Социогидрология - Socio-hydrology

Социогидрология; социо (от латинского слова Социус означает «компаньон») и гидрологии (от греческого: ὕδωρ, «hýdōr», что означает «вода»; и λόγος, «lógos», что означает «изучение»).[1]) - междисциплинарная область, изучающая динамические взаимодействия и обратную связь между водой и людьми. Области исследований в области социогидрологии включают историческое изучение взаимодействия между гидрологическими и социальными процессами, сравнительный анализ совместная эволюция и самоорганизация человеческих и водных систем в разных культурах, а также процессное моделирование связанных систем человек-вода.[2] Кроме того, социогидрология была представлена ​​как одна из наиболее актуальных проблем для Антропоцен, в связи с его целями в раскрытии динамических межуровневых взаимодействий и обратных связей между природными и антропогенными процессами, которые порождают множество проблем водной устойчивости.[3] Также прогнозируется, что социогидрология станет важной лицензией для моделисты.[4]

Социогидрология: взаимодействие социальных и гидрологических процессов

Обзор

В традиционных гидрология деятельность человека обычно описывается как граничные условия или внешние воздействия на водные системы (подход на основе сценариев). Этот традиционный подход, как правило, делает долгосрочные прогнозы нереалистичными, поскольку невозможно уловить взаимодействия и двунаправленную обратную связь между человеком и водными системами.[4]

Вслед за возросшими гидрологическими проблемами из-за изменений, вызванных деятельностью человека, гидрологи начали преодолевать ограничения традиционной гидрологии, принимая во внимание взаимное взаимодействие между водой и обществом и выступая за более тесную связь между социальными науками и гидрологией.[5]

Социогидрологи утверждают, что водные и человеческие системы изменяются как взаимозависимо, так и в связи друг с другом, и что их взаимное изменение продолжается и развивается с течением времени. С одной стороны, общество существенно меняет гидрологический режим. Он изменяет частоту и интенсивность наводнений и засух посредством непрерывного забора воды, строительства плотин и водохранилищ, мер защиты от наводнений, урбанизации и т. Д. В свою очередь, измененный водный режим и экстремальные гидрологические явления формируют общества, которые реагируют и адаптируются спонтанно или посредством коллективных стратегий.[6]

В целом, для объяснения совместной эволюции человека и водных систем социогидрология должна опираться на различные дисциплины и включать исторические исследования, сравнительный анализ и моделирование на основе процессов. На сегодняшний день большая часть социально-гидрологических усилий сосредоточена на изучении повторяющегося социального поведения и социального развития в результате их совместной эволюции с гидрологическими системами. Большинство этих исследований объясняют взаимосвязанные человеческие и водные системы с помощью количественных подходов и целенаправленных усилий по улавливанию взаимодействия человека и воды и обратной связи с помощью математической модели, в основном в виде нелинейных дифференциальных уравнений.[7]

Дело плотин и водохранилищ

Строительство плотины и резервуары это один из наиболее распространенных подходов к борьбе с засухой и нехваткой воды. Цель проста: резервуары могут накапливать воду во время влажных периодов, а затем выпускать ее в засушливые периоды. Таким образом, они могут стабилизировать доступность воды, тем самым удовлетворяя потребность в воде и уменьшая недостаток воды. Однако увеличение емкости водохранилища также может привести к непредвиденным последствиям в долгосрочной перспективе и, как это ни парадоксально, ухудшить нехватка воды.[8]

Цикл спроса и предложения

Цикл спроса и предложения: нехватка воды

Фактические данные показывают, что водоснабжение приводит к увеличению спроса на воду, что может быстро свести на нет первоначальные выгоды от водохранилищ. Эти циклы можно рассматривать как обратный эффект, также известный в экономике окружающей среды как Парадокс джевона: чем больше воды доступно, тем выше ее потребление. Это может привести к возникновению порочного круга: новую нехватку воды можно решить путем дальнейшего расширения резервуаров для хранения воды. наличие воды, что позволяет увеличить потребление воды, что потенциально может привести к дефицит. Таким образом, цикл спроса и предложения может запустить ускоряющуюся спираль к нерациональной эксплуатации водных ресурсов и ухудшению состояния окружающей среды.[9]

