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水文地質學目前的難題是什麼

發布時間: 2021-03-06 10:27:14

⑴ 人類活動引起的環境水文地質問題

一、土地的次生鹽鹼化與沙漠化

不合理的開采地下水,可導致土地的次生鹽鹼化。如渤海灣沿岸的許多地區,因過量抽取地下水而導致海水入侵,造成了沿岸土地的次生鹽鹼化;甘肅石羊河下游的民勤盆地,因抽取了深層高礦化地下水澆地,而使大片耕地鹽化。

不合理開采地下水造成生態環境惡化的另一個後果是土地的沙漠化。中國的沙漠面積本來就不小(包括沙漠、沙漠化土地面積約153.3×104 km2),而過度的墾荒、毀林和過量開采地下水又導致沙漠化的加劇。以甘肅河西走廊的石羊河流域為例,自20世紀60年代後期開始,由於上遊河水被武威盆地大量取用,致使石羊河進入民勤盆地的水量大減,加之盆地內數千眼灌溉機井超量開采地下水,造成盆地內地下水水位普遍下降3~7 m,這使依靠地下水成活的沙棗、梭梭、白刺灌叢等防風固沙植被不斷衰亡,草叢退化。在7.24×104 hm2的林地中,植物生長衰敗,土地已經沙化的達67.7%,其中成片死亡的達0.87×104 hm2。同時綠洲內部由於植被衰退也引起了沙丘的活化,騰格里沙漠正以每年6~8 m的速度侵蝕綠洲,給幾百個村莊的76 000餘人飲水和農業生產造成極大的困難。二、環境地質災害

(一)地面沉降與塌陷

地下水是維持土體應力平衡和穩定狀態的一個重要因素,大量抽取地下水,降低了含水層的水頭壓力,改變了土體結構,必然破壞土體原有的應力平衡和穩定狀態,從而導致地面沉降、地裂縫、地面塌陷等環境災害的發生。

我國的地面沉降,繼上海、天津、寧波等濱海城市發生之後,在一些遠離海岸的內陸城市,如北京、蘇州、無錫、常州、太原、西安、開封以及河北平原的某些灌區,均相繼出現不同程度的地面沉降。上海和天津的最大沉降量已分別達到2.37 m(1921~1965年間)和2.70 m(1988年,蘇河源等),由於地面沉降,使城市污水和雨水經常積存市區而不能及時排出,洪水和海潮災害日益加重,一些地面建築出現開裂和歪斜。天津市的地面沉降,已使海河幹流兩岸的防洪堤普遍下沉了1~2 m,加上河道淤積河身變淺的影響,海河的排泄能力已由原來的1 200 m3/s下降到400 m3/s;許多河閘也因不均勻沉降而損害,致使市區洪澇災害加重,目前天津市區以及塘沽、漢沽、大港等濱海地區的地面只高出海平面不足2 m,如果繼續沉降,將遭受海水淹沒的嚴重威脅。

地面塌陷是覆蓋型岩溶區開采地下水時最嚴重的環境地質災害。這是因為在這一地區開采(或疏干)地下水時,由於岩溶洞穴充填物和水體的排出以及鬆散蓋層中潛蝕作用的加劇,破壞了覆蓋層的穩定性而導致地面塌陷。據不完全統計,全國各地因開采地下水而引起的地面塌陷已多達800餘處。由於岩溶區的地面塌陷災害常具突發性,因此它比地面沉降災害更難以預防,危害更為嚴重。如20世紀80年代初,山東省泰安市區的地面塌陷曾使津滬鐵路的行車安全受到嚴重威脅,以致不得不投入大量資金加以整治。秦皇島市柳江盆地水源地,開采量為50 000 m3/d,水源地投產半年後,在水源地四周24 km2范圍內相繼出現地面沉降、地面開裂和總面積達28.32×104 m2的286個地面塌陷坑,使16個村莊的1 700間房舍遭到破壞。地面塌陷已是開采利用覆蓋型岩溶區地下水最主要的環境制約因素。

(二)海水入侵

在天然狀態下,沿海地區含水層中的淡水和海水保持著某種平衡狀態。但是,由於淡水的大量開采破壞了這種平衡,使海水入侵到淡水含水層,使淡水水質惡化。

早在1889年荷蘭人吉本(E.W.Ghyben)和1901年德國人赫茲伯格(B.Herzberg)分別獨立提出了相同的確定海水入侵的咸—淡水突變界面位置的計算公式,即吉本-赫茲伯格公式。在天然條件下,大陸含水層中的淡水是排入海洋的,咸、淡水體之間的平衡條件使依靠含水層中淡水體保持了比海平面更高的水頭壓力來維持的,其咸、淡水界面的具體位置,是由含水層排入海中的淡水流量來確定的,一般淡水排泄量越大,界面距海岸線越近。

