水文地質(zhì)學(xué)發(fā)展歷史

  “水文地質(zhì)學(xué)”這一術(shù)語(yǔ)，雖然早在19世紀初，就在歐洲被正式提出來(lái)，但真正成為地質(zhì)科學(xué)中一門(mén)比較完整、系統的獨立學(xué)科，祗是本世紀30－40年代的事。特別是第二次世界大戰結束以后，隨著(zhù)地質(zhì)科學(xué)的迅速發(fā)展，西方許多（包括前蘇聯(lián)）對地下水的研究，開(kāi)始在地質(zhì)科學(xué)的基礎上（如地層學(xué)、巖石學(xué)、構造地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)、地球物理學(xué)等），和其他一系列基礎自然科學(xué)（如數學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等）以及水文科學(xué)相互結合，相互滲透，逐漸發(fā)展成為一門(mén)跨學(xué)科的綜合性邊緣學(xué)科。水文地質(zhì)學(xué)從研究地下水的自然現象、形成過(guò)程和基本規律，發(fā)展到對地下水的定性、定量評價(jià)；它的基本理論，勘察方法和應用方向，也逐步形成。從70年代以來(lái)，水文地質(zhì)學(xué)又從地下水系統的研究，進(jìn)一步擴大為研究地下水與人類(lèi)圈內由資源、環(huán)境、生態(tài)、技術(shù)、經(jīng)濟、社會(huì )組成的大系統。因此水文地質(zhì)學(xué)的研究目標，開(kāi)始轉入到研究整個(gè)水系統與自然環(huán)境系統和社會(huì )經(jīng)濟系統之間相互交叉關(guān)系的新時(shí)期。

 

  我國對地下水的認識和開(kāi)發(fā)利用，雖具有數千年的悠久歷史，但真正運用地質(zhì)科學(xué)的理論與方法，進(jìn)行地下水的調查研究，僅開(kāi)端于30年代。如老一輩的地質(zhì)學(xué)家朱庭祜，謝家榮等，曾于這一時(shí)期分別到過(guò)江西、河南及南京等地區進(jìn)行地下水的調查研究，并著(zhù)有論文或報告。但水文地質(zhì)學(xué)，作為地質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域內一門(mén)獨立的應用地質(zhì)學(xué)科，是在50年代新中國成立后才迅速發(fā)展起來(lái)的。

 

  作者曾把我國水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展歷史，劃分為四個(gè)階段，即：①萌芽階段（20前紀前）；②初始階段（1900－1950年），開(kāi)始應用地質(zhì)學(xué)的基本理論研究地下水；③奠基階段（1950－1970年），主要有前蘇聯(lián)學(xué)術(shù)思想影響下，奠定水文地質(zhì)的理論基礎，是區域水文地質(zhì)學(xué)與農業(yè)水文地質(zhì)學(xué)的開(kāi)創(chuàng )時(shí)期；④成長(cháng)時(shí)期（1970－2000年），是水資源水文地質(zhì)學(xué)與環(huán)境水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展時(shí)期，主要受西方科學(xué)技術(shù)思想影響，如系統論、系統工程、計算機技術(shù)等新理論、新技術(shù)的輸入，使我國的傳統水文地質(zhì)學(xué)，發(fā)展到一個(gè)以研究水資源與環(huán)境問(wèn)題為重點(diǎn)的現代水文地質(zhì)學(xué)。

 

  二、50年代――區域水文地質(zhì)學(xué)的開(kāi)創(chuàng )時(shí)期

 

  50年代地質(zhì)部成立以后，各省的水文地質(zhì)專(zhuān)業(yè)隊伍和有關(guān)的研究機構以及地質(zhì)院校等也先后建立；這為水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展，創(chuàng )造了必要的條件。當時(shí)長(cháng)春地質(zhì)學(xué)院蘇聯(lián)專(zhuān)家克里門(mén)托夫教授，結合講學(xué)編者了《水文地質(zhì)學(xué)》、《水文地質(zhì)學(xué)概論》、《普查與勘探水文地質(zhì)學(xué)》、《地下水動(dòng)力學(xué)》、《礦床水文地質(zhì)學(xué)》、等教材，成為我國最早的一批水文地質(zhì)專(zhuān)業(yè)教科書(shū)。前蘇聯(lián)新的理論，還通過(guò)許多著(zhù)名學(xué)者的著(zhù)述，不斷輸入中國。如朗格關(guān)于區域水文地質(zhì)分區理論，卡明斯基關(guān)于地下水的滲流理論，普洛特尼柯夫關(guān)于地下水儲量分類(lèi)與評價(jià)，列別捷夫關(guān)于灌區地下水動(dòng)態(tài)預測，以及奧弗琴尼柯夫關(guān)于礦水方面的專(zhuān)著(zhù)等，對我國水文地質(zhì)科學(xué)的發(fā)展，都產(chǎn)生了深遠的影響。