Резервуарный эффект

Чрезмерная зависимость от водохранилищ может увеличить потенциальный ущерб, причиненный засухой и нехваткой воды. Расширение водохранилищ часто снижает стимулы для индивидуальной готовности и адаптивных действий, тем самым увеличивая негативные последствия нехватки воды. Более того, продолжительные периоды обильного водоснабжение при поддержке водохранилищ может повысить зависимость от водных ресурсов, что, в свою очередь, увеличивает социальная уязвимость и экономический ущерб, когда в конечном итоге возникнет нехватка воды.[8]

Попытки увеличить водоснабжение, чтобы справиться с растущим спросом на воду, который подпитывается увеличением подачи, оказались успешными. неустойчивый. Возникновение засухи может вызвать временное снижение доступности воды, что часто приводит к нехватке воды, когда потребность в воде не может быть удовлетворена за счет имеющейся воды.[10]

Примеры пластовых эффектов и циклов спроса и предложения

В Афинах переполнение водохранилища Морнос в 1985 году привело к принятию нового закона в 1987 году, который объявил воду «естественным даром» и «неоспоримым правом» для каждого гражданина. Два года спустя тяжелый засуха произошло то, что система была доведена до предела, а реакция правительства была медленной из-за отсутствия сохранение предпринятые меры.[11]

Озеро Мид был построен в 1930-х годах для обеспечения водой Калифорнии, Аризоны и Невады. В то время планировалось, что к концу века Лас-Вегас вырастет до 400 000 жителей. Тем не менее, население Лас-Вегаса росло намного быстрее, чем ожидалось, и к концу века оно было примерно в четыре раза больше, чем ожидалось. Этот неожиданный рост населения стал возможен благодаря увеличению водоснабжения, обеспечиваемому все большим количеством водозаборов из озера Мид. В 2000-х годах из-за сильной засухи город оказался на грани дефицита воды, в результате чего было построено еще одно водозаборное сооружение.[12]

В Мельбурне в ответ на сильную засуху 80-х годов было увеличено водоснабжение. Тем не менее, было показано, что такое увеличение водоемкости предотвращает нехватку воды только во время незначительных засух.[13] Увеличение потребления воды людьми в Мельбурне фактически удвоило серьезность ручьи вовремя Засуха тысячелетия [13] а также увеличили площадь уязвимый к продолжительным засухам из-за увеличения зависимости от водоемов.

Предыдущий пример находится внутри Цивилизация майя. Здесь дополнительное хранение воды изначально принесло много пользы и позволило расти сельскому хозяйству в условиях нормальной и незначительной засухи. Тем не менее, это также привело к усилению зависимости от водных ресурсов, что сделало население более уязвимым к условиям экстремальной засухи и, возможно, способствовало краху цивилизации майя ". [14]

Влияния

Социогидрология может быть связана с интегрированное управление водными ресурсами (ИУВР). В частности, в то время как ИУВР направлено на управление водной системой для достижения желаемых результатов для окружающей среды и общества, социогидрология нацелена на наблюдение, понимание и прогнозирование динамики взаимосвязанных систем человека и воды.[15]Поэтому социогидрологию можно рассматривать как фундаментальную науку, лежащую в основе практики ИУВР. Социогидрология также может быть привлекательной для социологов, если ее внимание уделяется более широким темам, таким как устойчивость, устойчивость и адаптивное управление. Социогидрологам будет полезно более широкое участие социологов в понимании и включении сложных социальных процессов в гидрологические модели.[16]

Управление рисками наводнений

Эффект дамбы

Наводнения могут быть умеренными, серьезными или катастрофическими. Человеческие сообщества справляются с наводнениями с помощью комбинации структурных (например, дамбы) и неструктурных мер (например, переселения). Структурные меры, такие как дамбы, изменяют частоту и величину наводнений. Например, в районах, защищенных дамбами, частота наводнений ниже, но это часто вызывает ложное чувство безопасности, тем самым повышая уязвимость и уязвимость перед редкими и катастрофическими наводнениями.[17]

