當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)發(fā)展趨勢(shì)與對(duì)策淺析

任法衡

摘要：近年來，隨著我國對(duì)于生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作的重視程度不斷加大，當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展過程中，也加大了對(duì)于生態(tài)理念的融入與結(jié)合，對(duì)于水文地質(zhì)學(xué)的研究工作也提出了更高的要求。在此背景下，探索當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)，并針對(duì)性的采取有效改進(jìn)對(duì)策，不僅有助于科學(xué)研究成果的進(jìn)一步完善，對(duì)于我國生態(tài)環(huán)境的建設(shè)與保護(hù)，也具有非常積極的促進(jìn)作用?；诖?，本文圍繞當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)發(fā)展趨勢(shì)與對(duì)策展開研究。

關(guān)鍵詞：當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)；生態(tài)環(huán)境；地質(zhì)過程；信息傳播

前言

19世紀(jì)50年代達(dá)西定律的建立，標(biāo)志當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)的正式開始。迄今為其，當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展歷史不過150余年，但是隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，已經(jīng)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(huán)境的破壞程度不斷加劇，對(duì)于當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)的挑戰(zhàn)也在不斷加大。在此背景下，當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)如何利用優(yōu)勢(shì)資源，有效應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，成為相關(guān)專家學(xué)者迫切需要解決的問題。

1.當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)發(fā)展趨勢(shì)

（1）核心課題的轉(zhuǎn)變。在當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)建立初期，其主要研究課題圍繞與水井周圍含水層的開發(fā)及應(yīng)用。隨著人類取水規(guī)模的日益擴(kuò)大，世界范圍內(nèi)可利用地下水量也在相應(yīng)的減少，當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)的核心課題也在發(fā)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)變，更加強(qiáng)調(diào)對(duì)于水資源的研究。

上圖為當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)中常用的地下水結(jié)構(gòu)圖，20世紀(jì)40年代以來，人類活動(dòng)程度加大，對(duì)于自然環(huán)境的改變程度也在相應(yīng)的加大，由此也引發(fā)了一系列嚴(yán)重的環(huán)境問題。在此階段中，當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)的研究課題正式邁入新階段，著重于對(duì)于生態(tài)環(huán)境的研究與探索。生態(tài)環(huán)境體系是非常復(fù)雜的，其中地下水系統(tǒng)不僅是其中重要的組成部分，更是與人類活動(dòng)具有非常密切的關(guān)聯(lián)。以我國為例，當(dāng)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(gè)城市開發(fā)地下水，在促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也造成了地面沉降、地面塌陷等諸多地質(zhì)問題。為了防止出現(xiàn)水資源枯竭的困境，當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)的研究中，加大了對(duì)于地下水的研究與管理。

（2）研究目標(biāo)的改變。當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)的根本目標(biāo)，就是為人類防范并處理各種生產(chǎn)實(shí)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(tài)環(huán)境嚴(yán)重惡化，將會(huì)對(duì)人類的生活甚至生存造成嚴(yán)重的威脅，在此背景下，“可持續(xù)發(fā)展”的理念受到了越來越多的關(guān)注及重視。相應(yīng)的，當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展目標(biāo)，也由解決局部問題逐漸擴(kuò)展，轉(zhuǎn)變?yōu)楫?dāng)前的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。以這個(gè)理念為基礎(chǔ)，當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)加強(qiáng)對(duì)于人與自然之間關(guān)系的研究，希望通過協(xié)同人類與自然環(huán)境之間的關(guān)系，來使地下水系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)等保持可持續(xù)發(fā)展。在自然環(huán)境處于良好穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下，當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)的研究目標(biāo)使保持這一狀態(tài)并對(duì)其加以改善，一旦自然系統(tǒng)遭到破壞，當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)的研究目標(biāo)則轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)其加以修護(hù)，盡大限度的保障自然系統(tǒng)的功能。

（3）研究?jī)?nèi)容的豐富。以當(dāng)前世界范圍內(nèi)的水質(zhì)來看，地下水污染、海水入侵等問題頻發(fā)，嚴(yán)重污染了人類用水的質(zhì)量。因此，當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)也不再僅僅局限于對(duì)地下水的規(guī)模進(jìn)行研究，而是堅(jiān)持水質(zhì)與水量共同維護(hù)的原則開展研究。在對(duì)地下水進(jìn)行研究的過程中，研究人員發(fā)現(xiàn)，地下水的質(zhì)與量，均與包氣帶之間具有非常緊密的關(guān)聯(lián)因此，當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)的研究?jī)?nèi)容也從最初的狹義逐漸拓展為廣義，也就是在對(duì)地下水的研究過程當(dāng)中，加入了對(duì)于包氣帶、飽水帶等因素的研究。在隨后的研究發(fā)展過程中，研究人員又驗(yàn)證了地下水圈與地殼、地幔等地球深部層圈之間的關(guān)聯(lián)，當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)的研究?jī)?nèi)容也在相應(yīng)的拓寬與豐富，以當(dāng)前當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)的研究體系來看，其研究?jī)?nèi)容已經(jīng)包含各種地質(zhì)流體。