 

  各國水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展都是從區域水文地質(zhì)的調查研究開(kāi)始，我國也不例外。從50年代中期起，我國有計劃地在全國開(kāi)展區域水文地質(zhì)普查，推動(dòng)了區域水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展。1958年編制出版第一幅比例尺1：300萬(wàn)中國水文地質(zhì)圖和第一本專(zhuān)著(zhù)《中國區域水文地質(zhì)概論》，1959年為紀念建國十周年，出版了我國第一本利用本國資料編著(zhù)《實(shí)用水文地質(zhì)學(xué)》。1957年正式出版發(fā)行我國第一種《水文地質(zhì)工程地質(zhì)》刊物。這一時(shí)期發(fā)表了許多有關(guān)中國水文地質(zhì)分區、中國潛水分帶規律、中國的自流盆地，以及有關(guān)華北平原，松遼平原、關(guān)中平原、內蒙古高原、河西走廊，柴達木盆地、準噶爾盆地、塔里木盆地等的區域水文地質(zhì)論文或專(zhuān)著(zhù)。因此50年代是我國區域水文地質(zhì)學(xué)的開(kāi)創(chuàng )時(shí)期。70～80年代除少數困難地區外，我國區域水文地質(zhì)普查基本完成，并開(kāi)始轉入重點(diǎn)經(jīng)濟發(fā)展區，如黃淮海平原、濟徐淮地區、長(cháng)江三角洲、東北經(jīng)濟區等地區，開(kāi)展區域地下水資源與環(huán)境水文地質(zhì)評價(jià)的調查研究，完成了許多重要研究成果。

 

  在區域水文地質(zhì)普查資料的基礎上，從60年代起，我國中小比例尺水文地質(zhì)圖編圖工作迅速發(fā)展，并創(chuàng )立了一套具有本國特色的水文地質(zhì)圖編圖方法，編制出版了許多按省、市或按地區編制的圖幅、圖系或圖集。其中1978年出版的《中華人民共和國水文地質(zhì)圖集》，基本上系統地反映隱國從50年代以來(lái)，區域水文地質(zhì)工作的主要成果。在此以后，北京、河北、遼寧等省市，也都編制出版了本地區的水文地質(zhì)圖集。     80年代以來(lái)，在普查資料基礎上，還開(kāi)展了許多專(zhuān)題研究，如四川、湖南等省對紅層裂隙水的研究，中國玄武巖裂隙孔洞水的研究，黃土地下水的研究，以及北方巖溶水的研究等，均已取得重要成果。此外，在普查工作中普遍應用了遙感技術(shù)，在系統總結大量遙感資料的基礎上，編制出版了《北方遙感水文地質(zhì)應用文集》，同時(shí)還編制了《北方典型遙感水文地質(zhì)圖像集》與《中國巖溶地區典型遙感水文地質(zhì)圖像集》，促進(jìn)了我國遙感水文地質(zhì)的發(fā)展。以上大量成果，為創(chuàng )建我國的區域水文地質(zhì)學(xué)，奠定了良好基礎。

 

  三、60年代――農業(yè)水文地質(zhì)學(xué)的開(kāi)創(chuàng )時(shí)期

 

  60年代，由于在華北開(kāi)展大規模的抗旱打井運動(dòng)，成為農業(yè)水文地質(zhì)學(xué)的開(kāi)創(chuàng )時(shí)期。針對農田供水與鹽土改良兩項任務(wù)，開(kāi)展了大量的調查研究，編制了大量圖件，為北方地區發(fā)展井灌，實(shí)行農田水利化，做出重要貢獻。70～80年代又進(jìn)一步開(kāi)展許多主要為發(fā)展農業(yè) 服務(wù)的專(zhuān)題研究，如黃、淮、海平原旱、澇、鹽等自然綜合治理的研究，河南商丘地區潛水資源與人工調蓄的研究，河套平原和銀種平原關(guān)于水鹽均衡和鹽土治理的研究，以及河西走廊地下水合理開(kāi)發(fā)利用的研究等，為農業(yè)水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展奠定基礎。

