新時期水文地質學發展趨勢與對策

李彥芹

摘要 達西定律奠定了水文地質學的基礎，并將水文地質學納入了生態環境研究領域，對于可持續性發展、自然環境保護產生了重要的指導價值。水文地質學研究的內容涵蓋水文系統、地質環境、生態系統、地下水系統等，它的研究既是對巖土工程地質學的補充和滲透，同時也對各種工程建設項目發揮了現實作用。本文以水工環地質、巖土工程理論為基礎展開研究，通過闡明我國水文地質學發展現狀、問題，分析相關趨勢與對策。

關鍵詞 水文地質學；地質環境；發展趨勢；對策

中圖分類號 P61 文獻標識碼 A 文章編號 2095—6363（2016）17—0039—01

從學術角度分析，水文地質學是研究地下水規模、數量、質量以及運動變化規律的學科，通過系統性歸納和總結，可以實現對地下水的合理利用以及危害防治。從工業革命以后，人們對水資源的認識從“無限可利用”到“資源貧乏、短缺”，這與人口增長、環境污染、生態惡化、水資源浪費等有直接關系。傳統的水文地質學研究中，主要側重人類活動對大氣圈、生態圈、水圈、巖土圈等內容影響，以及人類活動作用下，對水資源發展規律的影響及合理方式。但固有的水文地質學所面臨的問題、現象、科技越來越復雜，原有的研究體系、概念理論等已經無法適應，需要進一步擴展。

1水文地質學研究的發展現狀概述

水文地質學研究與現代人類社會的發展存在密切的關系，尤其在進入21世紀以后，全球經濟一體化作用下促進了自然資源的迅速消耗，綠色經濟、可持續發展等理念成為各國關注的要點。水資源的重要性是不言而喻的，它直接關系到人類的生存問題，在現代化工業、農業、制造業、服務業等具有廣泛的需求，各個地區水資源的合理利用也關系到其生態效益和經濟效益的平衡。基于以上分析，水文地質學的研究要不斷打破固有內容、范圍，從而實現更寬領域的關注。

1）現代水文地質學的主體內容。從19世紀開始，歐洲學術界就開始了“水文地質學”的研究，并通過研究范疇的規劃以實現其獨立性。現代意義上的“水文地質學”成型于20世紀30年代，它被歸屬于“地質學”分類，并表現出獨特性、完善性、系統性；研究水文地質學的過程中可以清楚地發現它與其他學科之間的融合與滲透，但主要研究對象是“地下水”，這一點與巖土工程、環境生態學、地質環境等存在一定的差異，一些學者也將其視為一門跨學科、綜合性的邊緣科學。

截至目前，水文地質學一直在擴大自己的研究內容和范圍，從僅僅研究地下水系統、規律，逐漸擴展為地下水與人類社會之間的關系研究。這其中，研究人類對地下水資源的利用、環境勘探、生態保護、經濟與生態協調等備受關注，國內一些學者專家提出，“水文地質學”就是基于水文研究、地質研究的基礎上探討水資源系統與社會經濟系統之間關系的科學，它在我國并不是一項針對性強的研究內容，但在近年來隨著我國各項基礎設施建設的規模擴大、數量增加，才逐漸提高了重視程度。

2）我國水文地質學研究的歷程。我國水文地質學研究起步雖然較晚，但發展速度很快，從20世紀60年代開始，我國就已經引進了水文地質研究體系，主要針對一些中小型區域的水文地質編圖應用，通過借鑒、學習和模仿國外的應用方案，實現了科學的系統改造，取得了一定的成果。進入80年代以后，國內大型水利工程、功能設施、高層建筑開始增多，對于水文地質學的研究也進入了全面開展期——與國外不同的是，我國水文地質學的研究初始落腳點是農業，即基于農業灌溉與巖土層改造展開研究，這一時期基本上完成了國內的水文地質勘測工作，一些先進的地質勘察技術也得到了運用，如遙感技術、GPS技術、GIS技術等。

