当代水文地质学发展趋势与对策

以1856年达西定律的建立作为标志，水文地质学奠基至今还不到150年。第二次世界大战以来，随着生产力与科学技术的迅猛发展，以及人口爆炸式增长，人类活动以空前的规模改造自然，资源大量消耗，生态环境急剧恶化。与此同时，水文地质学所要解决的问题愈来愈复杂，原有的概念、理论与方法，愈来愈难以满足需求；水文地质学面临着巨大的挑战与良好的发展机遇。一、当代水文地质学发展趋势概述当代水文地质学的发展趋势，可大体归纳如下：1．核心课题转移：找水水文地质学——资源水文地质学——生态环境水文地质学。2．研究视野扩展：含水层的局部——整个含水层——地下水系统——水文系统——生态环境系统——技术—社会系统。魄3飞．拘研汽究征目脚标抚改板变肝：验由撞局滥部抚性扁的币问本题创转祖向密全伴局饿性帐的钓课刑题姐，薯由结当垃前钉的旬问料题缺转摸向生长价期犹的帖可仆持旺续覆发矮展黎课帝题淋；冲由陕解病决楚具是体蓄生汤产箱问洽题址，裂转仗向完构培建拨人毫与悠自丛然诊协紫调肃的扩、幸良缎性油循蚀环疑的昂地胜下沉水虹系刷统雨、涨水链文逮系睁统况、话地眉质艘环去境痒系齐统歉与捕生逼态良系刻统楚。祥4搜．风研直究侦内茅容痛扩梨展壶：注从袋地庙下缩水历的低水搞量布研览究互为基主出，妻转身向注水猴量纹与确水屯质定的赶研钩究唇并亿重于；局从腰狭滨义客地时下粮水砍（伟饱苏水童带滚水馒）垃的转研量究贞，逐扩湖大边到歌广滩义潜地宾下飘水路（笋含劳饱牢水输带锐与励包倡气坡带邻水的）尺，嚷乃袍至际地同下贿水之圈责的舞研岸究雀。大5楚．晕研削究文思冤路营的属改劫变忧：裹对点现修象西的匀规场律胞性朝为远主理的秒研忠究适，漂已故经红不雀能蹦满且足睡需秧要户，犹要翁求从从竖成援生槐角期度介，辞加艳强适过它程广与结机绿理悉研无究奔的差比缝重滨。铺6盲．棕多顺学勉科盼交酸叉衔渗葛透避成望为老主泡流赢：馅传巨统万意薄义停上础纯么粹代的挺水暴文台地引质湿学缸正裁在瓜消难亡搞，帜地漂下讯水丰科蒙学塘与罚其罗它灶自到然果科胳学析以壁及岂社止会灵科杨学拳交抵叉地渗赌透臣，聚以诞多料学具科颤方渡式纤研左究在与秧处灭理它问绕题天，车正近在涝成补为粥主享流尖。宪7亭．辩服尖务坏方男式扁转愉变来：沸水医文霉地回质奸学请的掠服记务瞎对粉象耀大粪为却扩肤展贸，喇服畅务利方现式殖发裳生捕了茫很拉大茫改岂变惩，灶如爪何企使倒水说文咏地载质风工责作萍成幼果坚转炼化动为怀生粪产瑞力怨，站已菠经松成近为池一金个碑急瓜需如解毯决威的险重料大妥课挎题农。颠二陡、剃核厕心读课幅题数转绪移擦与拒研若究牧视伶野净的忙扩守展唇随鸣着舍核进心嚷课饭题攀的纯转粮移液，绍水尺文昏地址质带学味的断研梦究困视短野凉不推断雷扩浊展海，吓研千究插对蔬象捷的休内坝涵侍不张断橡发伟生晒变竭化扯。匪初沈期刑的喊水背文呆地扇质旋学滤实萝际郑上泉是蹄找搏水流水列文尸地虾质费学吧，诞人更们蕉只伪关筒心握水辰井川周赠围订含础水打层镰的谋局斥部胆—刚—指“吊影毫响散半站径惑”泼；棒泰环斯誓公商式悬的里应设用疯，盒意清味微着家视喇野肚已吴经笔扩篮展赵到径整培个半含问水傲层舅。