人水关系是人类与自然界关系中最基本的关系之一，人水关系研究是科学认识水问题、探索治水之路的重要基础，也是人类社会发展的实践需求。基于前期研究工作和不同时期成果梳理，从“萌芽、起步、形成”3个阶段综述了人水关系的研究历程，总结了每个阶段的发展特征；从“系统、子系统、研究视角”3个层面提出了人水关系分类方案；阐述了发展人水关系学的目的和优势，介绍了人水关系学的主要内容、理论体系和研究方法；从“对人水关系的认识、分析、调控”3个层面阐述了人类治水实践需求，包括思想-理念需求、方程-度量需求、模型-策略需求，并详细给出3个层面对应的研究重点，共18个具体研究方向。本文能够为进一步完善人水关系学理论体系、探索人水关系研究实践需求及关键科学技术问题提供支持。
智慧计算技术正在推动经济社会的进步和科学研究的深入革新。人水关系学作为研究人水复杂巨系统的交叉学科，智慧计算技术的引入有助于提升其研究方法并推动学科发展。因此，本文旨在提出并构建人水关系学的智慧计算体系，通过实证分析探讨其应用潜力。本文从智慧辨识、智慧评估、智慧模拟以及智慧优化调控4个方面介绍了人水关系学智慧计算方法，基于CNN-LSTM-Attention模型结合流域供需水平衡计算，进行了实例应用验证，研究了智慧计算在模拟和优化人水关系中的可行性和有效性。研究结果表明智慧计算体系在人水关系作用机理、变化过程、模拟预测、科学调控以及政策制定等5个范畴中具有广阔的应用前景；CNN-LSTM-Attention模型在沁河流域径流模拟中展现出较高精度，模型的训练和模拟精度参数R2分别达到0.93和0.88；沁河流域在2030规划水平年的需平衡指数为1.34，表现为水资源供需关系紧张。本文为人水关系学发展和当地水资源管理提供了新的思路和指示作用。
【目的】水权交易是促进黄河水资源有效配置的重要制度手段，但黄河水权交易制度实践当前面临着行政管理利益与私人利益、经济利益与生态利益、农业行业利益与灌溉用水户利益三方面的公私利益冲突困境，必须通过制度重构才能解决困境。【方法】基于此，本文引入产权激励理论对黄河水权交易制度的产权基础和交易效果进行了分析。【结果】①黄河水权交易以属于混合产权的取水权交易为主，但仅依靠单一类型的取水权交易并不能有效平衡各类利益，造成了公私利益失衡。②将来在制度层面，应将黄河水权中交织的公私利益加以分离和梳理，水权类型应遵循国家水权交易立法逻辑以融入全国统一大市场。③具体实践中应结合不同利用行为所产出水资源产品的性质，分别配置公共水权、私人水权和混合水权等不同类型的产权。【结论】以多元化水权为基础，黄河水权交易制度应当加以重构，立足黄河流域实际，通过与《中华人民共和国黄河保护法》相关法律制度的有机结合，建立起包括黄河区域水权交易、黄河取水权交易和黄河灌溉用水户水权交易3类机制在内的制度体系。其中，黄河区域水权交易应以地方政府间的平等契约为主要形式，建构公共水权交易；黄河取水权交易应坚持市场化导向，回归私人水权交易模式；黄河灌溉用水户水权交易则应以混合水权交易为内容，兼顾私人产权维度上的交易效率和公共产权维度上的公共利益保障。
【目的】建立生态补偿机制是促进调水工程水源区与受水区协同高质量发展重要手段，构建“计划+市场”水资源融合式补偿机制对化解水源区与受水区协同发展困境具有重要意义。【方法】首先，本文通过构建调水工程协同发展评价指标体系和度量模型，探讨水资源补偿对区域协同发展的影响；其次，设计“计划+市场”的水资源融合式补偿机制，并根据协同度确定水权初始分配的比例；最后，通过数值仿真和案例分析，进行该机制可行性及有效性验证。【结果】①本文提出的“计划+市场”水资源融合式补偿机制兼顾了水资源配置的公平性与有效性；②该机制作用下，市场配置水权的增加，计划分配水权的降低，能使水资源需求强、支付能力强的受水区获得更多水权配置，同时水资源补偿基金得到增加。【结论】本文提出的基于区域协同发展视角的“计划+市场”的水资源融合式补偿机制更具公平性和有效性，可为我国调水工程水资源补偿机制的完善提供参考。