 

  長(cháng)期以來(lái)地質(zhì)部門(mén)對土壤水的研究是一個(gè)薄弱環(huán)節，而土壤水研究是促進(jìn)農業(yè)增產(chǎn)與建立節水型農業(yè)體制的關(guān)鍵。從70年代到80年代，隨著(zhù)許多均衡試驗場(chǎng)的建立，以及負壓計、中子儀等新的測試技術(shù)的引進(jìn)，促進(jìn)了包氣帶土壤水運移規律的研究。河南水文地質(zhì)總站與有關(guān)部門(mén)合作，通過(guò)“四水”轉化關(guān)系的機理研究，對土壤水運移機理進(jìn)行系統分析，并通過(guò)田間作物的觀(guān)測試驗，應用土壤水分運動(dòng)通量法和定位通量法，計算了有植被條件下的降水入滲量、蒸發(fā)量以及其他有關(guān)數據，建立了“四水”均衡模型，證明在“四水”相互轉化關(guān)系中，土壤水起著(zhù)重要的調蓄作用與相互制約作用。這對如何充分發(fā)揮土壤水的功能，提高作物用水效率，和建立節水型農業(yè)，具有重要的實(shí)際意義。

 

  零通量面法是近期國外發(fā)展起來(lái)的一種研究土壤水補給，損耗和均衡的田間試驗新方法；對研究土壤水分運動(dòng)，有重要的實(shí)用價(jià)值。它采用測量土壤含水量和土壤水勢的先進(jìn)技術(shù)，方法簡(jiǎn)便；與數學(xué)模擬方法或地中滲透儀測試方法相比，具有經(jīng)濟、區域代表性強、設點(diǎn)推廣容易等優(yōu)點(diǎn)。不久前水文地質(zhì)工程地質(zhì)研究所完成了專(zhuān)著(zhù)《零通量面方法應用基礎研究》，系統地論述了零通量面的基本原理，形成規律及其計算方法。研究工作采用物理模擬試驗和田間試驗相結合的方法，提出了零通量面法的應用范圍以及零通量面法與定位通量法的聯(lián)合運用法；并建立了改進(jìn)型定位通量法，提出零通量面法與改進(jìn)型定位通量法，聯(lián)合運用等各種不同的計算方法。這為今后開(kāi)展土壤水的研究，創(chuàng )造了有利條件，對發(fā)展我國農業(yè)水文地質(zhì)學(xué)，也能起到重要作用。     四、70年代――環(huán)境水文地質(zhì)學(xué)的開(kāi)創(chuàng )時(shí)期

 

  隨著(zhù)城市建設和工業(yè)建設的迅速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，城市水資源的供需矛盾與相應發(fā)展的環(huán)境問(wèn)題日趨嚴重。因此從70年代到80年代，各省都開(kāi)展了主要為城市和工業(yè)建設服務(wù)的水文地質(zhì)工作。也可以說(shuō)，這是我國城市水文地質(zhì)學(xué)的開(kāi)創(chuàng )時(shí)期。雖然早在50年代，北京、西安、包頭、太原等城市，就已進(jìn)行過(guò)水源地的勘察研究，但當時(shí)主要局限于水資源評價(jià)，而當前城市水文地質(zhì)研究的目標，不僅要查明城市區域水文地質(zhì)條件，對地下水資源做出評價(jià)，而且還要分析研究水質(zhì)污染與地下水大量開(kāi)采所引起的各種負環(huán)境效應，如海水入侵、地面沉降、巖溶塌陷等地質(zhì)災害。

 

  從70年代開(kāi)始，大多數大中城市，開(kāi)展了城市地下水污染現狀的調查，包括污染源、污染途徑、污染成分、污染程度、分布范圍、發(fā)展趨勢等等。80年代在

 

  污染現狀調查的基礎上，進(jìn)一步開(kāi)展了地下水污染機理的研究、包括污染物質(zhì)的運轉、累積、轉化與自?xún)暨^(guò)程、特別是污染物質(zhì)的機械滲濾作用，物理化學(xué)吸附作用，離子交換作用，濃縮或稀釋凈化作用，以及放射性元素的衰變作用等的研究。

 