换上岂世纲纪色初昌叶皮，博随沸着赴取宫用镇地筑下描水裁的矛规恐模面增姑大扶，疯发寸觉隔某唉一溉范廉围施内慈可县供膊利枕用声的演地递下逃水疑的欢数假量锄是恳有错限卸的凳，简从新而虫，娃探丝明忧地元下漂水辞资喝源捆成响为湖核逃心尚课屯题懒，犬进蹲入体了果资拨源帮水宁文知地遗质幻学毕阶弯段斩。严与椒此士相游应贤，蝶越雷流跪概昼念腿的鬼提灶出祥，宵使反得也包妖括翻含矿水医层迁与滥弱朗透怎水落层来在摸内义的线地冤下妄水姜含护水陡系研统值，俭成夹为俗研桶究含的成基魄本悔单惭元匠。猪二洲次混世热界畏大捧战拒以从后程，杜人售类至活风动山对驴包剩括律地担下禁水车在慢内都的扰自谅然晨环凭境料的恶改从造疗异哑常蚊强良烈垫，碰产裕生屑了桨一桌系仔列佣生沙态刘环舞境扛问偿题摩，带当乓代言水鬼文刻地衰质动学复进柴入往了诚生技态石环援境哑水苗文糠地乓质窜学幕的卫新柳阶览段叹。小托袋特顺（帆J贯.肌T础o叹t蔑h挪）话的计地质下邻水脑流挡动年系研统拦理驴论婚指资出责，翅一沸定停条到件亭下弄地桨下怪水输可找以浴穿揪越牙“帅隔犹水踪层蜻”菌而冲形摸成服统岸一筹的文地或下陪水公流科动组系择统掉。断英葬格惭伦捡（隶G备.乎B忘.伴E超n溉g葵e赛l艰e缺n妖）矩进兼一痰步涂提爆出俘了衫将未区向域渣地加表括水遗和竖地炒下吧水浙整先合兄在所一板起栽的愿水瑞文热系控统桑的肠概荡念前。悠这后些椅应哑运迹而塑生掉的凝理溉论然，休为叨生早态雨环县境谊水额文寨地升质快学纯提悦供致了备必落要川的语分热析饿框港架拌。驴生氏态霉环里境按是骂超渠级否复搭杂图巨烂系斩统迷，累而难地洁下丽水器则谅是仆这堵一雪超奖级股复尾杂伯巨盘系造统不中歉最浸为敞活忘跃登和筹敏郑感不的标一婶个牛子送系催统菊。愤在寿人杆为谎活掀动肉影陵响涂下雹，口地锯下拼水阶的荐变糕化聋会弄导庭致肚一耳系柱列买复竟杂恭的弃物饱理阔、纤化腰学谦与能生锹态芒效满应摩，乖对三地皆下呈水锡系年统夜、幕水炮文禁系臣统况、克地杠质垄环唉境银系巷统尸和础生赔态捡系杆统护造稳成止损然害勿。渡为蜂应瘦对伴水衫资徒源烧短邪缺创与底生备态弱环戚境现损交害丰，澡人及们钢开侦展阶了够地挨下修水治管艺理熟。美在李相辫当疯长凤的酬一摧个瘦时肾期零里啊，萝地练下钢水陈管们理个被衣理准解捕为蛛纯葡粹笼的能自意然洲科膀学垫技博术杠问帽题碰，记人斗们达企挺图佣采河用埋解纱决坐硬对问蝶题章的悟办辟法云，陈用旅数保学毯模局拟冷求页取王唯宴一桑的吩最稳优徒解名。交但风是纷，圆任低何虑资药源悲—撞—栗生储态骂环榴境匙水循文垮地饰质算问艇题件，头必舰然奥涉突及沿人权们晚的狭价貌值兔判骗断报，火因却此燕，熔所废要机处桥理脸的米不沿仅妥是拔纯虎粹患的注自窝然洁科翅学功技饥术岂的绣硬育问岁题蹈，蛇还廊涉疏及垃社离会好经贡济障软创问许题拦；扁对虎于匹这要样不的薄技愧术待—斯—锄社吼会劣—默—比经岁济机问钱题弹，庙不旷可陡能将求沉得姑唯配一乘的袭最无优境解斤，扫而唤只搏能肤在愚权描衡悠各娱种勤利误弊蜡和樱协袖调系各达方势利查益艺后宰，加选伸取牙满握意介解崭或衫者切非渗劣匠解愁。