吉本-赫茲伯格公式是以咸-淡水互不混溶的突變界面為基礎,但實際上,咸-淡水界面並非一個突變界面,而是一個變化著的過渡帶。只有當過渡帶厚度相對於含水層厚度很小可以忽略時,才可視為突變界面。近年來許多學者利用更為先進的溶質運移模型來研究沿海地下水的海水入侵問題。含水層海水入侵的控制方法有:限制地下淡水的開采量、實施人工回灌的注水脊、抽水槽方法和隔水牆措施等。

(三)其他環境負效應

不合理的開發地下水除引起上述明顯的環境災害外,還誘發一些不易被人們察覺而又十分重要的水環境負效應。例如:由於超量開采地下水,區域地下水位的大幅下降已使天津市沿海地區地表水體的覆蓋率由20世紀50年代的27.8%,減少到80年代的7.7%,在全區土地沙化和鹽鹼地擴大的同時,近40年以來的降水量也在波動中持續地減少,空氣濕度在持續下降,氣溫在波動中緩慢上升。如該地區70年代每5年平均升溫0.5℃,80年代每5年平均升溫0.2~0.3℃。此外,我國西北乾旱地區的許多內陸湖泊,如青海湖、博斯騰湖等皆因四周河水及地下水被大量開發引用,而使湖水水位逐年下降,湖泊面積逐年縮小。我國北方地區的岩溶大泉,因泉域內的地下水被過量抽取而面臨流量衰減以致斷流的威脅,如我國著名的泉城——濟南市,由於過量開采岩溶水,致使聞名中外的趵突泉自1974年後開始出現不定期的斷流,到降雨量較小的1989年時,該市著名的72泉全部乾涸,使以湧泉為核心的風景點黯然失色,給當地旅遊業帶來了極大損失。

(四)管理與防治措施

因地下水開采所引起的一系列正、負環境地質效應以及由其誘導而產生的環境、生態和社會經濟狀況變化的原因是十分復雜的。但多數情況下可歸結為地下水采補平衡狀態的破壞和地下水位升降的結果,因此,從技術管理上看,進行合理的水資源調蓄,優化控制地下水位顯然是進行地下水管理的最基本內容。

此外,還要針對各地區的具體情況,開展地下水天然補給的防護和人工補給的利用;抽水地點的優化和抽水量隨時空變化的設計;地下水水質保護、廢水的改良以及地表水與地下水(包括引進水和資源化水等其他水源)的聯合協調開發和利用等工作。

當然,完善的地下水管理,還必須要有健全的管理機構和合理的法律保證,只有這樣才能使用水者在從環境、經濟、技術上獲得最大效益的同時,又使生態、環境地質負效應得到最大限度的控制和改善。

三、水質污染

隨著社會經濟的發展和人口的增長,廢物的排放量也在不斷地增加。廢氣、廢水和固體廢物的排放已經嚴重地污染了空氣、地表水和地下水資源,使人類生存和發展中必不可少的寶貴水資源變得無法使用。

(一)污染來源與污染途徑

土壤和地下水中的污染來源十分廣泛,主要有工業廢水、生活污水、城市固體廢物、采礦及礦渣、農業灌溉的化肥與農葯,以及劣質水體等。其中以各種工業廢水、生活污水和城市固體廢物的污染問題最為嚴重。污染物質可以是無機物也可以是有機物。特別是人工合成有機物的污染,由於很難降解,所以給污染的治理帶來了很大的困難。

進入地下水中的污染物質一般需要通過包氣帶這個途徑。具體的污染原因和途徑大致有以下幾個方面:

(1)地表污染水體的滲入。未經處理的各種類型的廢水排放後,將造成地表水(河、湖)的污染,這些已污染了的地表水滲入地下,進入含水層,從而造成了地下水的污染。目前世界各國工業、生活廢水大量排入河流,是造成地表水體和地下水污染的主要原因。