從20世紀90年代至今，我國水文地質學研究主要基于自身的系統性、科學性構造展開，重點突出了“研究什么”的問題，不僅在調研方式、途徑上得到了創新與改進，同時也提高了對數據準確性的重視，為相關部門的信息應用提供了更好的指導。更重要的是，這一階段基于水文地質學的研究與城市化發展，建立了“地下水資源數據管理系統”“地下水均衡測試觀察數據處理系統”等信息化體系，將城市水資源利用和管理帶入了信息化時代。

2新時期水文地質學發展趨勢

1）研究核心轉移及視野擴展。整體上說，早期水文地質學研究主要針對一定區域內地下水的情況展開，以滿足人們“找水”的需求。但隨著社會生產模式的改進，人們開始意識到地下水資源是有限的，如果過度開發和不合理利用會造成“不可恢復”的后果，同時對地質結構也會產生不利因素。在這一基礎上，新時期的水文地質學研究提出了地下水生態系統的概念，并運用“生態”的類比理論，逐步構建起水文地質學的分析框架和研究模型。

很顯然，“生態”是一個巨大而復雜的自然形態，地下水生態系統則可以視為它的一個組成部分，但這一系統是敏感的、脆弱的、活躍的，人為影響會改變它長期自然形態下的穩定，并且絕大多數傷害是不可修復的。從這個角度說，新時期水文地質學的研究目的是基于地下水管理展開的，即通過一切可行的方案，維持地下水的利用和再生平衡，實現可持續性發展。

2）研究目標和思路發生轉變。早期，歐洲國家展開水文地質學范疇的相關研究目的是解決社會局部生產的水資源需要，以找到豐富的水資源與低成本的利用方式為研究目標。但隨著生態破壞、環境污染的加劇，其思路已經從局部轉變為全局，水文地質學的研究目標也由解決當前需要轉向長期可持續發展。

這種轉變也是全球綠色經濟、低碳經濟發展的必然趨勢，基于可持續理念構建人與自然的和諧關系，形成地下水系統和地質環境、生態環境的穩定，合理利用淺層地下水，杜絕開采深層地下水，不斷掌握地下水演變生化規律，進而建立有效的水資源循環體系；從學術目標角度出發，一方面是探索良性的循環規律，另一方面是修復被破壞的天然系統。

3）研究內容進一步延伸擴大。早期水文地質學研究主要針對的是地下水儲量，新時期的研究進一步擴展，將水質、存在形式、影響范圍等考慮在內。其中，水質和水量是一個并重的要素，自然界中水元素是最多的存在形式，但對于人類社會而言能夠利用的只有淡水資源，鑒于地表水的污染加劇，可利用的水資源有限，地下水開采就成了一個關鍵途徑。然而，地下水的水質和水量是存在密切關系的，在礦物質、游離態元素等影響下，水量達到一定程度的情況下可以保持水質，否則水質也會改變，這也體現出地下水資源的敏感性和脆弱性。

此外，研究表明地殼前部的水循環與中深度中的水循環也存在密切的關系，地下水儲量遠比地表水更多，研究地下水的內在地質流動特性，也是水文地質研究的重要發展趨勢。

3新時期水文地質學發展對策

第一，堅持創新實踐。人類科學技術的發展是不斷創新、實踐并突破的過程，任何一個學科都是如此。隨著地質學面臨的研究方法的改革，水文地質學研究也需要不斷地創新，從研究人員、實驗理念、裝置設備等角度全面展開。

第二，強化學科交流。前文中筆者分析了水文地質學屬于一種“綜合的邊緣科學”，它本身就具有多種學科滲透、融合的特征，應該繼續維護這一發展系統，堅持“地下水”的研究核心，不斷擴展與之相關的學科邊際，實現經濟效益和自然效益的平衡。

第三，構建科學體系。水文地質學原有的概念、方法和理論等已經無法滿足新時期的研究需求，亟待對傳統水文地質學的研究體系進行重構，通過揚棄并重的方式，將當代水文地質勘察中出現的新現象、新問題考慮進去，以可持續性發展理念為方向，建立人與自然協調統一的科學新體系。endprint