  研究工作普遍采用了室內模擬試驗等新方法。例如呼和浩特市所進(jìn)行的地下水硝酸鹽氮污染機理與防治對策的研究，運用多種模擬試驗，研究三氮在包氣帶介質(zhì)環(huán)境中的行為過(guò)程，深入分析砂化與反硝化作用的主要影響因素。通過(guò)微生物檢驗和生物化學(xué)的研究，認為硝酸鹽氮的污染機理，主要是以硝化作用為主的生物化學(xué)反應過(guò)程，證明硝化菌在三氮轉化中占有重要地位，是硝化反應中的主要影響因素。生物化學(xué)作用在污染機理研究中，是我國的一個(gè)薄弱環(huán)節，這項成果，是對生物化學(xué)作用研究的一個(gè)突破。此外，如上海地下水As污染研究，北京關(guān)于地下水硬度變化機理的研究等，都進(jìn)行了大量室內模擬試驗，大大提高了研究水平。西安進(jìn)行的污灌現場(chǎng)入滲試驗，以及濟寧水質(zhì)模擬研究所進(jìn)行的彌散試驗，均取得良好效果，查明了污染物的運移、富集規律，為選擇污染治理對策，提供了科學(xué)依據。

 

  為了預測水污染的發(fā)展趨勢，并進(jìn)行合理控制，近年來(lái)水質(zhì)模型的研究，也已取得很大進(jìn)展。1984年完成的《山東濟寧地下水水質(zhì)模擬及其污染趨勢預測的試驗研究》，是我國最早的一項水質(zhì)模型研究，起到了帶頭示范作用。以后石家莊、新鄉、平頂山等城市，對地下水管理模型的研究，都在建立水量模型的同時(shí)，建立了研究溶質(zhì)運移的模擬模型。在計算方法上，普遍采用了有限元或有限差分等數值法，從而提高了參數的精度和計算結果的可信性與可靠性。      許多城市開(kāi)展了地下水的環(huán)境質(zhì)量評價(jià)，并已逐漸由單項有害離子評價(jià)，進(jìn)入到綜合評價(jià)；由單項環(huán)境因素評價(jià)，進(jìn)入到綜合因素評價(jià)；從現狀評價(jià)，發(fā)展到趨勢評價(jià)；由數理統計分析，發(fā)展到污染預測和建立水質(zhì)數學(xué)模型。各種評價(jià)方法，如綜合指數法、概率統計法，以及聚類(lèi)分析法（包括模糊聚法與系統聚類(lèi)法）。均得到普遍應用。在模型研究方面，王秉忱等編著(zhù)的《地下水污染與地下水水質(zhì)模擬》及朱學(xué)愚編著(zhù)的《地下水運移模型》，為研究水質(zhì)模型奠定了理論基礎。林學(xué)鈺等編著(zhù)的《地下水水量模擬及管理程序集》，簡(jiǎn)明論述了建立各種模型的技術(shù)方法與求解過(guò)程，詳細羅列了計算程序與使用指南，為開(kāi)展水質(zhì)模擬和預測研究，提供了有利工具。

 

  與此同時(shí)，由于地下超量開(kāi)采所造成的各種負環(huán)境效應，如水量枯竭、水質(zhì)惡化、海水入侵、地面沉降、巖溶塌陷，以及生態(tài)環(huán)境惡化等，也都成為環(huán)境水文地質(zhì)工作中的重要研究?jì)热?。有些城市通過(guò)管理模型的研究，對地下水過(guò)量開(kāi)采問(wèn)題，提出了調整開(kāi)采布局或采取人工補給等措施的新方案。在海水入侵研究方面，山東萊州、龍口地區建立了三維咸淡水界面運移數學(xué)模型。北海市在模型研究中，對多層承壓含水層的海底邊界問(wèn)題，提出“等效邊界”的新概念，解決了模型計算問(wèn)題。上海地面沉降通過(guò)長(cháng)期研究，基本得到控制；80年代又通過(guò)與比利時(shí)專(zhuān)家的合作建立了水動(dòng)力模型與土力學(xué)模型相結合的三維沉降模型，取得新的進(jìn)展。此外，對巖溶塌陷以及西北地區生態(tài)環(huán)境惡化等方面，都完成了許多重要研究成果。

 