疮于续是药，挠水田文肥地鸦质驼学认家筑开呈始碑认确识伞到快，住他辣们者所壮面鸽对便的均实棍际牧上炭是弄一鞭个拖复储杂鲜的秋技黎术室—粉—敏社批会扯系鸭统监。旋回效顾顽水去文道地毛质拉学幕家乐研跳究朽视你野甲的栋变联化武，萍有粒两馅点础值卧得极注原意侦：抓一赢方祝面则，陕从命局庆部毒的码、能分攀割虾式胆的雷思宴路画分劝析亿对乒象聪，淹转丑变达为困以纳整招体介观慢、赔系政统背观减来幼考平察熔事适物征；胀另零一财方猴面睡，拖从折单眼纯叫研站究旋对描象染的瓦自短然膛属唯性某，舌转哗变舞为恰同评时衰研才究纳其朗自酱然爽属耕性屿与钱社枣会照属用性焦。老这悦种讽转找变倾，负与登国健际捧资翠源召与它环岸境组科捷学扭的客发渴展钉趋哗势控是佩一峡致未的洗。畅三秆、窜研吊究辅目休标滔与宰思维路制的外转紫变妖水刮文袍地果质膊学袋的抢任晶务戚，秒最承初熄是俗解堤决而各周种臣局奏部剪性加的忠生蝴产皂实理际食问畅题派，话随塌后顿，婆逐潮步州转蛾向节全淹局孕性导的猎课骡题绞。泛当目人消们亭认劲识趴到齿，启资尸源织耗秃竭邮和旦生薪态佩环加境棒的费不害断窄恶棒化史，葡势吓将谱危里及赞人寺类姓的炉生绝存菌与赢发农展茂时茅，迫可威持尺续卫发阵展她的漆理侧念解应撇运驾而携生讲。危与疯此隆相肃应遮，谜水倒文怕地匹质膨学败的种任诵务复，醋由锄解屿决伍当胞前装的蚕问汪题局转纱向申长顿期浓的雀可讽持争续愿发铅展竖课调题蜘。任当控代场水队文称地疗质羡学狼的执研挠究侧目争标到，疑是注从耕可桥持嫌续注发作展剖理丙念犯出埋发越，锦构令建泛人岗和及自雪然雁协财调刺的坛、减良振性横循化环港的鞭地领下脆水态（姜流差动酱）壁系坛统恨、访水舱文纯系庙统塔、供地话质梢环勺境浪系出统循和典生惯态惑系滤统爽。吴当聚良俯性汁循葛环浊的袋天浸然泡系括统亭尚希未散受恢到巡人必为造活绸动钟损职害醋时株，扬研肾究弱的够目都的昼是烤掌匠握厉其楚演辉变迟规细律宅，押警回惕踏与奴预嚼防斩人肯为贷活援动牧的率不克良窄干战扰种。腔当烦良萄性露循娱环汁的慢天针然廊系羞统笨已丈经婶遭赛受怀人浆为将损堤害碌时恐，头研索究夺目所的醋是何修芳复灾其箩损厚害抛。役当消天韵然亡系则统妹存傅在好不尺利塑于告人客类串的欣缺迟陷氧时欲，打则评需羽要革遵鼻循考自肥然愤规蜓律动，傅对暗系伤统溉进胞行床优痰化瓜。纯水踏文链地会质乒学金研俩究弓目疫标卡的诊改怎变框，帆要凭求排采程用起新温的高研津究这思子路程与案方沸法颜。予如鞋果辉说饥，当为刺了墨解怜决宝具慎体头的敏生奴产旧问璃题归，芹传邻统呆水惧文秒地思质杠学红更顽多舅着贝眼辽于盘研使究累现狂象盟的秋规都律舞，党那陆么蚕，鹿进直入剖当鼓代摔的尸生成态停环展境烛水下文服地姿质端学灿阶咸段衰，歇就狐必炕须崖从占成牢生认角岔度堡研刑究携目湿标惜系结统田的笑作裂用次过贝程霉与发内讨在轿机燕理虑。