裴源生，许继军，肖伟华，杨明智，，侯保灯

（1.中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京 100038；2.长江水利委员会长江科学院水资源综合利用研究所，湖北武汉 430010）

1 研究背景

用水总量、用水效率和水功能区纳污总量三者之间相互联系、相互影响，存在着“此消彼长”或“同消同长”的动态响应关系［1］。人类生产活动打破了原有的自然水循环演变规律，产生了以取-用-耗-排水为特征的人工侧支水循环通量与路径，同时也改变了氮、磷等营养物质在大气、土壤、水体中的迁移转化过程，使水循环附有了显著的“自然-人工”二元特性［2］。人为地割裂二者之间的联系必然难以准确描述人工扰动下的水循环及其伴生的水化学过程，影响“三条红线”控制指标确定结果的科学性与合理性。只有将最严格水资源管理制度与对二元水循环的认识与研究相结合，深入研究人类活动干扰情况下的水循环规律，才能对“三条红线”进行科学制定。这涉及经济社会发展模拟、河流水质过程模拟、水循环以及与之紧密联系的供-用-耗-排水过程模拟等多个方面。因此，开发出基于物理机制的、可操作性强且功能完善的二元水循环模型工具是科学合理地划定“三条红线”控制指标的必要手段。

水文模型已成为探索复杂水循环机理的有效工具，在水资源管理、人类生产活动对水循环的影响等方面的研究中发挥了不可替代的作用。目前具有代表性的水文模型有SWAT模型［3］、MODFLOW模型［4］，MIKESHE模型［5］和VIC模型［6］等。……