  80年代我國參加國際水文計劃（IHP）關(guān)于《水資源開(kāi)發(fā)的環(huán)境效應與管理》的研究課題，負責其中地下水部分。該課題系統總結了地下水開(kāi)采過(guò)程中，有關(guān)過(guò)量開(kāi)采、水質(zhì)惡化、海水入侵以及地面變形等各類(lèi)負效應的基本原理、形成機制、治理措施與模型研究，突出反映了我國許多地區的典型研究實(shí)例。這項成果已于1988年由國際水文科學(xué)協(xié)會(huì )公開(kāi)出版，獲得國際上的較高評價(jià)。

 

  在環(huán)境水文地球化學(xué)研究方面，從區域水文地球化學(xué)的研究，逐漸轉入環(huán)境地球化學(xué)與人體健康和疾病關(guān)系的研究，已經(jīng)形成醫學(xué)環(huán)境地球化學(xué)新的學(xué)科體系。我國從60年代以來(lái)，就對克山病、高氟病等地方病的形成機理與防治措施，進(jìn)行了深入研究，取得了重要進(jìn)展。近年來(lái)又擴大到心血管、腦血管病，以及癌癥等疾病與水文地球化學(xué)關(guān)系的研究，特別在癌癥研究方面有所突破。通過(guò)多年來(lái)所累積的大量資料，科學(xué)出版社出版了《中華人民共和國地方病與環(huán)境圖集》，吉林、內蒙、云南、甘肅省等，自治區也出版了相應的圖集，較好地反映了各類(lèi)地方病的環(huán)境水文地球化學(xué)背景。

 

  為了滿(mǎn)足有關(guān)院校教課的需要，1990年以來(lái)我國已先后出版三本作為高校教材用的《環(huán)境水文地質(zhì)學(xué)》，雖然內容還不夠完善，但反映環(huán)境水文地質(zhì)學(xué)，已在我國發(fā)展成為水文地質(zhì)學(xué)科中一門(mén)獨立的分支學(xué)科。

 

  五、80年代――水資源水文地質(zhì)學(xué)的開(kāi)創(chuàng )時(shí)期

 

  在地下水資源研究方面，從80年代以來(lái)，由于地下水系統理論、非穩定理論的輸入，以數值解或解析為代表的現代應用數學(xué)以及計算機系統的廣泛應用，使地下水資源的研究發(fā)生了根本性的變化，把重點(diǎn)從傳統研究方法轉入到模型研究方面，不僅在計算方法上發(fā)生了巨大變革，而且其研究范疇，也由單純研究地下水系統與自然環(huán)境系統之間的相互關(guān)系，擴大到研究與社會(huì )經(jīng)濟系統的相互關(guān)系。地礦部地質(zhì)環(huán)境管理司出版的《中國典型水源地勘察實(shí)例匯編》和《中國2000年城市地下水資源及環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題預測研究》，全面總結了各類(lèi)地下水水源地關(guān)于勘察方法與資源評價(jià)的重要經(jīng)驗和城市環(huán)境水文地質(zhì)研究的重要成果。是我國關(guān)于源地勘探工作與城市水資源與環(huán)境水文地質(zhì)研究的初步總結。

 

  80年代出版的《中國干旱半干旱地區地下水資源評價(jià)》，匯集了70～80年代北方各地區區域地下水資源評價(jià)的研究成果，基本反映了我國80年代在這一領(lǐng)域的理論水平。報告內根據不同地區與不同條件，采用了各類(lèi)不同的數學(xué)模型。如商丘在人工調蓄條件下，建立多年均衡法與有限元法結合的數學(xué)模型；石羊河流域根據地下水動(dòng)態(tài)演變規律，應用不規格有限差分法建立的數學(xué)模型，以及黃土層飽和與非飽和地下水的聯(lián)合數學(xué)模型等。不少有關(guān)地下水資源評價(jià)與計算方法的論著(zhù)，先后在國內出版，如南大朱學(xué)愚的《地下水資源評價(jià)》、西安地院李俊亭編寫(xiě)的《水文地質(zhì)統計的隨機模擬》、《地下水流數值模擬》，陳雨孫所著(zhù)《地下水運動(dòng)與資源評價(jià)》，劉春平所著(zhù)《地下水系統規劃與管理優(yōu)化模型》，以及李佩成所著(zhù)《地下水非穩定流滲流解析法》等，為我國地下水資源評價(jià)研究，奠定了理論基礎。

 

