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第1章 绪论 1

1.1 社会水循环的研究背景 1

1.2 社会水循环研究进展 2

1.2.1 国内研究进展 3

1.2.2 国外研究进展 8

1.2.3 国内外研究对比 13

1.2.4 研究发展趋势 14

1.3 研究目标、内容与技术路线 15

1.3.1 研究目标 15

1.3.2 研究内容 15

1.3.3 研究技术路线 17

第2章 “自然-社会”二元水循环模式及耦合机制 20

2.1 变化环境下的自然水循环 20

2.1.1 自然水循环基本过程 20

2.1.2 自然水循环主要功能 21

2.1.3 自然水循环演化动因 21

2.2 “自然-社会”二元水循环模式 22

2.2.1 二元水循环概念框架 22

2.2.2 二元水循环基本模式 23

2.2.3 二元水循环相互作用特征 26

2.3 “自然-社会”二元水循环耦合机制 27

2.3.1 二元水循环耦合过程 27

2.3.2 二元水循环耦合效应 28

2.3.3 海河流域二元水循环系统耦合 29

2.4 “自然-社会”二元水循环调控研究 31

2.4.1 二元水循环调控基础分析 31

2.4.2 二元水循环调控的关键问题 32

2.4.3 二元水循环与节水型社会建设 33

2.4.4 基于二元水循环的节水型社会建设要点 34

第3章 社会水循环系统结构解析与调控机制研究 37

3.1 社会水循环概念与特征解析 37

3.1.1 社会水循环内涵的相关界定 37

3.1.2 社会水循环概念与特征 38

3.2 社会水循环系统及其历史演进 39

3.2.1 原始文明的社会水循环 39

3.2.2 农业文明的社会水循环 39

3.2.3 工业文明的社会水循环系统 41

3.2.4 后工业文明的社会水循环系统 42

3.3 社会水循环系统结构与过程分析 42

3.3.1 取（供）水过程 44

3.3.2 用（耗）水过程 45

3.3.3 排水过程 46

3.3.4 再生回用过程 46

3.4 社会水循环驱动机制 47

3.5 社会水循环系统调控机制 48

3.5.1 社会水循环系统调控标的 48

3.5.2 社会水循环系统调控环节 50

3.5.3 社会水循环系统调控路径 51

3.6 社会水循环研究的学科与现实意义 53

3.6.1 社会水循环与自然水循环比较研究 53

3.6.2 社会水循环研究的学科意义 53

3.6.3 社会水循环研究的实践价值 55

第4章 社会水循环通量演化机制与规律 56

4.1 社会水循环通量概念 56

4.1.1 基本概念解析 56

4.1.2 社会水循环通量的分类 57

4.2 社会水循环通量演化的机制与规律 60

4.2.1 渐变机制 61

4.2.2 突变机制 62

4.3 世界及主要发达国家用水量演变 63

4.3.1 世界用水量历史演变 63

4.3.2 OECD国家用水演变 65

4.3.3 美国用水量演变 68

4.3.4 日本用水演变 72

4.4 中国社会水循环通量演变 74

4.4.1 用水总量及其用水结构 74

4.4.2 有效降水量 76

4.4.3 中国不同地区用水演变分析 81

4.5 社会水循环通量的影响因子 84

4.5.1 水资源条件 84

4.5.2 人口 84

4.5.3 经济发展阶段 84

4.5.4 产业结构 87

4.5.5 科技水平 87

4.5.6 水管理 88

4.6 中国社会水循环通量发展预测 88

4.6.1 经济社会发展预测 88

4.6.2 资源环境约束分析 88

4.6.3 用水总量演变趋势 90

4.6.4 用水结构演变趋势 90

第5章 工业用水系统解析及其调控机理 91

5.1 工业用水原理与特征分析 91

5.1.1 工业用水分类 91

5.1.2 工业用水的相关概念 91

5.1.3 工业用水的服务功能 92

5.1.4 工业用水特征分析 94

5.1.5 工业用水效应分析 99

5.2 工业用水系统的发展与驱动机制 99

5.2.1 工业用水循环类型 99

5.2.2 工业用水系统的发展 101

5.2.3 工业用水的驱动机制 103

5.3 典型高用水行业的用水 105

5.3.1 火力发电企业用水系统 105

5.3.2 石油化工企业水循环系统 107

5.3.3 造纸企业水循环系统 109

5.3.4 钢铁企业水循环系统 111

5.3.5 纺织印染企业水循环系统 112

5.3.6 食品加工企业水循环系统 113

5.4 世界工业用水的发展 114

5.4.1 世界工业的发展 114

5.4.2 世界工业用水的总体趋势 117

5.4.3 工业用水发展宏观影响因子 122

5.5 我国工业用水与排水的演变分析 124