2.當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)發(fā)展對(duì)策

（1）完善相關(guān)理論體系。雖然當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展歷程不過150余年，但是其以往的概念、理念等內(nèi)容，都已經(jīng)無法在適應(yīng)其當(dāng)前的發(fā)展。如果不對(duì)當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)的理論體系進(jìn)行更新完善，必然會(huì)對(duì)其發(fā)展造成嚴(yán)重的阻礙作用。作為當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)，相關(guān)專家及學(xué)者迫切需要對(duì)當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)的理論體系加以完善，在又有的地下水保護(hù)開發(fā)理論體系的基礎(chǔ)上，不僅要進(jìn)行系統(tǒng)的更新與完善，還要對(duì)地下水系統(tǒng)、水文系統(tǒng)、地質(zhì)系統(tǒng)等加以有效的劃分整合，將系統(tǒng)分析、系統(tǒng)工程等創(chuàng)新型研究方法，充分的融入到其中，加強(qiáng)對(duì)于人與自然和諧發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展的研究。另外，還要發(fā)揮地理信息系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)理論體系的數(shù)字化、可視化，有助于當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)取得更加廣泛的應(yīng)用。

（2）加大水文地質(zhì)過程及機(jī)理的探索。整體來看，當(dāng)前在當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)的過程及機(jī)理方面的研究，仍存在諸多不足。因此，在接下來的當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)研究中，應(yīng)當(dāng)加大對(duì)于水文地質(zhì)系統(tǒng)演變規(guī)律的研究與分析。以往研究人員利用物理實(shí)驗(yàn)對(duì)水文地質(zhì)過程加以模擬，不僅研究成本較大，需要投入大量的時(shí)間及精力，而且研究成果并不明顯。相比之下，數(shù)學(xué)模擬方式具有簡(jiǎn)潔、明了的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，將其運(yùn)用于當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)機(jī)理的研究中，不僅模擬結(jié)果真實(shí)準(zhǔn)確，而且其演變過程能夠更加清晰明了的得以體現(xiàn)。另外，在水文地質(zhì)過程研究中，學(xué)者應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)理論的重視，如以達(dá)西定律的觀點(diǎn)來看，只有排除干擾因素，使觀察對(duì)象保持最本質(zhì)的狀態(tài)，才能更加真實(shí)的發(fā)現(xiàn)水文地質(zhì)的演變規(guī)律，因此研究人員未必要大費(fèi)周章的去進(jìn)行野外實(shí)驗(yàn)，通過嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)條件，在實(shí)驗(yàn)室中也能夠取得突破性的研究進(jìn)展。

（3）將水文地質(zhì)研究與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合。工程地質(zhì)學(xué)通過長(zhǎng)期的實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)了本學(xué)科的豐富與完善，并彰顯出較大的活力，相比之下，當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)在實(shí)踐中的應(yīng)用程度相對(duì)較低，這是該學(xué)科迫切需要改進(jìn)的問題。因此本研究認(rèn)為當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)應(yīng)當(dāng)加快與其他學(xué)科之間融合，并積極運(yùn)用到生產(chǎn)實(shí)踐中，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)、生態(tài)建設(shè)的發(fā)展。

如上圖所示，若將當(dāng)代水文地質(zhì)研究運(yùn)用到我國的“海綿城市”建設(shè)中，將能夠有助于城市雨水系統(tǒng)的整個(gè)，并對(duì)雨水進(jìn)行分散處理，使日常降雨能夠聚集、匯流、下滲，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)雨水資源的回收利用。

如將當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可推動(dòng)農(nóng)業(yè)生態(tài)工程的發(fā)展，提高農(nóng)地的利用效率，實(shí)現(xiàn)工程的改良，提高廢棄土地的利用效率，而且還能夠?qū)Ξ?dāng)代水文地質(zhì)學(xué)的理論體系加以擴(kuò)充；除此之外，當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)還可以應(yīng)用于土壤上的開發(fā)利用、咸水的改良、地下水庫的管理中。

結(jié)語

本文主要圍繞當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)展開研究，本研究認(rèn)為，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)的研究?jī)?nèi)容、研究目標(biāo)等都在日趨豐富，而且愈加注重與生態(tài)環(huán)境相關(guān)因素的研究。根據(jù)當(dāng)前當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展需要，本研究從完善理論體系、加強(qiáng)機(jī)理探索、加強(qiáng)與生產(chǎn)領(lǐng)域的結(jié)合等方面，提出了科學(xué)合理可行的對(duì)策，以期促進(jìn)當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展。