水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的基本原理及其應(yīng)用

■李紅林 施濤

（中國(guó)有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院 云南昆明 650051）

水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的基本原理及其應(yīng)用

■李紅林 施濤

（中國(guó)有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院 云南昆明 650051）

文章首先簡(jiǎn)單的闡述了水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的基本原理，然后針對(duì)水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的應(yīng)用分析進(jìn)行了進(jìn)一步的分析，以期為從事水文地質(zhì)研究同行的相關(guān)研究提供一些參考與借鑒。

水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)基本原理應(yīng)用

利用系統(tǒng)輸入、輸出以及動(dòng)態(tài)過(guò)程對(duì)系統(tǒng)功能、特性以及行為方式進(jìn)行探索，為復(fù)雜的系統(tǒng)研究提供了非常有效的工具。但是，僅從系統(tǒng)外部輸入以及輸出的角度考慮問(wèn)題，對(duì)于那些具有相同功能的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，始終無(wú)法對(duì)系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別進(jìn)行區(qū)別，因?yàn)槭艿竭@些因素的影響，目前在系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)與改造地理上始終存在著一定的局限。筆者針對(duì)自己多年來(lái)的工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)，并將其融入本文對(duì)水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的相關(guān)研究中，相信本文的研究一定可以為大家?guī)?lái)一些啟示。

1 水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的基本原理

結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的理念是對(duì)系統(tǒng)理論概念的一種延伸與擴(kuò)展，這種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)理念重視從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能的角度對(duì)整個(gè)客觀(guān)世界進(jìn)行研究，這也正是水文結(jié)構(gòu)系統(tǒng)理論的基本出發(fā)點(diǎn)。水文地質(zhì)綜合體受到不同形態(tài)、不同等級(jí)以及不同改造作用的影響而組成，這種有機(jī)體本身具有極強(qiáng)的控水功能和不斷運(yùn)動(dòng)演化的特點(diǎn)，實(shí)際上這種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)不僅指水文地質(zhì)體之間的相互運(yùn)動(dòng)與組合，同時(shí)也涉及到水文地質(zhì)體自身的結(jié)構(gòu)，不管是宏觀(guān)角度的隔水層與透水層的組合，還是微觀(guān)角度的顆粒與空隙的組合，都是不同級(jí)別、不同等級(jí)以及不同類(lèi)型的結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成了地下水系的賦存與運(yùn)移，也可以說(shuō)，水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)地下水系起到了控制性的作用。

站在這種理論觀(guān)點(diǎn)上來(lái)看，“地下水系統(tǒng)”和“地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)”是“水文地質(zhì)系統(tǒng)”中兩個(gè)基本構(gòu)成要素。地下水系統(tǒng)的主要特征實(shí)際上就是水文地質(zhì)系統(tǒng)功能的一種表現(xiàn)，同時(shí)水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)就是水文地質(zhì)系統(tǒng)功能體現(xiàn)的一種內(nèi)在依據(jù)，所以，在對(duì)水文地質(zhì)進(jìn)行研究的過(guò)程中，只有深入的對(duì)水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行研究，才能對(duì)地下水系統(tǒng)的分布、形成以及活動(dòng)規(guī)律把握住，也只有這樣才能對(duì)地下水資源進(jìn)行更好的開(kāi)發(fā)和管理。

對(duì)水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行研究的主要目的就是建立起一個(gè)直觀(guān)、簡(jiǎn)明的，可以將地下水系統(tǒng)中的四維特征表現(xiàn)出來(lái)的水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)模型，并在此基礎(chǔ)上對(duì)水文地質(zhì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行科學(xué)的建立。從整體上來(lái)看，基本的水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)模型主要可以分成5個(gè)不同的類(lèi)別，同時(shí)，在實(shí)際問(wèn)題研究過(guò)程中，其中的一些類(lèi)別還可以劃分成一些簡(jiǎn)單的類(lèi)型和區(qū)域，還有一些類(lèi)別則主要表現(xiàn)出混合型的特點(diǎn)。

2 水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的應(yīng)用分析

在對(duì)水文地質(zhì)進(jìn)行研究的過(guò)程中，我們認(rèn)為要想加深對(duì)水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)加深認(rèn)識(shí)，就要建立基本的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，通過(guò)地理、地貌以及地質(zhì)等情況的研究，對(duì)地下水的輸入與輸出能力進(jìn)行了解，這樣就可以將內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及其具體演變歷史反映出來(lái)。同時(shí)利用水文地質(zhì)鉆探以及物探等方式，可以幫助我們對(duì)一定范圍內(nèi)水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)的主要特征進(jìn)行直觀(guān)的評(píng)價(jià)與掌握，進(jìn)而將一定空間內(nèi)水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的基本特征反映出來(lái)，這樣就可以為水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)模式的建立奠定良好的基礎(chǔ)，同時(shí)這也是我們對(duì)水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行深入研究的技術(shù)性基礎(chǔ)。從水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的理念以及研究方法中，我們可以看出以下幾方面的特點(diǎn)。