奴目炎标落系站统类的狐研猜究披，抵需峡要域采酸用国将暮分物析致与潮综乡合氧有议机拣整棵合方的棵系巨统乏分幸析之方雁法嘱；咐良左性拥循扑环蹦系宽统浩的否构愤建够，躺要则求测应秧用碎系粉统溉工剑程欠的清方石法牵；被要良求诸采穴取末成驻龙罩配岭套扛的萍治蚂本搞对外策说，珠而设不肃是衬零述敲仇碎贱打言的单治懒标愈措幼施折；撇不沸仅拼要距求妥处筋理查好候人像和伸自怜然帅的鞭关这系拥，万更钓要页求居正馅确只处勇理男好醉人弹与凡人像之蜘间泛的闭利赚益疫关尘系孟。丧四叛、衬研弃究沸内殃容清的械扩年展盟与吵初真创办阶言段鸟比小较区，乞当第代逢水芹文饲地真质盯学谱的想研徐究千内澡容洁有惨了板很例大恐扩粘充恰。毛随泪着译水帅质查问悦题沃（萌天站然铺水咐质涨不着良住、隆地悔下猎水投污喜染踪、下海堆水戒与性咸侄水副入凭侵蛮等泰）腰的朋凸询现遮，愧以邻及逼对祥水拼化摸学嚼信齿息校重锻要岂性系的嚷认悬识昌加昂深表，花地颈下躁水陶的质研劲究那，膛已美经驳从浸以病往言的顽水踢量席研浮究指为俱主矛，赠转踏向辩水越量脑与命水臂质炒的往研煌究乞并牙重耍。窝在相地码下计水速污间染像修慎复部研炊究湖过斑程激中毅，模发姥觉流抽粮取梨后股加脾以休处掀理汁需六要佣付宴出异的犯代铃价鼻很劣大详，候又里难哈以狭获宏得费理优想巾效寨果百，唐于史是惩，触开仍展江了信着螺眼然于刚预茶防另的叼地慢下搏水顷脆轨弱挡性粮（谢敏联感爪性榴）桃评暗价久。半与斗此竞同假时酬，割从璃化助学徒角踏度闹出育发汇的白水察—贫—薪岩队相万互竿作钉用校研艳究辣以犹及云地隔球骗化依学佛模什拟抗，穷成团为床新赴的使研景究抚热查点晋。常地躺下之水两水匹量附与认水娘质窑的艺形租成录，猴与瘦包学气闷带料密款不嫂可悠分绝，里因牧而悉，喝水主文拘地棚质日学冲研纠究柴，至从梁以抬狭趋义返地臂下跟水失—雅—亮饱砌水垮带互水爬—忧—呢为猾对细象痰，议扩育大槐到贷包互括馅包序气芹带嫁与饱饱隙水讽带折在面内羞的喝广孕义补地步下笨水举。舟有些人萍进舟一炎步裳提旱出添，耗水批文匀地糖质涛学勒是菜研吐究额地毒下升水雅圈删的动科益学瘦；蛛地您下晨水淘圈殃包燥含迷从绘地爬壳忌浅像部同到替下已地贿幔梨以贪各副种笔形矿式华存阔在搭的讯水鹊—驰—慕岩葵石恳空极隙城中订的保水查、问矿凡物高和般岩挠浆次中贺的找水毯，宜以跑及昼分肯解稠为孝氢患离云子甜和多氧虫离忽子懒的猛“丧水佳”嫁。爷愈由来握愈守多偶的据证桶据圣说滔明猾，屈地沿壳泼浅暂部钩参姥与稀水贷文某循劳环召的叼地概下指水隶，延与添地导球捆深由部游层队圈少中填参慰与父地越质倍循摔环困的落水砍，额存由在竹着挤密暖切遭联事系艘。巧据顽估放计浅，绪下毕地朽幔宣中鹅储皱存旗的胃水莲分输相缝当恭于携全汪部略大普洋庭水跟量示的嫂5浆0盟倍报；镰随霞着材岩赏浆继运弱动年的震水渠，疾以躲及轨大继洋暗中汪脊保热邀液句系学统杰和尽板东块此俯继冲祥过柴程门中母的叉水纷循手环启，源对奥矿寸藏蛮以纯及造深比部腿特遭殊击生戴命售系洗统震的妙形谢成准，煎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普磨孕擦疏力机降鞭低疏等兔）繁及刘动涝力惜的吨（长水莲分赶、扭盐竿分摆与雷热她量部的筹输朋送育）樱相产互枝作煮用厅；误地若下洒水性的开温写度映、境矿蚊化培度拣、届化绣学蓄类南型军等苏呈诵现雁有团规康律报的拌空虏间纯分长布熄，辱地婚表馅则绣有血规策律袖地气出讨现慢一胃系速列物与第地蝴下停水产有抗关勉的掉现舒象邀（伐泉掉、鹊湿俭地格、菊水核土玻流是失腰、特滑星坡许等鉴）抵。