5.5.1 我国工业发展历程 124

5.5.2 我国工业发展的基本特点 124

5.5.3 我国工业用水演变历程 127

5.5.4 我国工业用水现状总体评价 131

5.6 工业用水影响因子及我国需水预测 136

5.6.1 工业用水影响因子研究 136

5.6.2 我国工业用水发展趋势的宏观预判 141

5.7 我国工业用水系统调控途径与模式 148

5.7.1 调控目标与原则 148

5.7.2 我国工业用水区域调控模式 149

5.7.3 我国工业用水调控主要措施 150

第6章 农业用水系统原理及其安全调控 153

6.1 农业水循环原理与特性 153

6.1.1 农业水循环系统发展与结构 153

6.1.2 农业水循环原理 154

6.1.3 农业水循环特性 158

6.1.4 雨养农业与灌溉农业 163

6.2 农业水循环过程解析与效率评价 165

6.2.1 雨养农业水循环系统结构与过程 165

6.2.2 灌区农业水循环系统结构与过程 168

6.2.3 基于水循环的农业用水效率评价 171

6.3 农业水循环伴生过程与面源污染问题 177

6.3.1 农业水循环伴生过程与面源污染 177

6.3.2 我国农业面源污染现状 181

6.3.3 我国农业面源污染演变规律 185

6.3.4 我国农业面源污染防治 187

6.4 我国与世界典型国家农业水循环通量及其构成演变 190

6.4.1 农业水循环通量 190

6.4.2 我国农业水循环通量结构 191

6.4.3 我国农业用水量演变规律 199

6.4.4 世界典型国家农业用水量演变 204

6.4.5 农业水循环通量影响因子与演变规律 211

6.5 面向粮食安全保障的农业用水需求预测 215

6.5.1 保障我国粮食安全的需求分析 215

6.5.2 我国耕地需求预测 223

6.5.3 保障粮食安全的农业用水需求量 225

6.5.4 农业可利用水量分析 229

6.6 我国农业水循环系统安全调控 230

6.6.1 农业水循环调控目标与调控原则 230

6.6.2 我国农业水循环调控途径与策略 231

6.6.3 农业水循环调控的管理策略 233

第7章 生活用水系统解析及其调控机理 235

7.1 生活用水结构及其特性分析 235

7.1.1 生活用水概念与基本构成 235

7.1.2 生活用水的特性分析 236

7.2 典型生活用水单元结构与过程解析 238

7.2.1 生活用水单元的发展及其水循环系统演化 238

7.2.2 典型生活用水系统单元水循环结构 241

7.2.3 典型生活水循环系统单元水量、水质演变过程 244

7.3 世界典型国家生活用水现状与演变分析 248

7.3.1 生活用水现状 248

7.3.2 生活用水演变趋势 253

7.4 生活用水的影响因子及其发展规律 254

7.4.1 生活用水的影响因子及其识别 254

7.4.2 生活用水的主要影响因子分析 255

7.4.3 不同终端用水的影响因子 260

7.4.4 生活用水发展规律 261

7.5 我国生活水循环系统现状及发展预测 268

7.5.1 我国生活水循环系统现状分析 268

7.5.2 我国生活用水演变分析 275

7.5.3 我国生活水循环系统发展预测 278

7.6 我国生活水循环系统调控机理与途径 282

7.6.1 调控机理 282

7.6.2 调控途径 285

第8章 人工景观生态系统用水原理及其建设模式 294

8.1 人工景观生态用水服务功能及需水特征 294

8.1.1 人工景观生态用水分类 294

8.1.2 人工景观生态用水的服务功能 296

8.1.3 人工景观生态用水特征与要求 297

8.2 国内外人工景观生态用水及其影响因子分析 299

8.2.1 国外部分城市人工景观生态用水概况 299

8.2.2 我国人工景观生态用水概况 300

8.2.3 人工景观生态用水影响因子 310

8.3 人工景观生态建设与用水规划基础理论 317

8.3.1 人工景观生态建设的目的和基本原则 317

8.3.2 基于可持续理念的人工景观用水规划理论 319

8.4 人工景观用水规划标准研究 329

8.4.1 水量标准 329

8.4.2 水质标准 331

8.4.3 安全标准 335

8.5 人工景观生态的系统建设模式与关键技术 335

8.5.1 人工景观生态用水系统的建设模式 335

8.5.2 人工景观生态系统建设的关键技术 337

第9章 第三产业用水系统原理及其安全调控 340

9.1 城市第三产业用水的结构与特性 340

9.1.1 第三产业的内涵 340

9.1.2 第三产业用水的分类 342

9.1.3 第三产业用水基本特征 350

9.2 城市第三产业用水的微观机理 355

9.2.1 个体行为驱动 355