2.1 重視整體系統(tǒng)思想

水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的研究方法堅(jiān)持從整體的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，將研究對(duì)象分成不同的部分，對(duì)其整體構(gòu)成以及發(fā)展規(guī)律進(jìn)行深入研究，將著眼點(diǎn)放在系統(tǒng)的整體功能上，并與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相結(jié)合，對(duì)系統(tǒng)整體功能的原理進(jìn)行研究。實(shí)際上地下水系統(tǒng)和水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)二者是不能分割的整體，地下水系統(tǒng)的基本特征可以將水文地質(zhì)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能具體表現(xiàn)出來(lái)，同時(shí)又會(huì)受到水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的控制，從相反角度來(lái)看，地下水系統(tǒng)活動(dòng)又能對(duì)水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，也可以說(shuō)水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的研究過(guò)程同時(shí)也是對(duì)地下水系統(tǒng)進(jìn)行研究的過(guò)程，只不多二者都各有側(cè)重，從一定程度上來(lái)說(shuō)，只有針對(duì)水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行深入的研究，才能對(duì)地下水系統(tǒng)的特征進(jìn)行全面的把握。

2.2 重視失控結(jié)構(gòu)分析方法

在對(duì)水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)研究的過(guò)程中強(qiáng)調(diào)對(duì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行分析，同時(shí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形成與發(fā)展歷史的相關(guān)研究也是研究的重點(diǎn)之一。水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的研究重點(diǎn)在于研究對(duì)象的客觀(guān)整體性，同時(shí)形式化的抽象也是研究重點(diǎn)之一。從這一點(diǎn)上來(lái)看，實(shí)際上就是強(qiáng)調(diào)一種分析與研究的方法---時(shí)空結(jié)構(gòu)分析方法。

2.3 強(qiáng)調(diào)將地質(zhì)構(gòu)造分析與地下水分析相結(jié)合

在具體研究過(guò)程中，尤其是在基巖與可溶巖水文地質(zhì)研究過(guò)程中，地質(zhì)構(gòu)造分析是十分關(guān)鍵的一種研究，在這一環(huán)節(jié)的研究中，構(gòu)造控水是主要研究的重點(diǎn)。在實(shí)際研究過(guò)程中，我們不僅要對(duì)地質(zhì)構(gòu)造規(guī)律及對(duì)地下水控制作用的研究進(jìn)行重視，同時(shí)還要對(duì)地下水的各種利用手段以及基本參數(shù)等信息加以重視，用這些信息對(duì)水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)、類(lèi)型以及地下水流動(dòng)特征進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，地下水系受到水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的控制，這種觀(guān)點(diǎn)的基本原理和具體方法都是在具體工作與研究過(guò)程中產(chǎn)生的，同時(shí)也是基于前人的研究思想前提下產(chǎn)生的。通過(guò)對(duì)水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的深入研究，可以比較準(zhǔn)確、迅速的對(duì)地下水的形成、分布以及運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律進(jìn)行把握。文章主要基于以上內(nèi)容，從不同的角度針對(duì)水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的基本原理與應(yīng)用展開(kāi)了一系列分析，供同行參考。

[1]李長(zhǎng)青,邵景力,靳萍,崔亞莉.平原地區(qū)水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件模擬及其應(yīng)用:以華北平原為例 [J].現(xiàn)代地質(zhì),2009,（1）:137-143.

[2]繆協(xié)興,王安,孫亞軍,王連國(guó),浦海.干旱半干旱礦區(qū)水資源保護(hù)性采煤基礎(chǔ)與應(yīng)用研究 [J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2009,（2）:217-227.

[3]靳萍,邵景力,李長(zhǎng)青,崔亞莉,張連勝.基于T-PROGS的地下水三維數(shù)值模擬及應(yīng)用[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì),2009,（4）:21-26.

[4]繆協(xié)興.采動(dòng)巖體的力學(xué)行為研究與相關(guān)工程技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)展綜述 [J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2010,（10）:1988-1998.

[5]李繼軍.天津城市三維地質(zhì)結(jié)構(gòu)調(diào)查工作方法的應(yīng)用 [J].地質(zhì)調(diào)查與研究,2006,（3）:233-240.

P64[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-11-31-1