碎因恰此膏，咏在排地驶下叔水摘流沾动沈系凑统姑的稀理绵论腔与防方烛法泽基棋础脏上为，语进晨一液步太发停展恢功完能鱼齐颤全烫、某界肢面浊友凳好介、略能范够杨刻婚画裂大商区炒域红的苗耦您合劲的赠地维下这水峰系厌统唐、每水摇文剩系株统资、菠地榴质军环毕境递系鹅统适与刊生吃态式系望统样的思分我析语工隶具傻，璃十果分没必朋要售。脊在猎这练方片面铺，屿已贸经活有涝了排一狸些忙有索益葡的充尝绣试益，蛋提选出偶了城一慧些悬新设的拍设泳想弃。实现水文地质成果的数字化、信息化、可视化；发展数学模拟，对地下水有关的系统进行虚拟研究，得出不同给定条件下系统的不同响应；以地理信息系统为载体，发展相应的决策支持系统；所有这些，都是完善当代水文地质学所需要进行的工作。陈梦熊、陈雨孙、王大纯等，早已提出，需要将地下水系统理论与系统工程引入水文地质学，现在是将这些主张付诸实施的时候了。（二）加强水文地质过程与机理研究无论为了事先预防规划、事后修复，或者优化改造，我们所研究与处理的，基本上都是人工——自然复合系统。因此，探究纯粹自然状态下系统的演变规律与机制，了解叠加（已经叠加和可能叠加）人为作用后系统的可能响应，是构建人与自然协调的、良性循环水资源系统和生态环境系统的基础。因此，当代水文地质工作需要增加研究的比重，加强过程与机理的研究。除个别领域外，水文地质过程与机理的研究，还相当薄弱。例如，降水入渗补给机理研究的不足，使得一系列相关的理论与实际问题，无法得到满意的解决。与此相反，正是非饱和水流在非均质介质中的选择性渗流机制的研究，为包气带核废料处置等提供了理论基础。过程与机理的物理实验与模拟需要精心设计，需要化费很多的时间和精力，实验模拟过程中往往会出现许多意想不到的困难；因此，人们愈来愈倾向于采用方便易行的数学模拟，来代替物理模拟。但是，为了理解真实的物理过程，为了检验数学模拟的结果是否符合实际，物理实验与模拟是无可替代的。为了查明作用过程与机理，需要借助于控制性实验。作为水文地质学定量基础的达西定律，正是控制性实验的结果。控制性实验的特点在于：排除其他次要因素的干扰，将所要观察的对象控制于纯粹状态，从而抽取纯粹的自然规律。迄今为止，国内外水文地质界都十分重视野外实验，但是很少有人去作达西实验这样的控制性室内实验。人们也许认为，野外实验比室内控制性实验更为接近真实。但是，实际并非如此，只有在人为严格控制的室内实验条件下，才能重现自然的原本面目，才能获取真正的固有自然规律；水文地质学要想有突破性的发展，必须重视控制性实验。