Память о наводнении

В социогидрологии часто предполагается, что общества запоминают наводнения после экстремальных явлений. Память о наводнении рассматривается как первичный механизм, объясняющий возникновение эффектов дамбы. Предполагается, что он будет построен после наводнения и пропорционален связанным с ним потерям. Память о наводнении со временем разрушается. Это очень сложно наблюдать, поэтому используются прокси-переменные, такие как страхование от наводнений.[18]

Социально-гидрологическое моделирование

Социально-гидрологическое моделирование направлено на описание взаимодействия и обратной связи между социальными и гидрологическими системами. Есть три основных области, где используется социально-гидрологическое моделирование; системное понимание, прогнозирование и предсказание, а также политика и принятие решений.[19]

В социально-гидрологическом моделировании главной целью является целостное понимание всей системы. Социогидрологические модели можно использовать для прогнозирования траекторий, которые могут произойти в ближайшие десятилетия в зависимости от текущего состояния системы человек-вода. Позже модели можно будет использовать при формировании политики и принятии решений, тогда как это может быть действительно полезно.[19]

Классификация моделей

Моделирование снизу вверх фокусируется на процессах развития поведения системы, в то время как моделирование сверху вниз фокусируется на результатах системы и пытается найти корреляции для определения поведения системы.[19]

Также могут быть другие различия между моделями. Модели могут быть основанными на физике, данными или концептуальными. Другое различие между моделями заключается в том, являются ли они распределенными или сосредоточенными, где сосредоточенные модели включают динамику, которая изменяется только во времени, а распределенные модели включают пространственную и временную неоднородность.[19]

