1.2.1 水系統(tǒng)和用水活動(dòng)

人類的用水活動(dòng)離不開水生系統(tǒng)。用水活動(dòng)是將水用于滿足人類生產(chǎn)和生活需要，滿足人類再生產(chǎn)的過程，而這一活動(dòng)必須要與其水生環(huán)境和系統(tǒng)相匹配，也就是說人類行為與環(huán)境的相互適應(yīng)關(guān)系是理解人類用水行為及其相對(duì)應(yīng)的管理安排的關(guān)鍵。

1.水循環(huán)、水生環(huán)境和水生系統(tǒng)

（1）水循環(huán)。自然界的水主要包括來自江河、湖泊、海水、冰川、雨水的地表水和地下水，并以液態(tài)、固態(tài)和氣態(tài)三種形式存在，其自身形成相對(duì)較為穩(wěn)定的傳遞和轉(zhuǎn)化系統(tǒng)。地表水（液態(tài)和固態(tài)）以及各類生物在蒸發(fā)作用下，形成蒸汽團(tuán)（氣態(tài)），在氣壓和氣流等作用下形成降水，最終回到地面和地下，保持著物質(zhì)和能量守恒定律，構(gòu)成了地球的水循環(huán)系統(tǒng)（圖1-1）。雖然水循環(huán)系統(tǒng)總體上保持著物質(zhì)和能量守恒定律，但受到洋流以及氣候等因素干擾，尤其近年來厄爾尼諾現(xiàn)象頻發(fā)，水循環(huán)中不同形態(tài)的變化和遷移在時(shí)間和空間上波動(dòng)劇烈。

（2）水生環(huán)境（Aquatic Environment）。水生生物生存的外部環(huán)境介質(zhì)，有靜水和流水環(huán)境之分。前者如池塘、湖泊、沼澤、水庫，后者如江河、溪流、泉水、溝渠。不同的水生環(huán)境理化性質(zhì)不同。以環(huán)境介質(zhì)為對(duì)象，研究其理化性質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律是水生環(huán)境學(xué)科的主要任務(wù)。

（3）水生系統(tǒng)（Aquatic Ecosystem）是各種生物群落與水生環(huán)境之間相互作用所形成的能量循環(huán)、轉(zhuǎn)換和流動(dòng)的過程。這些生物群落包括了自養(yǎng)生物（藻類、水草等）、異養(yǎng)生物（各種無脊椎和脊椎動(dòng)物）和分解者生物（各種微生物）群落。由于靜水和流水環(huán)境中各種微生物和物質(zhì)含量不同，有些對(duì)生物和人體有害，如重金屬等。有些水生物可以對(duì)這些有害物質(zhì)起到凈化作用，如金邊石菖蒲（Acorus Tatarinowii）、香菇草（Hydrocotyle Vulgaris）除氮，穗狀狐尾藻（Myrtophllum Spicatum）、金魚藻（Ceratophyllum Demersum）除磷等。以水生各種物質(zhì)與環(huán)境之間的相互關(guān)系為研究對(duì)象是水生系統(tǒng)學(xué)科的主要內(nèi)容。

水循環(huán)、水生環(huán)境和水生系統(tǒng)是水科學(xué)最基礎(chǔ)的研究對(duì)象，研究核心是在不同的水循環(huán)條件下，各種生物群落活動(dòng)與水生環(huán)境之間相互作用的交互過程，既有水生環(huán)境對(duì)生物群落活動(dòng)的沖擊和影響，也有各種生物群落活動(dòng)對(duì)水生環(huán)境的能動(dòng)作用。

2.生物和人類用水活動(dòng)

在整個(gè)水生系統(tǒng)的循環(huán)和傳遞過程中，自養(yǎng)和異養(yǎng)生物行為和活動(dòng)被視為一種“破壞者”，因其活動(dòng)干預(yù)了水生系統(tǒng)的自然演化過程，導(dǎo)致水生環(huán)境、水質(zhì)以及水循環(huán)變化，最終影響了水生系統(tǒng)的自然演變。人類與自然界的異養(yǎng)生物一樣，將水作為自己生存和發(fā)展的必需資料，在用水過程中是水生系統(tǒng)的干預(yù)者，但由于人類是一種自覺行為物種，也可以作為水生系統(tǒng)的維護(hù)者，通過維護(hù)水生系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)能量平衡，保護(hù)水生系統(tǒng)不發(fā)生實(shí)質(zhì)性的變化，防止其對(duì)人類活動(dòng)產(chǎn)生負(fù)面的影響。

