李彥芹

摘要 達(dá)西定律奠定了水文地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)，并將水文地質(zhì)學(xué)納入了生態(tài)環(huán)境研究領(lǐng)域，對(duì)于可持續(xù)性發(fā)展、自然環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生了重要的指導(dǎo)價(jià)值。水文地質(zhì)學(xué)研究的內(nèi)容涵蓋水文系統(tǒng)、地質(zhì)環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)、地下水系統(tǒng)等，它的研究既是對(duì)巖土工程地質(zhì)學(xué)的補(bǔ)充和滲透，同時(shí)也對(duì)各種工程建設(shè)項(xiàng)目發(fā)揮了現(xiàn)實(shí)作用。本文以水工環(huán)地質(zhì)、巖土工程理論為基礎(chǔ)展開(kāi)研究，通過(guò)闡明我國(guó)水文地質(zhì)學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀、問(wèn)題，分析相關(guān)趨勢(shì)與對(duì)策。

關(guān)鍵詞 水文地質(zhì)學(xué)；地質(zhì)環(huán)境；發(fā)展趨勢(shì)；對(duì)策

中圖分類號(hào) P61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095—6363（2016）17—0039—01

從學(xué)術(shù)角度分析，水文地質(zhì)學(xué)是研究地下水規(guī)模、數(shù)量、質(zhì)量以及運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律的學(xué)科，通過(guò)系統(tǒng)性歸納和總結(jié)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地下水的合理利用以及危害防治。從工業(yè)革命以后，人們對(duì)水資源的認(rèn)識(shí)從“無(wú)限可利用”到“資源貧乏、短缺”，這與人口增長(zhǎng)、環(huán)境污染、生態(tài)惡化、水資源浪費(fèi)等有直接關(guān)系。傳統(tǒng)的水文地質(zhì)學(xué)研究中，主要側(cè)重人類活動(dòng)對(duì)大氣圈、生態(tài)圈、水圈、巖土圈等內(nèi)容影響，以及人類活動(dòng)作用下，對(duì)水資源發(fā)展規(guī)律的影響及合理方式。但固有的水文地質(zhì)學(xué)所面臨的問(wèn)題、現(xiàn)象、科技越來(lái)越復(fù)雜，原有的研究體系、概念理論等已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)，需要進(jìn)一步擴(kuò)展。

1水文地質(zhì)學(xué)研究的發(fā)展現(xiàn)狀概述

水文地質(zhì)學(xué)研究與現(xiàn)代人類社會(huì)的發(fā)展存在密切的關(guān)系，尤其在進(jìn)入21世紀(jì)以后，全球經(jīng)濟(jì)一體化作用下促進(jìn)了自然資源的迅速消耗，綠色經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)發(fā)展等理念成為各國(guó)關(guān)注的要點(diǎn)。水資源的重要性是不言而喻的，它直接關(guān)系到人類的生存問(wèn)題，在現(xiàn)代化工業(yè)、農(nóng)業(yè)、制造業(yè)、服務(wù)業(yè)等具有廣泛的需求，各個(gè)地區(qū)水資源的合理利用也關(guān)系到其生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的平衡?；谝陨戏治觯牡刭|(zhì)學(xué)的研究要不斷打破固有內(nèi)容、范圍，從而實(shí)現(xiàn)更寬領(lǐng)域的關(guān)注。

1）現(xiàn)代水文地質(zhì)學(xué)的主體內(nèi)容。從19世紀(jì)開(kāi)始，歐洲學(xué)術(shù)界就開(kāi)始了“水文地質(zhì)學(xué)”的研究，并通過(guò)研究范疇的規(guī)劃以實(shí)現(xiàn)其獨(dú)立性?，F(xiàn)代意義上的“水文地質(zhì)學(xué)”成型于20世紀(jì)30年代，它被歸屬于“地質(zhì)學(xué)”分類，并表現(xiàn)出獨(dú)特性、完善性、系統(tǒng)性；研究水文地質(zhì)學(xué)的過(guò)程中可以清楚地發(fā)現(xiàn)它與其他學(xué)科之間的融合與滲透，但主要研究對(duì)象是“地下水”，這一點(diǎn)與巖土工程、環(huán)境生態(tài)學(xué)、地質(zhì)環(huán)境等存在一定的差異，一些學(xué)者也將其視為一門跨學(xué)科、綜合性的邊緣科學(xué)。