【目的】以科技创新为核心的新质生产力为实现水资源的高效利用提供了新契机，如何有效发挥新质生产力的“节水降耗”效应，是推动水资源管理改革和实现新时代水利高质量发展的重要议题。【方法】基于2013—2021年中国30个省份的面板数据，采用双向固定模型、机制检验模型、空间计量模型等方法实证分析了新质生产力与水资源利用效率之间的关系。【结果】①新质生产力发展能够促进水资源利用效率的提升，该结论经过替换核心变量、工具变量法等一系列检验仍然成立。②从异质性角度看，新质生产力在湿润区、人力资本潜力高的地区以及长江流域对水资源利用效率的提升作用更明显，且在高水平的新质生产力地区，其节水降耗效应表现出“锦上添花”的效果。③新质生产力通过科技创新效应、数据要素配置效应以及产业结构升级效应有效提升水资源利用效率。④区域间水资源利用效率存在显著的空间效应，新质生产力的发展能够促进本地区和邻近地区水资源利用效率的提升。【结论】因此，需激发科技创新潜能，深化数据要素的开发与利用，强化区域协同，有效发挥新质生产力对水资源利用效率的赋能作用。
【目的】为了客观理解中国不同城市群之间的人水和谐发展现状与差异，弥补当前人水和谐关系研究缺乏跨城市群对比研究的不足，本文对比分析中国主要城市群之间的人水和谐发展关系。【方法】以中国3个地理气候差异显著的珠江三角洲、长江中游和京津冀城市群为研究对象，构建人水和谐度评估指标体系，利用单指标量化-多指标综合-多准则集成的人水和谐度评估方法，对2000—2022年各城市群的人水和谐度进行量化评估，并分析城市群之间的人水和谐度发展差异及影响因素。【结果】①2000—2022年，中国三大城市群人水和谐度均呈上升趋势，但健康度、协调度和发展度的提升并不均衡，三者的协同发展仍是当前的主要矛盾之一。②珠江三角洲城市群人水和谐水平相对较高，其次是京津冀城市群，二者的人水和谐度均达到“较为和谐”水平。相较之下，长江中游城市群由于发展度和协调度较低，其人水关系仍处于“较不和谐”水平。③当前我国主要城市群人水和谐度主要受水资源总量、废水排放量及污水处理率等因素的制约。【结论】基于当前人水和谐度的区域差异及演变特征，建议各城市群加强水资源和水生态保护力度，合理优化水资源配置，促进城市群协同发展和水资源可持续管理。同时，应重点关注健康度、发展度和协调度的均衡提升，推动人水关系和谐发展。
【目的】水资源可持续性评价是实现区域水资源有效管理和经济高质量发展的重要基础。现有研究大多聚焦于水量、水质角度，在水资源资产化管理背景下引入水价值维度能够使水资源可持续性评价更加客观全面，有助于制定区域差异化的水资源管理策略。【方法】基于“供需-承载-资产”三维视角，本文运用水足迹理论和水资源资产负债表开展中国31个省份2013—2021年期间的水量、水质、水价值可持续性评价，结合ArcGIS软件和莫兰指数探究单维和三维水资源可持续状态的时空分布特征，并使用核密度估计方法进一步分析水资源可持续状态的时空演化特征。【结果】①中国整体水资源可持续性评价结果较好且始终表现为三维可持续状态，31个省份的水量、水质、水价值可持续性评价结果省际差异较大且随时间变化显著；②2013—2021年31个省份的水资源可持续状态呈现提升态势，空间上整体呈现“南好北差”特征，部分维度表现出较明显的空间集聚特征。其中，水量可持续状态主要表现为“高-高”集聚和“低-低”集聚，水质可持续状态主要表现为“低-低”集聚，水价值可持续状态尚未形成明显的集聚特征；③中国水资源可持续性省际差异逐渐缩小，其中水量可持续性省际差异逐渐减小，水质和水价值可持续性省际差异表现出“先增大，后减小”的变化趋势。【结论】中国未来的区域水资源管理政策制定应该在水量、水质的基础上，将水价值维度也纳入考虑，通过针对性施策以更好地保障中国水安全，进而可持续支撑中国经济高质量发展。
