“体弱
多病”的黄河，目前仍存在洪涝灾害威胁巨大、水沙关系不协调、水资源严重短缺等突出困难和问
题，治黄工作面临着巨大挑战。如果仅简单地将系统科学理论与方法引入流域尺度，而不重视河流
自身功能的发挥，很难真正实现流域系统治理与可持续发展。因此，流域系统科学依然将发挥河流
行洪输沙功能作为关注的重点，体现了流域系统治理与高质量发展中对推进国家江河战略的积极
响应。

2.1.2 研究需求 流域系统科学以流域系统整体为研究对象，其研究需求在纵向上包括“子系统内-
子系统间-整个流域系统”三个循序渐进的层次，即各子系统内部演化规律、不同子系统间协同演化
机制、流域系统协调发展策略；在横向上兼顾三个子系统的关联性和共生性，考虑各子系统互为边
界、互为约束的复杂关系，包括“单个子系统-两个子系统-流域系统整体”三个相济共生的层次。具
体来说：流域系统治理针对的是整个“流域系统 ”，关注行洪输沙-生态环境-社会经济三大子系
统 协 同 发 展 ， 气 候 、 水 文 气 象 及 河 口 海 洋 条 件 就 是 它 的 边 界 条 件 ； 当 降 维 度 到 某 两 个 子 系 统 时 ，
关注这两个子系统的协同发展，另外一个子系统的治理需求则转变为约束条件，如枯水情景下要
在优先保障人类生活生产用水基础上维持河流生态系统需求，此时关注生态环境-社会经济两个子
系统协同发展，行洪输沙子系统的治理需求则成为约束条件；当进一步降维度到某一个子系统时，
关注这个子系统发展，另外两个子系统的治理需求则转变为约束条件，如极端枯水情景下仅能保
障人类基本生活用水，此时关注社会经济发展，行洪输沙和生态环境两个子系统的治理需求则成
为约束条件。

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