截至目前，水文地質(zhì)學(xué)一直在擴(kuò)大自己的研究?jī)?nèi)容和范圍，從僅僅研究地下水系統(tǒng)、規(guī)律，逐漸擴(kuò)展為地下水與人類社會(huì)之間的關(guān)系研究。這其中，研究人類對(duì)地下水資源的利用、環(huán)境勘探、生態(tài)保護(hù)、經(jīng)濟(jì)與生態(tài)協(xié)調(diào)等備受關(guān)注，國(guó)內(nèi)一些學(xué)者專家提出，“水文地質(zhì)學(xué)”就是基于水文研究、地質(zhì)研究的基礎(chǔ)上探討水資源系統(tǒng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)之間關(guān)系的科學(xué)，它在我國(guó)并不是一項(xiàng)針對(duì)性強(qiáng)的研究?jī)?nèi)容，但在近年來(lái)隨著我國(guó)各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的規(guī)模擴(kuò)大、數(shù)量增加，才逐漸提高了重視程度。

2）我國(guó)水文地質(zhì)學(xué)研究的歷程。我國(guó)水文地質(zhì)學(xué)研究起步雖然較晚，但發(fā)展速度很快，從20世紀(jì)60年代開(kāi)始，我國(guó)就已經(jīng)引進(jìn)了水文地質(zhì)研究體系，主要針對(duì)一些中小型區(qū)域的水文地質(zhì)編圖應(yīng)用，通過(guò)借鑒、學(xué)習(xí)和模仿國(guó)外的應(yīng)用方案，實(shí)現(xiàn)了科學(xué)的系統(tǒng)改造，取得了一定的成果。進(jìn)入80年代以后，國(guó)內(nèi)大型水利工程、功能設(shè)施、高層建筑開(kāi)始增多，對(duì)于水文地質(zhì)學(xué)的研究也進(jìn)入了全面開(kāi)展期——與國(guó)外不同的是，我國(guó)水文地質(zhì)學(xué)的研究初始落腳點(diǎn)是農(nóng)業(yè)，即基于農(nóng)業(yè)灌溉與巖土層改造展開(kāi)研究，這一時(shí)期基本上完成了國(guó)內(nèi)的水文地質(zhì)勘測(cè)工作，一些先進(jìn)的地質(zhì)勘察技術(shù)也得到了運(yùn)用，如遙感技術(shù)、GPS技術(shù)、GIS技術(shù)等。

從20世紀(jì)90年代至今，我國(guó)水文地質(zhì)學(xué)研究主要基于自身的系統(tǒng)性、科學(xué)性構(gòu)造展開(kāi)，重點(diǎn)突出了“研究什么”的問(wèn)題，不僅在調(diào)研方式、途徑上得到了創(chuàng)新與改進(jìn)，同時(shí)也提高了對(duì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的重視，為相關(guān)部門的信息應(yīng)用提供了更好的指導(dǎo)。更重要的是，這一階段基于水文地質(zhì)學(xué)的研究與城市化發(fā)展，建立了“地下水資源數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)”“地下水均衡測(cè)試觀察數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)”等信息化體系，將城市水資源利用和管理帶入了信息化時(shí)代。

2新時(shí)期水文地質(zhì)學(xué)發(fā)展趨勢(shì)

1）研究核心轉(zhuǎn)移及視野擴(kuò)展。整體上說(shuō)，早期水文地質(zhì)學(xué)研究主要針對(duì)一定區(qū)域內(nèi)地下水的情況展開(kāi)，以滿足人們“找水”的需求。但隨著社會(huì)生產(chǎn)模式的改進(jìn)，人們開(kāi)始意識(shí)到地下水資源是有限的，如果過(guò)度開(kāi)發(fā)和不合理利用會(huì)造成“不可恢復(fù)”的后果，同時(shí)對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)也會(huì)產(chǎn)生不利因素。在這一基礎(chǔ)上，新時(shí)期的水文地質(zhì)學(xué)研究提出了地下水生態(tài)系統(tǒng)的概念，并運(yùn)用“生態(tài)”的類比理論，逐步構(gòu)建起水文地質(zhì)學(xué)的分析框架和研究模型。

