(3)不断吸收新理论,促进水科学理论基础的发展
不断涌现的新理论、新方法(如,人工智能、神经网络、小波分析、和谐论、混沌等)迫切需要渗透到水科学中,在水科学中得到检验和应用推广,促进水科学的不断发展。
(4)对水科学中众多难点问题(如不确定性、非线性、尺度问题等)开展力所能及的研究,推动水科学的发展
水系统不确定性、非线性和尺度问题,是解决水系统复杂性问题的三个难点,也是目前水科学需要解决的关键问题。这些问题的研究将对水科学的发展起到重要的推动作用。但由于这些问题本身存在难以解决的属性,仍需要进一步加强理论探索[7]。
(5)进一步深入开展深层次的水科学基础研究,促进水科学理论体系的完善
水科学中仍存在很多基础科学问题需要深入研究,包括:水文极值(洪水和干旱)问题的认识、预测与减灾,全球冰圈、气候和温室效应的相互作用,冰盖河流水文学,水文与大气交换作用等。
(6)及时采纳高新技术方法,提高水科学研究水平和服务社会的能力
随着科学技术的发展及其在水科学中的广泛应用,水科学理论及应用得到了长足发展。比如,现代信息技术的应用,使复杂、困难的水信息获取成为现实,原来不能得到或需要很大代价才能得到的水信息,现在成为可能或容易,为深入研究水科学问题提供了支持。把高新技术应用到水科学中,开展应用研究,是现代水科学研究的需要,也是解决复杂水问题的需要。
(7)及时吸纳新观点、新思想,指导水问题解决,提高水科学实践应用水平
在水资源规划、管理、开发、利用等实践方面,要不断吸纳新观点、新思想,提高应用水平,比如,20世纪90年代提出的可持续发展思想,随后提出的资源水利思想、人水和谐思想,近期水利部又提出水资源管理“三条”红线的思路。
(8)应对气候变化和高强度人类活动的水科学研究
气候变化会改变全球和局部水资源条件,可能会进一步加剧水资源供给的不确定性,导致极端水文事件和洪、旱灾害增加。高强度人类活动会改变陆地表面条件,引起水循环过程的变化,有可能会带来新的水问题,比如城市洪水问题。为了应对这些新问题,需要加强相关问题的研究,比如,变化环境下的水资源脆弱性评价和适应性调控研究、水资源系统的恢复性研究、气候变化下的水资源承载力和水安全研究、应对气候变化的水资源管理措施研究等。
4 结语
(1)本文通过分析现有文献,结合作者最近几年的认识和思考,给出了水科学的概念、学科体系、研究框架,并对未来水科学研究方向和趋势提出看法。
(2)因为水科学涉及范围十分广泛,很多方面仍处于探索阶段,对水科学学科体系、研究框架的认识还很不成熟,本文仅仅给出一个初步成果,起抛砖引玉的作用,希望有更多的文章来讨论这一问题,以不断丰富和发展水科学学科体系。
左其亭 水科学网2013-6-21
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