(2)排污系統的泄漏。城市或工廠污水排放管網或儲存設施由於事故或破損,常常出現跑、冒、滴、漏現象,造成包氣帶和地下水的污染。

(3)工業、生活固體廢物的填埋。由於不合理的選址,或填埋時防護設施、方法不當,固體廢物填埋場地中的廢氣、淋濾液會對空氣、土壤和地下水造成嚴重的污染。

(4)各種石油、石油化工產品泄漏。石油、石油化工產品及其廢物多屬於非水相液體(NAPL)污染物,如城市加油站儲油罐、石油化學產品儲存場地、管網的泄漏等等。

(5)農業灌溉對地下水的污染。不合理的污水灌溉、化肥和農葯的使用不當都會導致大面積的非點源(NPS)污染。

(6)天然劣質水體的污染。由於過量開采地下水而導致地下或地表劣質水體侵入目標含水層,使地下水水質惡化。在沿海地區,過量的地下水開采會導致海水入侵。

(7)大氣污染物質通過降水滲入地下,造成土壤、地下水的污染,如酸雨和其他有害元素的污染等。

(二)污染質在地下環境中的運移作用及模擬

在地下水污染過程中,污染質往往是通過包氣帶進入地下含水層的,實際上,污染質污染地下水主要可以分為兩個過程:一是污染物質在包氣帶中以垂向運移為主的過程;另一個是污染質進入含水層後以側向運移為主的過程。

污染質在含水層中的運移受多種因素的控制,如地下水對流作用、彌散作用以及污染質與含水層介質之間的各種物理、化學和生物化學作用(表9-1)。在不同的環境下(地質條件、水文地質條件等)以及對不同的污染物質,其在含水層中運移的控制因素可以不同。表9-1中所列的各種作用,對給定污染質運移問題並不一定全部作用同時存在,可以是其中的某個或某幾個因素起主要控製作用。一般來說,地下水的對流作用普遍存在,而且對污染質的運移具有重要的影響(趙勇勝等,1994)。

目前,根據地下水污染物質在含水層介質中作用的特性把污染質分為兩大類型:保守型污染質和非保守型污染質。前者在含水層中運移時,主要作用為對流、彌散。而非保守型污染質在含水層中運移時,要與岩石介質發生各種復雜的物理、化學和生物化學作用。其在含水層中的運移非常復雜,受多種因素的影響。

(三)地下水溶質運移的MOC模型

污染質在含水層中運移的模擬模型發展很快,從一維、二維直到三維流模型,模擬的條件也越來越復雜,從均質各向同性到非均質各向異性,從保守型溶質發展到非保守型溶質等。求解溶質運移模型的方法很多,有解析法、半解析法和數值法。目前以數值法的應用比較普遍,因為它的實際應用功能強,能解決復雜條件下的溶質運移問題。

溶質運移模擬的數值法包括:有限差分法、有限單元法和邊界單元法等,每種方法各有所長。雖然目前國內外已經建立了污染質運移模擬的三維流模型,但由於地層參數獲取的困難以及數據要求等問題使之在實際應用中受到限制。目前普遍應用的仍是二維流模型。本書主要介紹目前國際上普遍使用、最為流行的溶質運移模型之一:MOC模型。

MOC模型(Method of Characteristic)是由科尼科夫(L.F.Konikow)和布萊特霍夫(J.D.Bredehoft)建立的,後經數次改進,目前已成為美國地質調查局(USGS)普遍使用的專業模型軟體,具有很強的實用功能(趙勇勝,1992)。

模型要求地下水運動符合Darcy定律;含水層的孔隙度與滲透系數不隨時間而變化;地下水流速場不受流體的密度、黏度和溫度的控制;水位和濃度在垂向上的變化可忽略不計。根據平德(Pinder)和布萊特霍夫(Bredehoft,1968)的工作,在非均質各向異性含水層中水流運動的二維流數學方程可以寫成:

表9-1 控制地下水中污染質運移的作用

——固體介質吸附的污染質濃度;

Rk——污染質增加或減少速率;

λ——放射性核素的半衰期。

聯合求解方程(9-1)和(9-2)就可得到污染質運移的結果。

(四)地下水污染的控制和恢復治理

地下水的污染具有復雜性、隱蔽性和難以恢復的特點,一旦土壤或地下水遭受了污染,那麼,恢復和凈化的過程是漫長的,而且其處理技術難度大,治理費用昂貴(Paul E.Flathman et al.,1994)。因此,預防和控制土壤、地下水的污染是非常重要的。

1.污染控制的行政手段

採用行政、法律手段對地下水的污染進行管理和控制是非常重要的,其主要內容是:

(1)建立、健全並嚴格實施有關水資源保護和防止水資源污染的法律和規定;

(2)按環境負荷對工礦企業的污水排放實行「總量控制」、「濃度控制」以及「負荷控制」。同時,鼓勵企業改進生產工藝、提高用水效率、循環用水、減少廢水排放量,實行「三廢」資源化、無害化;