Рекомендации

  1. ^ «Интернет-словарь этимологии | Происхождение, история и значение английских слов». www.etymonline.com. Получено 2019-05-18.
  2. ^ Сивапалан, Муругесу; Savenije, Hubert H.G .; Блёшль, Гюнтер (15 апреля 2012 г.). «Социогидрология: новая наука о людях и воде: ПРИГЛАШЕННЫЙ КОММЕНТАРИЙ». Гидрологические процессы. 26 (8): 1270–1276. Дои:10.1002 / hyp.8426.
  3. ^ Srinivasan, V .; Lambin, E. F .; Gorelick, S.M .; Thompson, B.H .; Розель, С. (октябрь 2012 г.). «Природа и причины глобального водного кризиса: синдромы из метаанализа совместных исследований человека и воды: ПРИРОДА И ПРИЧИНЫ ГЛОБАЛЬНОГО ВОДНОГО КРИЗИСА». Исследование водных ресурсов. 48 (10). Дои:10.1029 / 2011WR011087.
  4. ^ а б Ди Бальдассарре, Джулиано; Viglione A .; Carr G .; Kuil L .; Salinas J.L .; Блёшль Г. (2013). «Социогидрология: концептуализация взаимодействия человека и наводнения». Гидрология и науки о Земле. 17 (8): 3295–3303. Дои:10.5194 / hess-17-3295-2013.
  5. ^ Сивапалан, Муругесу; Блёшль, Гюнтер (2015). «Взаимодействие в масштабе времени и совместная эволюция человека и воды: ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В МАСШТАБЕ ВРЕМЕНИ И КОЭВОЛЮЦИЯ ЧЕЛОВЕКА И ВОДЫ». Исследование водных ресурсов. 51 (9): 6988–7022. Дои:10.1002 / 2015WR017896.
  6. ^ Бальдассарре, Джулиано Ди; Норстедт, Даниэль; Морд, Йоханна; Бурхардт, Штеффи; Альбин, Сесилия; Бондессон, Сара; Брейнль, Корбинян; Диган, Фрэнсис М .; Фуэнтес, Диана (2018). «Комплексная исследовательская структура для разгадки взаимосвязи природных опасностей и уязвимостей». Будущее Земли. 6 (3): 305–310. Дои:10.1002 / 2017EF000764. ISSN  2328-4277.
  7. ^ Весселинк, Анна; Кой, Мишель; Уорнер, Джерун (2017). «Социогидрология и гидросоциальный анализ: к диалогу между дисциплинами». Междисциплинарные обзоры Wiley: вода. 4 (2): e1196. Дои:10.1002 / Вт2.1196. ISSN  2049-1948.
  8. ^ а б Хедберг, Тереза. «Непредвиденные последствия плотин и водохранилищ - Уппсальский университет, Швеция». www.uu.se. Получено 2019-05-18.
  9. ^ Бальдассарре, Джулиано, Ди Вандерс, Нико АгаКучак, Амир Куил, Линда Рэнджкрофт, Салли Велдкамп, Тед И.Э. Гарсия, Маргарет Оэл, Питер Р., ван Брейнл, Корбиниан Лун, Энн Ф., ван (2018). Дефицит воды усугубляется водохранилищами. OCLC  1078144318.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  10. ^ Шиау, Дж. Т. (декабрь 2003 г.). «Влияние политики сброса воды на характеристики нехватки воды для системы Шихменского водохранилища во время засухи». Управление водными ресурсами. 17 (6): 463–480. Дои:10.1023 / b: теплый.0000004958.93250.8a. ISSN  0920-4741.
  11. ^ Флёрке, Мартина; Шнайдер, Кристоф; Макдональд, Роберт И. (январь 2018 г.). «Конкуренция за воду между городами и сельским хозяйством, вызванная изменением климата и ростом городов». Экологическая устойчивость. 1 (1): 51–58. Дои:10.1038 / с41893-017-0006-8. ISSN  2398-9629.
  12. ^ Андерсон, Р. Эрнест; Берд, Л. Сью (2010), «Геология региона озера Мид: обзор», Миоценовая тектоника района озера Мид, центрального бассейна и хребта, Геологическое общество Америки, Дои:10.1130/2010.2463(01), ISBN  9780813724638
  13. ^ а б Хемати, Азаде; Риппи, Меган А .; Грант, Стэнли Б.; Дэвис, Кристен; Фельдман, Дэвид (2016-11-16). «Деконструкция спроса: антропогенные и климатические факторы городского водопотребления». Экологические науки и технологии. 50 (23): 12557–12566. Дои:10.1021 / acs.est.6b02938. ISSN  0013-936X. PMID  27802028.
  14. ^ Ди Бальдассарре, Джулиано; Вандерс, Нико; АгаКучак, Амир; Куил, Линда; Рэнджекрофт, Салли; Veldkamp, ​​Ted I.E .; Гарсия, Маргарет; van Oel, Pieter R .; Брейнл, Корбинян (ноябрь 2018 г.). «Дефицит воды усугубляется водохранилищами». Экологическая устойчивость. 1 (11): 617–622. Дои:10.1038 / s41893-018-0159-0. ISSN  2398-9629.
  15. ^ Вильоне, Альберто; Di Baldassarre G .; Brandimarte L .; Kuil L .; Carr G .; Salinas J.L .; Сколобиг А .; Блёшль Г. (2014). «Выводы социогидрологического моделирования о борьбе с риском наводнений - роль коллективной памяти, рискованного отношения и доверия». Журнал гидрологии. 518: 71–82. Дои:10.1016 / j.jhydrol.2014.01.018.
  16. ^ Сюй, Ли; Гобер, Патрисия; Уитер, Говард С.; Кадзикава, Юя (август 2018 г.). «Переосмысление социально-гидрологических исследований с учетом перспективы социальных наук». Журнал гидрологии. 563: 76–83. Дои:10.1016 / j.jhydrol.2018.05.061.
  17. ^ Hutton, N.S .; Tobin, G.A .; Montz, B.E. (2018-07-11). «Новый взгляд на эффект дамбы: процессы и политика, способствующие развитию в округе Юба, Калифорния». Журнал управления рисками наводнений. 12 (3): e12469. Дои:10.1111 / jfr3.12469. ISSN  1753–318X.
  18. ^ Di Baldassarre, G .; Viglione, A .; Carr, G .; Kuil, L .; Salinas, J. L .; Блёшль, Г. (21 августа 2013 г.). «Социогидрология: концептуализация взаимодействия человека и наводнения». Гидрология и науки о Земле. 17 (8): 3295–3303. Дои:10.5194 / hess-17-3295-2013. ISSN  1607-7938.
  19. ^ а б c d Blair, P .; Байтаерт, В. (28 января 2016 г.). «Социально-гидрологическое моделирование: обзор с вопросом« почему, что и как? »». Гидрология и науки о Земле. 20 (1): 443–478. Дои:10.5194 / hess-20-443-2016. ISSN  1607-7938.

внешняя ссылка