人類的用水需求主要來自于人們生活和生產(chǎn)的不同需要。從不同主體來看，包括了家庭、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、服務(wù)業(yè)等用水主體。家庭是社會(huì)的基本單位，家庭用水主要是用來滿足人自身飲用、洗漱、娛樂等方面的需要，其中飲用與洗漱是基本需求，娛樂用水涉及游泳、澆花、室外草坪等高級(jí)用水需求。對(duì)于農(nóng)業(yè)、工業(yè)和商業(yè)而言，水與電、煤、氣等動(dòng)力燃料類似，是一種不斷消耗以滿足最終產(chǎn)品生產(chǎn)和服務(wù)需要的引致投入資源。

不同的用水活動(dòng)對(duì)水生系統(tǒng)產(chǎn)生不同影響。在取水過程中，由于對(duì)水量與水質(zhì)有不同的要求，不能從自然界采水后直接使用，需要通過過濾、消毒等各種措施消除水中有害物質(zhì)，最終形成符合質(zhì)量要求并滿足需要的水。排放過程主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是物品自身由于代謝或蒸發(fā)，其水分被耗散到大氣層之中；二是使用過的廢水排放到原水系統(tǒng)。廢水中可能含有對(duì)水生環(huán)境有害的物質(zhì)，必須經(jīng)過必要的水處理，經(jīng)過過濾、沉淀、降解等環(huán)節(jié)，才能達(dá)到符合水生環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)。

3.水務(wù)與水資源

水資源是可利用的水源的統(tǒng)稱。世界氣象組織（WMO）和聯(lián)合國教科文組織（UNESCO）修訂的國際水文辭典中明確提及了水資源概念，認(rèn)為水資源應(yīng)具有足夠數(shù)量和適合質(zhì)量，是用于滿足某一地點(diǎn)和時(shí)間特定需求的能夠開發(fā)利用的水源^[2]。中國大百科全書認(rèn)為，水資源是“自然形成且循環(huán)再生，并能為當(dāng)前人類社會(huì)和自然環(huán)境直接利用的淡水^[3]”。此外，全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)公布的水利科技名詞（科學(xué)出版社，1997）中有關(guān)于水資源的定義，即水資源是指地球上具有一定數(shù)量和可用質(zhì)量、能從自然界獲得補(bǔ)充并可資利用的水。

人類可直接或間接利用的水，是自然資源的一個(gè)重要組成部分。天然水資源包括河川徑流、地下水、積雪和冰川、湖泊水、沼澤水、海水，按水質(zhì)劃分為淡水和咸水。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，可以為人類所利用的水增多，例如海水淡化、人工催化降水、南極大陸冰的利用等。水資源主要有不斷增長性、可再生性和周期性變化等特征。由于氣候條件變化，各種水資源的時(shí)空分布不均，天然水資源量不等于可利用水量，人們往往通過修筑水庫和地下水庫來調(diào)蓄水源，或采用回收處理的辦法利用工業(yè)廢水和生活污水，提高水資源的再利用率。與其他自然資源不同，水資源是可再生的資源，可以重復(fù)多次使用。水資源有年內(nèi)和年際量的變化，具有一定的周期和規(guī)律。水資源的儲(chǔ)存形式和運(yùn)動(dòng)過程受自然地理因素和人類活動(dòng)影響。涉水相關(guān)的概念構(gòu)成如表1-1所示。

水務(wù)是水資源開發(fā)利用中的一個(gè)環(huán)節(jié)，大多數(shù)觀點(diǎn)將其表達(dá)為一種業(yè)務(wù)或者產(chǎn)業(yè)，是指由原水、供水、節(jié)水、排水、污水處理和回收利用等構(gòu)成的業(yè)務(wù)鏈或產(chǎn)業(yè)鏈，是提取、生產(chǎn)、處理和排放水資源的循環(huán)過程，與人類日常生產(chǎn)、生活用水需要有關(guān)。完整的水務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈條包括原水收集和制造、存儲(chǔ)、輸送；水的生產(chǎn)和銷售；供水管網(wǎng)和排水管網(wǎng)、污水處理設(shè)備生產(chǎn)制造；中水回用，污水排放、污水收集和處理，污泥處理等。

非水務(wù)的水資源開發(fā)利用也非常廣泛，包括水能、航運(yùn)、港口運(yùn)輸、淡水養(yǎng)殖、城市建設(shè)、旅游，以及防洪、防澇等。這些開發(fā)利用并非是水務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈部分，屬于水資源的附加產(chǎn)業(yè)和派生產(chǎn)業(yè)。