(3)建立和健全統一的水資源管理和水質監測機構,並賦予它們法律上的權力;

(4)合理進行工業布局,實施地下水水質的區域和局部防護。

2.污染源控制

控制和治理污染來源是地下水污染防治的關鍵。在實際工作中,地下水的污染來源不可能全面、永久地消除,至少在目前的技術水平和經濟條件下無法達到。也就是說,人類在生產活動和生活過程中所排放的廢物(廢水、固體廢物和廢氣)不可能達到「零排放」。但是,我們可以通過各種先進的技術手段和嚴格的管理措施,對地下水水污染的污染源進行控制,以避免和減緩地下水的污染。

3.地下水污染的攔截吸附系統

地下水污染的攔截系統包括在地下水面以下開挖的攔截槽,有時在槽內設置管道。地下攔截系統原理與無限長線性排列的抽水井功能相似。這一控制系統可以用於污染滲濾液匯集,也可以用於已污染地下水的污染減緩或消除。

地下水污染的吸附系統(SSS)是指在含水層中能夠增加孔隙介質對污染質吸附能力的地帶。這些地帶可以使污染質的運移性能減少三個數量級,因此可以延緩污染質的運移和降低下游水中污染質的最高濃度。減緩污染質活動性能,有可能有充足的時間使微生物和非微生物降解發生。吸附系統中用來吸附的介質可以是天然物質(如粘土礦物等)也可以是人工材料。一般採用工程措施攔截已經被污染的地下水,使其流經一個狹窄的鋪設有吸附介質的通道(funnel and gate方法)。

4.地下水污染的其他控制工程

在某些情況下,還可以採用一些其他的工程手段來控制地下水的污染,如地下板樁、灌漿和泥漿防護牆等。

板樁方法就是採用向地下打板樁的方法來控制地下水流,以防止污染的發生。板樁可以是鋼板、木材或水泥板。通過地面重力作用,使板樁進入地下並連接起來形成一個較薄的防滲帶。

灌漿法就是把液體、泥漿或乳膠在壓力作用下注入地層。流體注入時會發生流動並占據地層空隙,但隨著時間的進行,注入的流體就會發生固化,從而導致原地層滲透能力的降低,起到阻止水流通過的作用。灌漿所用的流體一般有泥漿、水泥或者化學液體。當兩種或多種化學液體在地下混合時,就會發生反應形成凝膠而固化。常用於灌漿的物質組合有:水泥和水;水泥、岩粉和水;水泥、粘土和水;水泥、粘土、砂和水;瀝青;粘土和水;化學物質等。在水泥漿液中添加不同的物質可以改變漿液的某種特性,如添加氯化鈣、氫氧化鈉、硅酸鈉可以加快凝固時間;添加石膏等可延長凝固時間;加入膨潤土粉則可以增加漿液的塑性,降低其收縮性;加入粘土、岩粉可以降低成本,但使其強度有所下降。最常見的灌漿方法有兩種:一種是分段灌注方法,即鑽進到一定深度然後停鑽進行灌注,灌注完畢後清理鑽孔再繼續鑽進,然後再灌注、清孔、鑽進,如此重復進行,直到灌漿達到預定地層深度為止;另一種方法是先鑽進到預定深度,然後選擇灌漿層位分層從下往上進行灌注。灌漿防護系統設施首先要考慮的就是漿液的組成。而採用什麼樣的漿液取決於地層岩性、污染性質、污染時間以及施工建設時間等。灌漿方法用於建築工業已有一百多年的歷史,如用來增加基礎承載力或灌注防止地下水滲漏壩等。但這一方法用於地下水污染的控制則是近年來的事。該方法只適用於具有一定孔隙大小的地層,較高的地下水位和地下水流速都不利於這一方法的應用。

泥漿防護牆可以用來防止地下水的污染或用來控制已經污染了的地下水的運動。該方法包括圍繞某一地帶開挖溝槽,然後充填隔水物質。防護牆既可以設置在廢物場地的上游以防止地下水的流入,也可以圍繞整個場地布置,以避免已污染的地下水向外流動。

5.地下水污染的恢復治理

已污染了的地下水的恢復和治理是水文地質學一個新的研究領域,也是目前國際上專家學者們研究的熱點和前沿。恢復治理技術有:氣提、污染土壤氣體提取、碳吸附、化學氧化、抽取-處理、微生物處理等。