很顯然，“生態(tài)”是一個(gè)巨大而復(fù)雜的自然形態(tài)，地下水生態(tài)系統(tǒng)則可以視為它的一個(gè)組成部分，但這一系統(tǒng)是敏感的、脆弱的、活躍的，人為影響會(huì)改變它長(zhǎng)期自然形態(tài)下的穩(wěn)定，并且絕大多數(shù)傷害是不可修復(fù)的。從這個(gè)角度說(shuō)，新時(shí)期水文地質(zhì)學(xué)的研究目的是基于地下水管理展開(kāi)的，即通過(guò)一切可行的方案，維持地下水的利用和再生平衡，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展。

2）研究目標(biāo)和思路發(fā)生轉(zhuǎn)變。早期，歐洲國(guó)家展開(kāi)水文地質(zhì)學(xué)范疇的相關(guān)研究目的是解決社會(huì)局部生產(chǎn)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(biāo)。但隨著生態(tài)破壞、環(huán)境污染的加劇，其思路已經(jīng)從局部轉(zhuǎn)變?yōu)槿?，水文地質(zhì)學(xué)的研究目標(biāo)也由解決當(dāng)前需要轉(zhuǎn)向長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展。

這種轉(zhuǎn)變也是全球綠色經(jīng)濟(jì)、低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，基于可持續(xù)理念構(gòu)建人與自然的和諧關(guān)系，形成地下水系統(tǒng)和地質(zhì)環(huán)境、生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定，合理利用淺層地下水，杜絕開(kāi)采深層地下水，不斷掌握地下水演變生化規(guī)律，進(jìn)而建立有效的水資源循環(huán)體系；從學(xué)術(shù)目標(biāo)角度出發(fā)，一方面是探索良性的循環(huán)規(guī)律，另一方面是修復(fù)被破壞的天然系統(tǒng)。

3）研究?jī)?nèi)容進(jìn)一步延伸擴(kuò)大。早期水文地質(zhì)學(xué)研究主要針對(duì)的是地下水儲(chǔ)量，新時(shí)期的研究進(jìn)一步擴(kuò)展，將水質(zhì)、存在形式、影響范圍等考慮在內(nèi)。其中，水質(zhì)和水量是一個(gè)并重的要素，自然界中水元素是最多的存在形式，但對(duì)于人類社會(huì)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(kāi)采就成了一個(gè)關(guān)鍵途徑。然而，地下水的水質(zhì)和水量是存在密切關(guān)系的，在礦物質(zhì)、游離態(tài)元素等影響下，水量達(dá)到一定程度的情況下可以保持水質(zhì)，否則水質(zhì)也會(huì)改變，這也體現(xiàn)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(huán)與中深度中的水循環(huán)也存在密切的關(guān)系，地下水儲(chǔ)量遠(yuǎn)比地表水更多，研究地下水的內(nèi)在地質(zhì)流動(dòng)特性，也是水文地質(zhì)研究的重要發(fā)展趨勢(shì)。

3新時(shí)期水文地質(zhì)學(xué)發(fā)展對(duì)策

第一，堅(jiān)持創(chuàng)新實(shí)踐。人類科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是不斷創(chuàng)新、實(shí)踐并突破的過(guò)程，任何一個(gè)學(xué)科都是如此。隨著地質(zhì)學(xué)面臨的研究方法的改革，水文地質(zhì)學(xué)研究也需要不斷地創(chuàng)新，從研究人員、實(shí)驗(yàn)理念、裝置設(shè)備等角度全面展開(kāi)。

第二，強(qiáng)化學(xué)科交流。前文中筆者分析了水文地質(zhì)學(xué)屬于一種“綜合的邊緣科學(xué)”，它本身就具有多種學(xué)科滲透、融合的特征，應(yīng)該繼續(xù)維護(hù)這一發(fā)展系統(tǒng)，堅(jiān)持“地下水”的研究核心，不斷擴(kuò)展與之相關(guān)的學(xué)科邊際，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和自然效益的平衡。

第三，構(gòu)建科學(xué)體系。水文地質(zhì)學(xué)原有的概念、方法和理論等已經(jīng)無(wú)法滿足新時(shí)期的研究需求，亟待對(duì)傳統(tǒng)水文地質(zhì)學(xué)的研究體系進(jìn)行重構(gòu)，通過(guò)揚(yáng)棄并重的方式，將當(dāng)代水文地質(zhì)勘察中出現(xiàn)的新現(xiàn)象、新問(wèn)題考慮進(jìn)去，以可持續(xù)性發(fā)展理念為方向，建立人與自然協(xié)調(diào)統(tǒng)一的科學(xué)新體系。endprint