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在沒有人類之前，地球上水循環的主要形式為自然水循環模式；有了人類以后，溫室氣體排放、下墊面改變和人工取用排水使得水循環過程逐漸演變為“自然-社會”二元水循環模式。自然水循環的四大過程和社會水循環的六大過程共同組成了真實的流域水循環過程。城市和農村是社會水循環的兩大基本單元；凡是有人類活動的流域均呈現出“自然-社會”二元復合水循環特性。

在自然和人工的雙驅動作用下，地球水循環的動力條件、循環結構和循環特性已經產生了深刻的變化，水文水資源的研究需要更多地關注水循環的自然和社會二元特性，形成了全新的學科范式。