對於已經遭受污染的含水層的恢復和治理是一個非常復雜和緩慢的過程,需要投入大量的人力、物力和財力。目前,雖然對地下水污染恢復治理的研究比較重視,但由於上述問題的復雜性,使恢復治理的效果有限。如美國和歐洲一些國家在污染地下水恢復治理上投資巨大,但未能取得預期的效果。所以,對已污染的地下水的恢復治理無論在理論上還是在方法技術上都期待著未來的發展和突破。實際上解決地下水污染問題的最佳方式是預防,因為一旦含水層遭受了污染,恢復和治理是非常困難的。

⑵ 水文地質學的研究對象與任務

水文地質學是研究地下水的科學。地下水主要是指賦存於岩石空隙中的專水。

水文地質屬學的任務是研究地下水的賦存、形成條件、水量和水質時空的變化規律,同時還研究如何合理地開發利用地下水,以及水與環境之間相互關系的一門學科。

水文地質學是一門綜合性的自然學科,按其知識內容和用途,可將其分為:水文地質學基礎理論;水文地質學應用理論;地下水勘察技術理論與方法;地下水資源管理理論。

按學科體系,水文地質學目前已形成了若干分支學科。如:研究地下水的形成、埋藏、分布規律及其物理性質和化學成分的科學稱為普通水文地質學(或稱水文地質學基礎);研究地下水運動理論的科學稱為地下水動力學;研究地下水化學成分的形成、分布和水化學規律的科學稱為水文地球化學;研究區域地下水形成規律的科學稱為區域水文地質學等。結合各種專門目的的水文地質學分支正在不斷形成,其中較成熟的有供水水文地質學、礦床水文地質學、古水文地質學、同位素水文地質學等。隨著水文地質學的服務與研究領域不斷擴展,水文地質學必將產生一些新的分支。

⑶  弱透水岩層的水文地質學

低滲透性或稱弱透水岩層水文地質學屬水文地質學的一門基礎性學科分支,理論性和方法試驗要求較高,難度也較大,是目前水文地質學研究的前沿。

低滲透性岩層的水文地質研究近年來獲得了前所未有的重視和發展,這與高放射性核廢料儲存,世界能源結構核能比重的增加有密切關系。研究的中心問題是在低滲透性岩石中地下水的流動與溶質(放射性物質)傳輸,包括野外研究、室內試驗、野外大型現場試驗、參數求取、數值模擬等。這類岩石有結晶岩、粘土及蒸發岩等。目前以北美與歐洲各國研究程度較高。最近10年來的國際地質大會論文也反映了這種現狀,在第30屆國際地質大會上也是美、加、法、比、西班牙、丹麥等國論文居多。

美國學者研究了沉積盆地中液相運移的古水文地質條件和形成一些有價值的礦產資源,討論了沉積盆地中地壓的形成和演變以及非均質岩石中低滲透率K與岩石結構的空間變化關系。他們還進行了低導岩石水力性質的野外測定,甚至在凝灰岩地區建立試驗站。當然這種試驗難度是較大的。當前研究裂隙岩水力特性的最新進展主要是把地質的和地球物理的方法結合起來建立三維流模型。德國進行了在低滲透性粘土層中水流線的觀測試驗。

關於低滲透性結晶岩需要進一步研究的水文地質問題,美國Chin-Fu Tsang指出有5個:①測試方法。由於裂隙水流比岩石基質的水流大幾個量級,因此不能採用常規抽水試驗。通常用注水試驗和壓力下降試驗,並發展了測量低水流速度的技術。現仍需要在岩石裂隙的力學性(張開或閉合)和注入水壓力關系方面進行研究,包括有效地測定裂隙的水力傳導率。②野外試驗解析技術。低滲透性裂隙介質的水力傳導率空間上變化很大,應研究對野外井試數據進行仔細的解析和復核方法。③物理作用過程。在低滲透性介質中除已知的一些作用過程外,還應附加4個影響因素:一是單一裂隙的縫隙變化;二是通道水流或集中水流的存在;三是示蹤劑在基質中的擴散作用,這是個緩慢過程;四是耦合的熱-水機械作用,導致裂隙的開啟或閉合,從而改變水力傳導率。對這些作用過程雖有不同程度的了解,但在模型研究中的技術處理仍在發展之中。④模擬技術。一般採用裂隙網路模型和隨機連續模型。如何用隨機模型了解野外試驗,校正參數,模擬物理現象還存在問題。⑤預測模型戰略。對地質建造中與溶質流動和傳輸有關的水文作用,包括彌散及其比例關系、基質擴散、通道水流和密度驅動流問題尚不清楚,與預測模型有關的科學問題,包括如何獲得適當的邊界條件以及有關系統的長期方案(時空變化);如何掌握地質系統的非均質性;如何開發該系統的概念模型,如何將與有效數據一致的概念模型結合在一起等正在研究中,目前還缺乏對104a情況進行預測研究的經驗。