【目的】绿色技术进步在推动生态文明建设中具有关键支撑作用，探析其对水资源生态足迹产生的收缩效应，对于提升水资源环境承载力和可持续发展具有重要意义。【方法】本文选取2003—2020年中国30个省份面板数据，基于生态足迹理论角度构建水资源生态足迹指标，采用超效率EBM模型和GML指数方法衡量绿色技术进步指数及其分解指数，并运用双向固定效应模型、面板分位数模型和调节效应模型实证检验绿色技术进步的水资源生态足迹收缩效应及作用机制。【结果】①样本考察期内，绿色技术进步的水资源生态足迹收缩效应显著，但在不同水资源生态足迹水平的分位数上收缩效应存在显著差异，这一结论在克服内生性并进行多种稳健性检验后依旧成立。②进一步研究发现，绿色技术进步的水资源生态足迹收缩效应主要通过绿色技术的变化来实现，而绿色技术效率作用机制不显著。③异质性分析表明，绿色技术进步存在“路径依赖”，在东中部、高城市化和低水资源禀赋省份，绿色技术进步的水资源生态足迹收缩效应更强。④调节效应检验结果表明，环境规制显著抑制了绿色技术进步的水资源生态足迹收缩作用。【结论】本文准确识别了绿色技术进步助力水资源生态足迹收缩的关键作用。基于此，应因地制宜构建水资源可持续利用的绿色技术创新体系，实现绿色技术进步规模经济效益和生态效益最大化，制定适宜环境规制措施，推动“软水路径”治理。
【目的】探究人水关系视角下绿色流域发展水平，对于实现长江经济带水生态环境与经济协调发展具有重要意义。【方法】采用熵权TOPSIS、Dagum基尼系数分解、核密度分析等方法，分析2010、2015和2020年长江经济带108个城市绿色流域发展水平，并结合主体功能区识别绿色流域发展的短板区域。【结果】①2010—2020年长江经济带绿色流域发展水平有所提升，整体呈现出“下游高、中游次之、下游低”和“沿江高、远江低”的分布格局。②2010—2020年长江经济带整体绿色流域发展水平的空间差异逐步缩小，其中中下游地区的差异显著减小，发展趋于均衡；上游地区则在明显缩小后略有扩大。③2010—2020年各主体功能区绿色流域发展水平提升顺序为优化开发区>限制开发区>重点开发区，体现不同区域人水关系调控能力的梯度差异。优化开发区水经济指数最高，而限制开发区在水资源、水环境和水生态方面领先。④2020年各主体功能区绿色流域发展的短板区域分布特征显示，不同主体功能区在人水关系协调中面临的核心矛盾存在显著差异：优化开发区（除上海外）普遍存在水经济或水生态环境方面的问题；重点开发区主要集中在成渝和武汉都市圈核心城市，水经济短板突出；限制开发区主要位于省际边界城市，面临水资源和水经济双重制约。【结论】区域人水关系协调是促进绿色流域发展的核心驱动力，建议从加强跨区域协调与合作、推动水资源、水环境、水生态与水经济协同发展、制定主体功能区差异化绿色流域发展战略等方面，推动长江经济带人水关系向可持续方向演进。