（三）水文地质工作需要向生产领域延伸迄今为止，水文地质工作基本上仍然局限于地质论证，提交成果，便意味着任务完成。然而，成果转化面临的困难，多学科交叉与跨部门协作的需要，以及学科自身的发展，都要求水文地质学工作向生产实践领域延伸。半个世纪以来，我国水文地质的发展，远没有工程地质那样有活力。工程地质工作的长足发展，得益于善于吸收当今科学思想丰富自身的理论，并且较好地实现了理论、测试技术与工程技术的结合。岩土工程、地质工程等分支的兴起，说明工程地质工作已经由工程的地质论证，延伸到了工程实践领域，从而推动了工程地质学科的长足发展。汪民等正确地提出了水文地质学发展的工程方向——地下水环境工程；地下水环境工程，包含地下水资源合理开发利用工程、生态地质环境退化控制与改良工程、地下水污染控制工程、废物地质处置工程等。李瑞敏等提出了“区域农业地质环境开发与农业生态地质工程”的概念，蕴涵了农业地质向工程方向发展的思路。目前，地下水污染及其控制的工作，已经打破单纯的水文地质论证模式；从实地监测研究，到室内实验、野外实验、数值模拟，直到生产性修复试验，与多个学科交叉的水文地质工作贯穿了整个过程；地下水污染研究，成为发展最为迅速的水文地质学分支，并非偶然。西南岩溶地区，利用帷幕灌浆建造地下水坝以抬高补给径流区地下水位，取得了良好的成效，是地下水工程的良好范例。我们认为，土壤水有效利用、咸水改造、地下水库调蓄水资源等，都是水文地质学向生产领域延伸的重要方向。在实现地质与工程融合过程中，工程地质的实用工程技术发展十分迅速，例如，岩体处理的铆喷技术、帷幕灌浆，软土处理的预压加载、排水砂井、排水塑料板，等等。水文地质工作向工程领域的延伸，必须采用和发展相应的实用工程技术手段。例如，以水平井为主的浅井井型改革及其凿井技术的开发，便是支撑水文地质向生产领域延伸的一项关键措施。（四）加强包括软科学在内的多学科跨部门研究跨学科的研究已经成为当代水文地质学的主流，因此，除了小型的单个研究者主持的研究项目外，还需要组织多学科的研究项目，以及由多个部门和机构协调进行的项目。为了更好地发展当代水文地质学，需要特别重视以下各类的学科交叉渗透：第一，根据研究目标的需要，开展相关学科与水文地质学相结合的研究；第二，将横断科学（系统论、信息论、控制论、超循环理论、耗散结构理论、混沌学、分形理论等）全面引入水文地质学，充实与发展水文地质学的理论与方法；第三，将水文地质学与社会人文科学结合，加强软科学研究。目前，第一类学科交叉的研究，已经开始受到重视，但是，离学科的真正融合，还有较大距离；第二类学科交叉的研究，已有不少探索性成果，但是，如何将横断科学全面系统引入水文地质学，要走的路还很长；第三类的学科交叉，则至今尚未引起足够重视。加强水文地质学与社会人文科学的结合，其重要性如何强调也不为过。任何自然科学技术问题的解决，都无法回避人们的价值判断与利益协调；因此，自然科学技术成果，需要借助于社会人文学科的支撑，逾越种种利益门槛，才有可能被社会所接受，否则，只能停留在纸面上，无法