⑷ 水文地質學流網問題 請問第6題怎麼繪制流網 謝謝

提高胃幽門的收縮力,使膽汁不會返流,通常被認為是比較難的問題.因為,五臟六內腑是不太容易鍛容煉的.根據我們老祖宗的和進行鍛煉,效果會比較好.具體方法是:1.兩腳開裂,以肩寬站立。2.兩手指尖相對,手心向上,放於腹部;3.雙手慢慢上移到胸部,同時,吸氣,蹬腿,提腳跟。停頓。4.翻轉掌心向下,向下移手到腹部,同時,呼氣,放鬆腿部,落腳跟。停頓。5.掌心向下,上抬雙手到眉齊,翻轉掌心向上,上推雙手;同時,吸氣,蹬腿,提腳跟。停頓。6.雙手慢慢放下,同時,呼氣,放鬆腿部,落腳跟。停頓。每天做12次。

⑸ 水文學(或水文地質學)相關問題!

請注意,水文學和水文地質學可不是一個范疇啊,水文學主要是針對地表水,水文回地質學是針對地答下水。水文地質學我比較了解,《水文地質學基礎》可看,但是我強烈推薦你看一些介質方面的書籍,如《構造地質學》《地質學》等。其次,水文地質學本身是一門交叉學科,單獨的水文地質服務功能太弱,你必須結合其他學科才能有所發展,比如說,專門水文地質學,環境水文地質學(目前的專門水文地質學還沒有單獨列出環境水文地質學,只是強調了礦床水文地質和找水水文地質)等。

⑹ 水文地質學能解決環境工程專業的哪些問題

環境工抄程學專業主要襲課程:
無機化學、有機化學、分析化學、環境微生物學、物理化學、水力學、工程力學、測量學、畫法幾何、水文地質學等專業基礎課。專業課設有水處理工程、大氣污染控制、汽車營銷與銷售、環境雜訊控制、結構振動控制、固體廢物處理與處置、給排水管道工程、環境評價、環境監測、環境經濟、環境規劃、環境管理等。為培養學生創新能力和實踐能力,設置了環境微生物學實驗、環境監測實習等實踐性教學環節。

⑺ 環境水文地質學的誕生

環境問題的研究,已是當前世界各國十分突出的一個問題。環境水文地質學的誕生和發展是和環境地質學的誕生和發展緊密相關的。可以說,從20世紀60年代初期出現環境地質學起,就開始有了環境水文地質學的雛形,嚴格地說,它是環境地質學的一個分支。

環境地質學的含義和研究范疇,不同學者有其不同的見解。最早使用「環境地質學」這個名詞的是1962年Tames E.Hackett,他認為「環境地質學是研究和使地質學達到協調和完善狀況的一個新方向」。Peter T.Flawn則認為「環境地質學是研究城市、鄉村和原始地區人類土地利用的全過程,它包括自然資源的尋找和開發、廢物的處理、塊體運動和構造運動的效應、地球物質組分對人體健康的影響效應。它涉及到陸地、海洋和大氣圈,甚至由於地球人口和工業的集中,產生巨大的熱柱和煙柱的效應,都可以應用環境地質這個名詞」。Willian J.Wayne和Flawn等在1968年和1970年相繼提出:「城市地質學一詞與環境地質學實際上是同義詞」,「城市地區是公認的環境地質學最重要的焦點」等。但是,與此同時,也有學者持相反的意見,如Gordon B.Oakeshott(1970)認為「環境地質是一種荒謬的名詞」,「所有地質學都是環境的……」。

不論各位學者的看法如何,環境水文地質學作為環境地質學的一個分支,它的發生與發展是和世界人口的增加、城市化程度的迅速增長、特別是為供水目的過量抽取地下水而導致的地面沉降、含水層枯竭、水質惡化等一系列環境水文地質問題的發生與發展過程密切相關。而且,目前環境水文地質學涉及的研究范圍已遠遠超過了岩石圈和水圈而延伸到大氣圈和生物圈,並和人類賴以生存的社會、環境、生態和經濟等密切聯系。

