水文地质学的发展

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1、水文地质学的发展　　摘要：文章结合时代发展的需求以及水文地质学的特点，详细论述了水文地质学的演化和发展过程，分析国内外水文地质学研究现状及发展趋势，分析当代水文地质学的特点，从传统的实用性学科，向兼具应用性与理论性的成熟学科演变，并阐明水文地质学今后的发展趋势，从可持续发展概念出发，走多学科交叉路线，构建人与自然环境协调发展的生态系统。　　关键词：水文地质学；地下水；可持续发展；生态环境　　引言　　水文地质学是一门研究地下水的数量和质量随时间和空间的变化规律，以及如何合理利用地下水或防治其危害的学科。它研究在岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作用下地

2、下水水量和水质的时空变化规律以及如何运用这些规律兴利除弊[1]。水文地质学是一门应用性很强的学科，它在人类生活和生产部门的需求下不断发展，学科体系逐渐健全，理论水平不断提高。人类在生活或者生产实践中所遇到的相关的问题，都需要研究者在方法上和理论上加以解决，随着越来越多以及越来越深入的问题得到解决，水文地质学这门学科也逐步发展。水文地质学从寻找和利用地下水资源开始，围绕实际发展需要，逐渐开展了一系列相关研究，现已发展成为一门相对成熟的学科。然而在生产力以及科学技术迅猛发展的今天，其所面临的问题也越来越复杂，越来越多元化，原有概念、理论及方法已经很难满足需求，水文

3、地质学的发展面临着巨大的挑战与机遇[2]。　　1概述　　水文地质学主要研究地下水的埋藏、分布、补给、排泄、径流和形成规律，地下水的物理性质和化学成分，地下水水质和水量评价、开发及其合理利用，地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治，地下水污染的防治，地热能开发等。在不同地质环境或者地质时期，尤其是在近代人类活动的影响下，地下水的埋藏、分布、补给、径流、排泄和水化学组成均有一定差异，通过上述各方面差异性的研究，掌握地下水的形成及其动态变化规律，可为合理利用以及防治地下水提供一定科?W依据。地下水中污染物分布、预测、治理以及如何防治是水文地质学目前研究的一个重

4、点。随着科学技术的不断的发展以及生产建设发展的需要，水文地质工作者对水文地质学进行了分支学科的细分以及进行了多学科交叉渗透研究。　　2水文地质学发展简史　　水文地质学的发展经历了萌芽、奠基、形成和发展四个阶段[1]。5700年的浙江余姚河姆渡古文化遗址水井，约3000年前中西亚及北非的干旱地带出现的坎儿井（Biswas，1970；Todd等，2005），表明人类从远古时代就开了地下水的利用，代表了水文地质学的萌芽。欧洲工业革命时期，由于工业的快速发展，需水量大大增加，人们对井的出水有了量的需求。1856年，法国水利工程师达西（H.Darcy），通过室内水通过沙

5、的控制性实验，得出线性渗透定律，即著名的达西定律，奠定了水文地质学的基础。法国人裘布依（A.Dupuit）、美国人泰斯（C.V.Theis）都先后加入到地下水的定量计算中，并且将其推到了一个新的高度。该阶段人们已经通过实践得到了水文地质相关的基本理论，并且将其应用到了地下水的研究之中，为水文地质学的发展奠定了好的基础。第一次世界大战之后，合理开发、科学管理与保护地下水资源，越来越受到人们重视。20世纪40～60年代，雅克布（C.E.Jacob）及汉图什（M.S.Hantush）等论述了孔隙承压含水层的越流现象，“含水层思维”受到冲击[3]，逐渐产生含水系统的概

6、念。随后英国的博尔顿（N.S.Boulton）和美国的纽曼（Neuman）分别导出了潜水完整井非稳定流方程。至此，水文地质学已经完成了从找水型向资源型的转变，各方面理论研究已经构建了较完备的结构框架，水文地质学的发展已经初步成型。第二次世界大战以后，随着生产力与科学技术的迅速发展，世界人口急剧增长，消费需求也急剧升高，因而人类开始大规模改造自然环境，大量消耗了包括地下水在内的各种资源，破坏了环境，打破了生态平衡，进而导致了生态环境的急剧恶化，如土地荒漠化、土壤盐碱化、地面沉降、水土流失等。保护生态环境刻不容缓，水文地质工作者开始寻求新的发展模式，水文地质学开始

7、进入了以生态环境为研究核心的阶段，期间面临的问题错综复杂，以及在全球信息化大的背景下，原有的思维模式、概念、理论以及方法已经难以满足发展需求。加拿大的托特提出了地下水流动系统理论，为水文地质学的发展开拓了新的发展前景[4]。新技术、新理论的不断引入，使得水文地质学越来越系统，概念越来越完善，技术越来越成熟，分支学科的划分也越来越明确，其发展也越来越迅速，至此，水文地质学进入了新的发展时期。　　从水文地质学发展的四个阶段我们可以清晰地看出，其是一门与生活实践密不可分的学科。水文地质学的发展贯穿于人类文明的发展之中。在生活生产实践中，人们观察积累各种水文地质现象，

8、研究其规律，以便更好地服务于生活，久而