【目的】分析长江经济带贸易隐含水污染转移格局及各产业部门的隐含水污染排放拉动系数，有利于更深层次掌握区域经济社会发展与水资源保护之间的关系，为区域人水关系协同优化和可持续发展格局构建提供参考依据。【方法】本文依据多区域投入产出原理，结合2017年长江经济带多区域投入产出表与其各省（市）部门的用水数据，建立多区域投入产出模型，计算分析各省（市）间虚拟水流动格局、隐含水污染转移格局和产业部门间隐含水污染排放的拉动情况。【结果】①在虚拟水流动中，下游地区主要消费虚拟水，中游地区主要供应虚拟水，上游地区与其他地区虚拟水贸易联系较弱；上海是虚拟水的主要消费者，安徽是虚拟水的主要生产者；其他部门的虚拟水大部分来自农业和电力热力的生产供应业。②在隐含水污染转移中，下游地区转移的隐含水污染最多，隐含水污染净流出量为5.92亿m3，中游地区是隐含水污染排放的主要承担者，隐含水污染净流入量为6.43亿m3；江苏转移的隐含水污染最多，浙江承担了江苏83.37%的隐含水污染；农业部门承担的隐含水污染最多。③农业部门隐含水污染的直接排放系数最大，为1222.16 m3/万元，建筑业拉动系数最高，为28.31，若增加产出将增大其他部门的隐含水污染排放。【结论】中下游省（市）在虚拟水流动中表现活跃；隐含水污染的转移主要集中在中下游省（市）间或贸易联系密切的部门间；不同部门直接或间接用水以及隐含水污染排放强度存在较大差异。
【目的】从供需视角审视人水关系问题，通过探析水资源供需关系来揭示复杂的人水关系，为黄河中下游地区人水关系协调和可持续发展决策提供参考依据。【方法】基于土地利用、气象、土壤、遥感和社会经济等多源数据，利用双变量空间自相关、供需比率和最优参数地理探测器等方法，探究1990—2020年黄河中下游地区人水关系的尺度演化特征及其影响因素。【结果】①1990—2020年黄河中下游地区人水关联指数和供需比率均呈现出波动下降的态势，人水关系趋于紧张，格网尺度下的人水关系优于县域尺度。②研究期间，供需交互下不同尺度人水关系的空间关联模式均以低-低型为主，表明人水系统空间交互类型存在较强的转移惰性，具有较为显著的空间锁定特征。供需盈亏下人水关系的供需盈余区集中在黄河中游高原与山地区、黄河下游东南部区域，供需赤字区位于陕北风沙过渡带，以及渭河平原、山西盆地、黄河冲积平原河南段和鲁西北平原区。③人水关系的多尺度演化过程是气候变化、人类活动、景观格局和地形地势多要素交互耦合作用的结果，其中人类活动在多尺度下始终是最为活跃的因子，气候变化和景观格局在不同尺度下对人水关系的作用方式和程度亦不同。【结论】针对黄河中下游地区人水关系趋于紧张和供需错位的特征，亟需创新节水高效的现代农业耕作制度，实施以水定产的发展策略，并通过优化景观格局规划有效协调区域人水供需矛盾。
【目的】黄河流域是国家战略发展区域，测度工业绿色水资源效率并识别其在上、中、下游不同城市之间的传导关系，是促进整个区域水资源可持续利用的重要着力点。【方法】本文采用Super-SBM模型对2006—2022年黄河流域75个城市的工业绿色水资源效率进行测算，并借助社会网络分析方法测度了效率空间网络关联结构，最后采用面板时空地理加权回归模型分析影响因素的时空分异特征。【结果】①黄河流域工业绿色水资源效率在时间维度上从研究初期的0.545增长至研究末期的0.867，整体呈波动上升态势；空间维度上区域内部空间差异显著但区域间差距不断缩小，中、下游地区的工业绿色水资源效率值普遍高于上游地区。②工业绿色水资源效率的空间联系强度逐渐增强；网络密度呈现自下游到中游再到上游逐级降低的态势；上游与中、下游地区间的空间网络中心性差异显著。③不同驱动因素对工业水资源绿色效率的影响均具有显著的时空异质性。对外开放程度、人口素质水平和环境规制程度对工业绿色水资源效率的提高具有显著正向作用，工业化程度对工业绿色水资源效率的影响最大，人均水资源量因素对工业绿色水资源效率的提升起限制作用。【结论】实现水资源的可持续利用和区域经济的协调发展，应注重区域间的协同发展，加强上下游城市间的联动，推动区域内城市间的政策协调与信息共享，强化优势互补，完善合作交流机制。