近二三十年來,該學科在我國發展迅速。原地質礦產部曾先後於1979年10月和1983年3月分別在西安和杭州召開了北方與南方地區有關環境水文地質的經驗交流會,著重討論了我國各地地下水的污染現狀、成因、形成機理與環境質量評價等問題。又如,1979年在北京召開的「地下水人工補給」學術討論會;1980年在上海召開的「全國地面沉降」學術研討會;1982年11月在重慶召開的水文地球化學學術討論會等。總之,從20世紀80年代初至今有關環境水文地質專題研究的各種學術會議很多。在科學研究方面,自我國「八·五」科技攻關以來,每次攻關規劃都有環境水文地質科學研究的項目。近幾年,我國進行西部大開發,更是明確的以生態環境研究為重點。所有這些,都充分反映了我國環境水文地質學在20世紀已經進入了一個嶄新的發展階段。

應該著重指出的是,在我國環境水文地質學科的建立和發展過程中,陳夢熊院士有很大的貢獻。他於1984年發表的「環境水文地質問題與環境水文地質學」(水文地質工程地質選輯20,地質出版社)一文中,在我國首次提出了環境水文地質這一新學科,繼而,他又在1985,1990,1995和1996年陸續發表了一系列文章,論述了關於環境水文地質學這一新學科的基本概念、學科分支、研究內容與方法等。這些思想觀念和理論基礎,已被不少院校的教科書和有關論著所引用,影響深遠。

目前,環境水文地質學根據其研究的內容和方法,在我國已形成了不同的環境水文地質學分支。如資源環境水文地質學、污染水文地質學、病理環境水文地質學、工程水文地質學、生態環境水文地質學(陳夢熊,1985年)等,這在1987年7月第28屆國際地質大會以來的歷屆地質大會的有關環境地質分會的內容上都有反映。

總之,環境水文地質學是一門應用地質科學,是研究天然和人為作用下,由於環境水動力作用和水文地球化學作用變化所造成的環境水文地質問題。如,土壤鹽鹼化、森林退化、水污染、海水入侵、地面沉降、水源枯竭等有關環境地質副作用的發生、發展的物理、化學過程及其計算機模擬和預測;從水文地球化學和水文地質動力學原理出發,環境水文地質學還研究水和岩石相互作用的機理以及人類和自然交替作用過程中水文地質環境保護的措施;研究向地球索取更多優質水的方法和措施等。這些研究既包括水資源合理開發利用的一系列水動力學和水化學的理論和方法研究,也包括與海水入侵、污水處理等有關的一套工程技術,如污水的化學、物理化學、微生物化學和生物工程等的處置方法和措施的研究。

環境水文地質研究的目的是為了改造環境,以達到控制和消除有害作用,保護和合理利用地下水資源,使其有利於人類生存和發展生產的目的。其研究的范疇應包括各種水資源,如大氣降水、地表水、地下水以及再生水、資源化水等的形成發展、演化的機制和治理對策,以及與大氣圈、岩石圈、生物圈之間的相互影響,相互制約的內在聯系的研究。顯然,在當前全世界面臨水資源短缺和環境惡化的形勢下,環境水文地質工作及其學科發展的前景必定越來越寬闊。

⑻ 水文地質學發展概況及展望

水文地質學是一門比較年輕的自然學科,它是人們在不斷利用地下水資源,以及同地下水危害作斗爭的過程中逐步發展起來的。隨著生產的發展,水文地質學在20世紀的20~30年代,才成為一門獨立的學科。

我國是世界上最早利用地下水的國家之一,早在5000多年前就知道鑿井取水。大約在3000多年以前,我國農業已有相當發展,有關利用地下水的記載已很多。先秦的《擊壤歌》中說:「日出而作,日入而息,鑿井而飲,耕田而食。」說明當時已有了鑿井利用地下水的知識。2500多年前,我們的祖先就已經知道利用土壤及植物的各種標志來尋找地下水,並推斷地下水的埋藏深度及水質好壞。在秦代,在四川自貢,人們用竹製工具在堅硬基岩中鑿井深達百餘米取鹵水煮鹽,這是世界上最早的自流井,比法國的自流井利用要早1500年。事實充分說明,我國古代勞動人民在生產實踐中積累了豐富的地下水知識。

在國外,水文地質學首先是在歐洲發展起來的。17世紀,歐洲資本主義興起,新的生產關系有力地促進了生產力的向前發展,18世紀60年代的工業革命,更促進了科學技術的發展,至此,人們通過廣泛的試驗及觀測,有關地下水的形成、運動等理論,與所有自然科學一樣逐步建立起來。直到20世紀初,由於近代自然科學的發展,使水文地質學發展成了一門綜合性學科。

