任法衡

摘要：近年來，隨著我國對于生態(tài)環(huán)境保護工作的重視程度不斷加大，當代水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展過程中，也加大了對于生態(tài)理念的融入與結(jié)合，對于水文地質(zhì)學(xué)的研究工作也提出了更高的要求。在此背景下，探索當代水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展趨勢，并針對性的采取有效改進對策，不僅有助于科學(xué)研究成果的進一步完善，對于我國生態(tài)環(huán)境的建設(shè)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(zhì)學(xué)發(fā)展趨勢與對策展開研究。

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

前言

19世紀50年代達西定律的建立，標志當代水文地質(zhì)學(xué)的正式開始。迄今為其，當代水文地質(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，對于當代水文地質(zhì)學(xué)的挑戰(zhàn)也在不斷加大。在此背景下，當代水文地質(zhì)學(xué)如何利用優(yōu)勢資源，有效應(yīng)對挑戰(zhàn)，成為相關(guān)專家學(xué)者迫切需要解決的問題。

1.當代水文地質(zhì)學(xué)發(fā)展趨勢

（1）核心課題的轉(zhuǎn)變。在當代水文地質(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)模的日益擴大，世界范圍內(nèi)可利用地下水量也在相應(yīng)的減少，當代水文地質(zhì)學(xué)的核心課題也在發(fā)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)變，更加強調(diào)對于水資源的研究。

上圖為當代水文地質(zhì)學(xué)中常用的地下水結(jié)構(gòu)圖，20世紀40年代以來，人類活動程度加大，對于自然環(huán)境的改變程度也在相應(yīng)的加大，由此也引發(fā)了一系列嚴重的環(huán)境問題。在此階段中，當代水文地質(zhì)學(xué)的研究課題正式邁入新階段，著重于對于生態(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，更是與人類活動具有非常密切的關(guān)聯(lián)。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(fā)地下水，在促進社會經(jīng)濟發(fā)展的同時，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，當代水文地質(zhì)學(xué)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(zhì)學(xué)的根本目標，就是為人類防范并處理各種生產(chǎn)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(tài)環(huán)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(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，當代水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展目標，也由解決局部問題逐漸擴展，轉(zhuǎn)變?yōu)楫斍暗目沙掷m(xù)發(fā)展目標。以這個理念為基礎(chǔ)，當代水文地質(zhì)學(xué)加強對于人與自然之間關(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)定運行狀態(tài)下，當代水文地質(zhì)學(xué)的研究目標使保持這一狀態(tài)并對其加以改善，一旦自然系統(tǒng)遭到破壞，當代水文地質(zhì)學(xué)的研究目標則轉(zhuǎn)變?yōu)閷ζ浼右孕拮o，盡大限度的保障自然系統(tǒng)的功能。

（3）研究內(nèi)容的豐富。以當前世界范圍內(nèi)的水質(zhì)來看，地下水污染、海水入侵等問題頻發(fā)，嚴重污染了人類用水的質(zhì)量。因此，當代水文地質(zhì)學(xué)也不再僅僅局限于對地下水的規(guī)模進行研究，而是堅持水質(zhì)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(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，當代水文地質(zhì)學(xué)的研究內(nèi)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(fā)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(guān)聯(lián)，當代水文地質(zhì)學(xué)的研究內(nèi)容也在相應(yīng)的拓寬與豐富，以當前當代水文地質(zhì)學(xué)的研究體系來看，其研究內(nèi)容已經(jīng)包含各種地質(zhì)流體。

2.當代水文地質(zhì)學(xué)發(fā)展對策

（1）完善相關(guān)理論體系。雖然當代水文地質(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)其當前的發(fā)展。如果不對當代水文地質(zhì)學(xué)的理論體系進行更新完善，必然會對其發(fā)展造成嚴重的阻礙作用。作為當代水文地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)，相關(guān)專家及學(xué)者迫切需要對當代水文地質(zhì)學(xué)的理論體系加以完善，在又有的地下水保護開發(fā)理論體系的基礎(chǔ)上，不僅要進行系統(tǒng)的更新與完善，還要對地下水系統(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，加強對于人與自然和諧發(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，實現(xiàn)當代水文地質(zhì)學(xué)理論體系的數(shù)字化、可視化，有助于當代水文地質(zhì)學(xué)取得更加廣泛的應(yīng)用。

（2）加大水文地質(zhì)過程及機理的探索。整體來看，當前在當代水文地質(zhì)學(xué)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(zhì)學(xué)研究中，應(yīng)當加大對于水文地質(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驗對水文地質(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)模擬方式具有簡潔、明了的優(yōu)勢特點，將其運用于當代水文地質(zhì)學(xué)機理的研究中，不僅模擬結(jié)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(xiàn)。另外，在水文地質(zhì)過程研究中，學(xué)者應(yīng)當加強對基礎(chǔ)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(zhì)的狀態(tài)，才能更加真實的發(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(zhì)研究與生產(chǎn)實踐相結(jié)合。工程地質(zhì)學(xué)通過長期的實踐，實現(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，當代水文地質(zhì)學(xué)在實踐中的應(yīng)用程度相對較低，這是該學(xué)科迫切需要改進的問題。因此本研究認為當代水文地質(zhì)學(xué)應(yīng)當加快與其他學(xué)科之間融合，并積極運用到生產(chǎn)實踐中，促進我國經(jīng)濟建設(shè)、生態(tài)建設(shè)的發(fā)展。

如上圖所示，若將當代水文地質(zhì)研究運用到我國的“海綿城市”建設(shè)中，將能夠有助于城市雨水系統(tǒng)的整個，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?qū)崿F(xiàn)雨水資源的回收利用。

如將當代水文地質(zhì)學(xué)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可推動農(nóng)業(yè)生態(tài)工程的發(fā)展，提高農(nóng)地的利用效率，實現(xiàn)工程的改良，提高廢棄土地的利用效率，而且還能夠?qū)Ξ敶牡刭|(zhì)學(xué)的理論體系加以擴充；除此之外，當代水文地質(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

本文主要圍繞當代水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展趨勢展開研究，本研究認為，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，當代水文地質(zhì)學(xué)的研究內(nèi)容、研究目標等都在日趨豐富，而且愈加注重與生態(tài)環(huán)境相關(guān)因素的研究。根據(jù)當前當代水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展需要，本研究從完善理論體系、加強機理探索、加強與生產(chǎn)領(lǐng)域的結(jié)合等方面，提出了科學(xué)合理可行的對策，以期促進當代水文地質(zhì)學(xué)的進一步發(fā)展。