【目的】分析西北干旱区内部城市虚拟水转移的空间格局及水资源短缺溢出风险，为制定差异化的水资源管理政策提供参考。【方法】本文基于2012年和2017年全国城市间投入产出表，运用多区域投入产出模型，结合水资源压力指数，系统分析了西北干旱区25个城市的虚拟水转移特征、虚拟水依赖度及水资源短缺的溢出风险。【结果】①西北干旱区城市以虚拟水输入为主，尤其是第一产业，这与该地区的干旱气候和经济模式密切相关；②2012—2017年，虚拟水输入总量显著增加，而输出总量有所减少，净虚拟水输入地区对虚拟水的依赖度也在增强；③水资源压力较大的城市通过虚拟水贸易将水资源短缺风险转移至其他地区，以缓解本地用水压力。2017年，部分城市的水资源短缺压力和溢出风险有所缓解，这与政策调整、经济结构优化及技术进步有关。【结论】虚拟水的区域间转移缓解了部分城市的水资源压力，但也引发了短缺风险的区域性溢出。未来研究应结合气候变化、经济发展和政策变迁等多维度因素，进一步揭示区域间水资源互依关系及其演化规律，为西北干旱区的水资源可持续管理提供理论支撑。
【目的】长江经济带作为具有全球影响力的内河经济带，开展长江经济带水利新质生产力时空演变及提升路径研究，有助于推动长江经济带水利事业高质量发展。【方法】本文以长江经济带110个城市为研究对象，首先，根据水利新质生产力的内涵特征，从高科技、高效能、高质量和绿色4个维度构建水利新质生产力评价指标体系；其次，利用熵权-TOPSIS模型和空间自相关测度2011—2022年长江经济带水利新质生产力的时空演化；然后，运用地理探测器识别水利新质生产力的主要驱动因子；最后，结合模糊集定性比较分析法探究水利新质生产力的多元提升路径。【结果】①2011—2022年长江经济带水利新质生产力水平呈波动上升趋势，表现出“下游>中游>上游”的特征，并且存在空间聚集的现象。②万元工业增加值用水量、人均GDP、信息化水平、农田灌溉亩均用水量对水利新质生产力空间分异的解释力度较大，且关键交互因子均含有人均GDP、水资源重复利用率、万元工业增加值用水量。③水利新质生产力提升的组态路径可归纳为科技效率型、经济基础型、科技环保型、经济引领型、科技引领型和全面发展型等6种类型，上游地区应关注以水科学、水利基建、水环境和水生态为核心条件的提升路径；中游地区应注重以水经济、水效率和水技术为核心条件的提升路径；下游地区应继续坚持以水经济作为核心条件的提升路径。【结论】长江经济带水利新质生产力呈增长趋势且表现出鲜明的地域异质性特征，各区域在考虑区域差异、制约因素和发展方向等因素基础上，应根据水利新质生产力现状和主导驱动因子，选取恰当的提升路径提高水利新质生产力。
【目的】基于黄河流域各地再生水利用不均衡发展的实际，制定差异化的区域再生水循环利用措施，为流域统筹推进污水资源化利用的规划建设和精准施策提供参考。【方法】本文以黄河流域城市群为研究对象，结合毕达哥拉斯三角模糊VIKOR多属性决策、标准差椭圆分析、冷热点分析和社会网络分析等方法，测度了2018—2022年流域城市群的再生水利用水平并分析其空间特征；在此基础上设置了差异化的流域城市群再生水利用水平提升模式并评估其模拟实施效果。【结果】①黄河流域城市群再生水利用水平的测度结果及空间分布呈现两个特征：一是城市群再生水利用水平显著提升；二是城市群再生水利用水平发展不均衡。