新中國成立以後,隨著國民經濟的恢復和第一個五年計劃的提出,對水文地質工作提出了迫切的要求。如新建和擴建城市的供水,礦山的排水,以及一些水利工程建設中的許多水文地質問題等。為此,我國在新中國成立後的五六年內,迅速地建立了水文地質學科,培養出了新中國第一代水文地質工作者。隨著建設事業的發展,這支隊伍不斷發展壯大。廣大水文地質工作者結合我國各項建設事業開展了地下水的科學研究,如地下水的形成條件,水量評價及水質研究,地下水動態長期觀測工作等。到20世紀60年代初,我國水文地質工作者在地下水形成、地下水運動、地下水化學以及地下熱水等方面的研究都有許多創見,為城市、工礦企業、農業、鐵路等供水,礦山及工程建築等地區的排水,許多水利水電建設,水化學找礦等,提供了水文地質資料,保證了國民經濟各部門的發展。20世紀70年代初,特別加強了山區水文地質工作,開展了對裂隙水及岩溶水的調查研究,廣泛地將地質力學的理論應用到找水工作中來,為山區地下水的普查和勘探做出了貢獻。另外,在全國范圍內進行了不同比例尺的區域水文地質普查工作。1995年以來,實施了西北地區找水特別計劃和西南貧困岩溶山區扶貧找水計劃。2001年和2002年,又分別實施了西部嚴重缺水地區地下水緊急勘察工程和地下水勘察示範工程。「十五」計劃期間,在全國開展了新一輪地下水潛力調查工作,建立了全國主要地下水系統空間資料庫。隨著水資源短缺和環境惡化等問題的出現,自20世紀80年代中期開始,我國開展了地下水資源管理工作。目前,地下水資源管理已從單純水力模型發展到經濟管理模型、地下水與地表水聯合調度管理模型等。

在水文地質研究方法和技術手段方面,20世紀50年代,一些科學技術發達的國家,普遍採用了現代化的手段來研究水文地質問題,先後出現了電網路模擬、數值模擬等計算手段。20世紀60年代,同位素技術開始用於解決某些水文地質問題。隨後,數學地質方法與遙感技術(RS)也開始引入水文地質學。近年來,能夠有效處理大量空間信息的計算機軟體系統———地理信息系統(GIS),以及全球定位系統(GPS)技術,已逐步廣泛地被應用到水文地質工作中。水文地質的研究手段正在向多樣化、綜合化方向發展,新理論和新技術的應用,會使水文地質研究向信息化、數字化邁進。

綜上所述,水文地質學以1856年達西定律的建立為標志,在150年的時間里得到了迅速發展。關於當代水文地質學的發展趨勢,張人權等人提出以下看法:①核心課題轉移:找水水文地質學→資源水文地質學→生態環境水文地質學。②研究視野擴展:含水層的局部→整個含水層→地下水系統→水文系統→生態環境系統→技術-社會系統。③研究目標改變:由局部性的問題轉向全局性的課題,由當前的問題轉向長期的可持續發展課題,由解決具體生產問題,轉向構建人與自然協調的、良性循環的地下水系統、水文系統、地質環境系統與生態系統。④研究內容擴展:從地下水的水量研究為主,轉向水量與水質的研究並重;從狹義地下水(飽水帶水)的研究,擴大到廣義地下水(含飽水帶與包氣帶水),乃至地下水圈的研究。⑤研究思路的改變:對現象的規律性為主的研究,已經不能滿足需要,要求從成生角度,加強過程與機理研究的比重。⑥多學科交叉滲透成為主流:傳統意義上純粹的水文地質學正在消亡,地下水科學與其他自然科學以及社會科學交叉滲透,以多學科方式研究與處理問題,正在成為主流。⑦服務方式轉變:水文地質學的服務對象大大擴展,服務方式發生了很大改變,如何使水文地質工作成果轉化為生產力,已經成為一個急需解決的重大課題。

復習思考題

1.水文地質學研究的對象、任務是什麼?

2.水文地質學在國民經濟建設中的作用如何?與水文地質相關專業的學生為什麼應掌握水文地質學的基本理論知識和技能?

3.試說明地下水的功能。

⑼ 為什麼水文地質學家的信息在網上很難找到

目前來說水文地質學家沒有一個明顯的評判的標准,通俗點就是水文地質學家只版是別的類的「家」衍生而來權,沒有一個定量的標准。建議需要找水文地質學類的去華夏土地論壇找,對我們這個行業來說是比較正規的,必須要有邀請才能注冊,需要的話留個方式,拉你一下。望採納!

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