當代水文地質學發展趨勢與對策淺析

任法衡

摘要：近年來，隨著我國對于生態環境保護工作的重視程度不斷加大，當代水文地質學的發展過程中，也加大了對于生態理念的融入與結合，對于水文地質學的研究工作也提出了更高的要求。在此背景下，探索當代水文地質學的發展趨勢，并針對性的采取有效改進對策，不僅有助于科學研究成果的進一步完善，對于我國生態環境的建設與保護，也具有非常積極的促進作用?；诖耍疚膰@當代水文地質學發展趨勢與對策展開研究。

關鍵詞：當代水文地質學；生態環境；地質過程；信息傳播

前言

19世紀50年代達西定律的建立，標志當代水文地質學的正式開始。迄今為其，當代水文地質學的發展歷史不過150余年，但是隨著科學技術水平的不斷創新與發展，已經取得了非常豐富的研究成果。然而隨著人口的大量增加，自然資源的過度使用，自然環境的破壞程度不斷加劇，對于當代水文地質學的挑戰也在不斷加大。在此背景下，當代水文地質學如何利用優勢資源，有效應對挑戰，成為相關專家學者迫切需要解決的問題。

1.當代水文地質學發展趨勢

（1）核心課題的轉變。在當代水文地質學建立初期，其主要研究課題圍繞與水井周圍含水層的開發及應用。隨著人類取水規模的日益擴大，世界范圍內可利用地下水量也在相應的減少，當代水文地質學的核心課題也在發生相應的轉變，更加強調對于水資源的研究。

上圖為當代水文地質學中常用的地下水結構圖，20世紀40年代以來，人類活動程度加大，對于自然環境的改變程度也在相應的加大，由此也引發了一系列嚴重的環境問題。在此階段中，當代水文地質學的研究課題正式邁入新階段，著重于對于生態環境的研究與探索。生態環境體系是非常復雜的，其中地下水系統不僅是其中重要的組成部分，更是與人類活動具有非常密切的關聯。以我國為例，當前我國的地下淡水可開采量為3527.79億立方米/年，全國600多城市中，超過400個城市開發地下水，在促進社會經濟發展的同時，也造成了地面沉降、地面塌陷等諸多地質問題。為了防止出現水資源枯竭的困境，當代水文地質學的研究中，加大了對于地下水的研究與管理。

（2）研究目標的改變。當代水文地質學的根本目標，就是為人類防范并處理各種生產實際問題，由最初的局部性，逐漸拓展為全局性。一旦地球的資源枯竭、生態環境嚴重惡化，將會對人類的生活甚至生存造成嚴重的威脅，在此背景下，“可持續發展”的理念受到了越來越多的關注及重視。相應的，當代水文地質學的發展目標，也由解決局部問題逐漸擴展，轉變為當前的可持續發展目標。以這個理念為基礎，當代水文地質學加強對于人與自然之間關系的研究，希望通過協同人類與自然環境之間的關系，來使地下水系統、生態系統等保持可持續發展。在自然環境處于良好穩定運行狀態下，當代水文地質學的研究目標使保持這一狀態并對其加以改善，一旦自然系統遭到破壞，當代水文地質學的研究目標則轉變為對其加以修護，盡大限度的保障自然系統的功能。

（3）研究內容的豐富。以當前世界范圍內的水質來看，地下水污染、海水入侵等問題頻發，嚴重污染了人類用水的質量。因此，當代水文地質學也不再僅僅局限于對地下水的規模進行研究，而是堅持水質與水量共同維護的原則開展研究。在對地下水進行研究的過程中，研究人員發現，地下水的質與量，均與包氣帶之間具有非常緊密的關聯因此，當代水文地質學的研究內容也從最初的狹義逐漸拓展為廣義，也就是在對地下水的研究過程當中，加入了對于包氣帶、飽水帶等因素的研究。在隨后的研究發展過程中，研究人員又驗證了地下水圈與地殼、地幔等地球深部層圈之間的關聯，當代水文地質學的研究內容也在相應的拓寬與豐富，以當前當代水文地質學的研究體系來看，其研究內容已經包含各種地質流體。

2.當代水文地質學發展對策

（1）完善相關理論體系。雖然當代水文地質學的發展歷程不過150余年，但是其以往的概念、理念等內容，都已經無法在適應其當前的發展。如果不對當代水文地質學的理論體系進行更新完善，必然會對其發展造成嚴重的阻礙作用。作為當代水文地質學的基礎，相關專家及學者迫切需要對當代水文地質學的理論體系加以完善，在又有的地下水保護開發理論體系的基礎上，不僅要進行系統的更新與完善，還要對地下水系統、水文系統、地質系統等加以有效的劃分整合，將系統分析、系統工程等創新型研究方法，充分的融入到其中，加強對于人與自然和諧發展、可持續發展的研究。另外，還要發揮地理信息系統的優勢，實現當代水文地質學理論體系的數字化、可視化，有助于當代水文地質學取得更加廣泛的應用。

（2）加大水文地質過程及機理的探索。整體來看，當前在當代水文地質學的過程及機理方面的研究，仍存在諸多不足。因此，在接下來的當代水文地質學研究中，應當加大對于水文地質系統演變規律的研究與分析。以往研究人員利用物理實驗對水文地質過程加以模擬，不僅研究成本較大，需要投入大量的時間及精力，而且研究成果并不明顯。相比之下，數學模擬方式具有簡潔、明了的優勢特點，將其運用于當代水文地質學機理的研究中，不僅模擬結果真實準確，而且其演變過程能夠更加清晰明了的得以體現。另外，在水文地質過程研究中，學者應當加強對基礎理論的重視，如以達西定律的觀點來看，只有排除干擾因素，使觀察對象保持最本質的狀態，才能更加真實的發現水文地質的演變規律，因此研究人員未必要大費周章的去進行野外實驗，通過嚴格控制實驗條件，在實驗室中也能夠取得突破性的研究進展。

（3）將水文地質研究與生產實踐相結合。工程地質學通過長期的實踐，實現了本學科的豐富與完善，并彰顯出較大的活力，相比之下，當代水文地質學在實踐中的應用程度相對較低，這是該學科迫切需要改進的問題。因此本研究認為當代水文地質學應當加快與其他學科之間融合，并積極運用到生產實踐中，促進我國經濟建設、生態建設的發展。

如上圖所示，若將當代水文地質研究運用到我國的“海綿城市”建設中，將能夠有助于城市雨水系統的整個，并對雨水進行分散處理，使日常降雨能夠聚集、匯流、下滲，而且還能夠實現雨水資源的回收利用。

如將當代水文地質學應用于農業生產中，可推動農業生態工程的發展，提高農地的利用效率，實現工程的改良，提高廢棄土地的利用效率，而且還能夠對當代水文地質學的理論體系加以擴充；除此之外，當代水文地質學還可以應用于土壤上的開發利用、咸水的改良、地下水庫的管理中。

結語

本文主要圍繞當代水文地質學的發展趨勢展開研究，本研究認為，隨著科學技術的不斷進步，當代水文地質學的研究內容、研究目標等都在日趨豐富，而且愈加注重與生態環境相關因素的研究。根據當前當代水文地質學的發展需要，本研究從完善理論體系、加強機理探索、加強與生產領域的結合等方面，提出了科學合理可行的對策，以期促進當代水文地質學的進一步發展。