②流域城市群再生水利用水平的标准差椭圆主要分布在西北方向；再生水利用水平的热点区覆盖了流域大部分中心地带，冷点区则位于流域的边缘地带；再生水利用水平的双向空间关联网络具有发展不均衡和结构差异化两个特征。③宁夏沿黄和呼包鄂榆城市群可采用城市群辐射型再生水利用模式，兰西、关中平原、中原和山东半岛城市群可采用中心城市辐射型再生水利用模式，晋中城市群可采用城市群虹吸型再生水利用模式提高再生水利用水平。此外，流域城市群再生水利用水平提升模式的模拟实施结果表明，提升模式在提高区域再生水利用水平方面具有显著的积极效果。【结论】采用差异化的区域再生水利用水平提升模式能够精准提高黄河流域各城市群的再生水利用水平，破解再生水利用在区域尺度上不均衡发展的难题，进一步推动流域生态保护与高质量发展。
【目的】在以建立健全自然资源价值实现机制和差别化探索全民所有自然资源委托代理机制试点为新契机的背景下，立足地热水和矿泉水资源价值实现全过程，更好发挥政府作用，深度挖掘市场潜能，探索以委托代理机制与市场化改革融合推动地热水和矿泉水资源价值实现。【方法】以地热水和矿泉水资源价值实现的现实需求为导向，沿着“理论认知—作用机理—实践逻辑—政策取向”的逻辑架构层层递进探讨地热水和矿泉水资源的价值实现。【结果】①地热水和矿泉水资源兼具水资源、矿产资源和生态产品的三重属性，其价值实现遵从资源—资产—产品的演化链条，价值在“资源—资产—产品”链式的升级转换过程中所实现。②地热水和矿泉水资源价值实现对权属配置和市场机制具有双重依赖。通过创新增设地热水和矿泉水资源价值实现的供给、运营、赋能新主体，能够充分贯通矿业权出让和市场化运营两个阶段，从供给监管分离、价值链条延伸、增值空间拓展多维度共促委托代理机制与市场化改革融合，实现地热水和矿泉水资源权属配置与市场运营一体化。最终发现地热水和矿泉水资源价值实现的核心本质是力求充分交易基础上的资源价值显性化和配置效率提升。③委托代理机制与市场化改革融合共促地热水和矿泉水资源价值实现的实践逻辑具体包括效率导向价值实现逻辑、两阶段融合协同逻辑、八环节分步实施逻辑。地热水和矿泉水资源价值高效实现是最终导向，需要产权配置和市场运营两个阶段的深度融合和协同推进，通过勘探调查、价值核算、资源确权、监督管理、产品生产、市场经营、供需对接、赋能创新8个环节分步实施。【结论】为有效促进地热水和矿泉水资源的市场化改革及提升价值实现能力，提出相应的政策取向：组建自然资源运营平台、完善市场配置方式、促进产业联动发展、打造优质水产品品牌。
【目的】为应对全球经济发展和日益增强的人类活动给脆弱生态系统带来的巨大挑战，避免、减少和扭转水土流失态势，系统总结与差异刻画区域间水土流失治理技术，为促进优良技术的输出和引进提供参考。【方法】通过实地调研、问卷调查、关键人物访谈以及文献资料内容分析等相结合的方法，系统梳理全球范围内66个典型生态脆弱案例区水土流失治理技术，并进一步从技术推广潜力、应用难度、成熟度、效益以及适宜性5个维度构建综合指数对水土流失治理技术进行评价，归纳总结水土流失技术的治理效果。【结果】①典型生态脆弱区普遍应用的水土流失治理技术共45项，工程类和生物类技术占据主导地位，治理效果较好的技术有10项。②生物类水土流失治理技术的综合指数最高，其次是农作类。工程类和其他类水土流失治理技术综合指数较低，治理效果有待进一步提高。③受区域社会经济发展水平、公众意识等因素影响，同一技术在不同区域的治理效果存在明显差异。【结论】目前国内外普遍应用的水土流失治理技术由工程类和生物类主导，且技术在不同区域的应用效果存在明显差异，因此，在进行技术推介和引进时，应在分析当地退化驱动力的基础上，结合实际需求和现实条件选择、改良和优化相应技术及技术组合模式。