9.2.2 宏观通量表征 360

9.3 典型行业水系统构成与过程分析 362

9.3.1 行业用水构成 362

9.3.2 取排水水质 369

9.3.3 中水利用 370

9.3.4 水价响应差异 372

9.4 城市第三产业用水的通量与构成特征 374

9.4.1 部分国家第三产业用水构成的比较 374

9.4.2 我国城市第三产业用水变化分析 375

9.4.3 我国不同区域城市第三产业用水的比较 377

9.4.4 我国直辖市产业用水结构变化分析 383

9.5 典型城市第三产业用水过程演变分析——以北京市为例 388

9.5.1 第三产业用水总量与演变 388

9.5.2 第三产业用水结构 389

9.5.3 第三产业用水效率 391

9.5.4 第三产业用水影响因素 393

9.6 城市第三产业用水系统调控的机制与途径 393

9.6.1 城市第三产业用水系统调控的层次化结构 393

9.6.2 城市第三产业用水系统调控的措施 396

第10章 虚拟水及其通量核算研究 402

10.1 虚拟水及其定量计算的理论基础 402

10.1.1 开展虚拟水研究的意义 402

10.1.2 相关概念及其定量计算方法 403

10.2 各国虚拟水贸易及水足迹比较 404

10.3 中国区域虚拟水通量核算基本思路 408

10.3.1 核算的必要性 408

10.3.2 核算思路 408

10.4 农产品供需平衡 410

10.4.1 1999年以来我国区域农产品生产 410

10.4.2 我国区域农产品消费 411

10.4.3 我国农产品进出口 412

10.4.4 我国农产品供需平衡 413

10.5 我国区域间虚拟水交换通量 414

10.5.1 主要农产品虚拟水含量 414

10.5.2 我国虚拟水国际贸易通量 415

10.5.3 区域间虚拟水交换通量 417

第11章 海河流域社会水循环模拟与调控 422

11.1 海河流域概况 422

11.1.1 自然地理与水文气象 422

11.1.2 高强度人类活动特点 429

11.1.3 主要水问题 431

11.2 海河流域社会水循环模拟模型 433

11.2.1 模型总体结构 434

11.2.2 DAMOS模型 435

11.2.3 ROWAS模型 440

11.2.4 WACM模型 445

11.3 海河流域社会水循环调控方案及模拟结果 452

11.3.1 多维临界调控三层次递进方案设置 452

11.3.2 多维临界调控方案的比选与评价 454

11.3.3 总量控制指标分析 469

11.4 海河流域社会水循环调控措施 479

11.4.1 水资源配置工程 479

11.4.2 节水与非常规水源利用 479

11.4.3 水资源保护 484

11.4.4 实行最严格的水资源管理制度 488

第12章 天津市社会水循环模拟与调控 494

12.1 天津市基本情况 494

12.1.1 自然地理 494

12.1.2 经济社会 496

12.1.3 水资源及开发利用 496

12.1.4 水资源与水环境存在的问题 496

12.2 调控目标与原则 497

12.2.1 调控目标 497

12.2.2 调控原则 497

12.3 天津市社会水循环模拟及分析 498

12.3.1 全市二元水循环过程定量分析 498

12.3.2 全市主要水循环要素构成及定量分析 500

12.3.3 人工取用水过程中的供、用、耗、排通量 502

12.3.4 主要农作物耗用水特点及水分生产率 503

12.4 天津市水资源调控方案 508

12.4.1 区域取水总量调控方案 508

12.4.2 行业耗用水调控方案 510

12.4.3 水环境纳污控制调控方案 511

12.5 天津市水资源调控方案评估 513

12.5.1 水资源分析 513

12.5.2 ET分析 513

12.5.3 生态环境分析 514

12.5.4 社会经济分析 514

第13章 城市单元社会水循环模拟与调控 515

13.1 城市水循环系统概述 515

13.1.1 城市水系统与城市水循环 515

13.1.2 城市水循环系统的基本特性 519

13.1.3 城市化的水循环效应 523

13.2 城市社会水循环供水系统模拟与调控 529

13.2.1 城市社会水循环供水系统 529

13.2.2 城市社会水循环供水系统模拟模型 532

13.2.3 城市社会水循环供水系统模拟与调控实例 541

13.3 城市社会水循环排水系统模拟与调控 548

13.3.1 城市社会水循环排水系统 548

13.3.2 城市社会水循环排水系统模拟模型 550

13.3.3 城市社会水循环排水系统模拟与调控实例 556

第14章 总结与展望 567

14.1 总结 567

14.2 展望 571

参考文献 573