  80年代后期地下水資源研究的一個(gè)重要標志，是把主要目標逐漸轉向管理模型的研究，即研究如何合理開(kāi)發(fā)、利用、調控和保護地下水資源，使之處于對人類(lèi)生活與生產(chǎn)最有利狀態(tài)。因此它不僅涉及水文地質(zhì)學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，而且涉及與地下水開(kāi)發(fā)活動(dòng)有關(guān)的自然環(huán)境、社會(huì )環(huán)境和技術(shù)經(jīng)濟環(huán)境等各方面的問(wèn)題，通過(guò)數學(xué)模型和最優(yōu)化技術(shù)，建立地下水管理模型，實(shí)現管理目標。

 

  目前許多城市如北京、西安、沈陽(yáng)、新鄉、平頂山等，都開(kāi)展了管理模型的研究，根據不同目標與不同要求，分別建立了有以城市供水為目標的水資源管理模型，為水質(zhì)控制改良和環(huán)境生態(tài)改善的管理模型，水質(zhì)水量聯(lián)合管理模型，水量調配和供排結合的管理模型，地表水，地下水聯(lián)合調度模型，以及全流域為工農業(yè)生活用水優(yōu)化分配的規劃管理模型等。1991年在“唐山平原地下水盆地管理模型研究”和“邯鄲西部平原地下水盆地管理模型研究”中，首次采用“兩個(gè)耦合”，即分布參數地下水模擬模型與優(yōu)化模型的耦合，水資源經(jīng)濟管理模型與優(yōu)化模型的耦合，實(shí)現了水資源系統與經(jīng)濟系統的有機結合。90年代出版的《地下水管理》（林學(xué)鈺、廖資生著(zhù)），《實(shí)用地下水管理模型》（楊?lèi)偹?、林學(xué)鈺編著(zhù)）以及《地下水資源管理》（陳愛(ài)光、李慈君、曹劍鋒編著(zhù)）等專(zhuān)著(zhù)，都是有關(guān)管理模型研究的重要成果。

 

  地下水動(dòng)力學(xué)主要以研究地下水的滲流理論為主，根據含水介質(zhì)的不同，正分別向孔隙水、裂隙水與巖溶水三種差異較大的滲流理論發(fā)展，形成不同的分支學(xué)科。近一二十年以來(lái)，地下水動(dòng)力學(xué)結合水資源計算，吸取現代應用數學(xué)的基本內容而發(fā)展數學(xué)水文地質(zhì)學(xué)。數學(xué)水文地質(zhì)學(xué)主要包括地下水流數值模擬、水文地質(zhì)統計和隨機模擬、非穩定流解析法等方面，也分別向獨立分支學(xué)科發(fā)展。地下水系統理論的引入，對水資源的研究產(chǎn)生了重大影響。地下水模型研究，已成為水資源研究的主要內容。應用系統工程的觀(guān)點(diǎn)，從概念模型、數學(xué)模型、優(yōu)化模型，到管理模型，實(shí)際上包括從水資源評價(jià)到水資源管理的全過(guò)程，已逐漸演變成水資源水文地質(zhì)學(xué)。

 

  六、90年代――信息水文地這的開(kāi)創(chuàng )時(shí)期

 

  為保證提供建立模型所需的大量水文地質(zhì)信息，就必須建立相應的信息――檢索系統和數據庫。近年來(lái)通過(guò)對數據管理系統的研究，河南環(huán)境水文地質(zhì)總站已先后開(kāi)發(fā)了“河南省地下水資源數據管理系統”和“地下水均衡試驗觀(guān)測數據處理系統”，并都已正常運行。山西環(huán)境水文地質(zhì)總站也建立了山西地下水動(dòng)態(tài)數據庫（GWD）管理系統，不僅可對動(dòng)態(tài)資料進(jìn)行輸入，修改、查詢(xún)、統計、打印報表、繪制圖形，而且具有多種數量處理功能。許多城市如秦皇島、石家莊、新鄉等，也都分別建立了數據庫與數據管理系統。

 

  在信息系統研究的基礎上，國內正在開(kāi)展關(guān)于城市水資源環(huán)境管理專(zhuān)家決策系統的研究。專(zhuān)家系統是人工智能研究領(lǐng)域中的一個(gè)重要研究方向，通過(guò)對信息數據庫、知識庫、推理解釋系統和知識獲得的研究，可以建立通用的城市水資源――環(huán)境管理專(zhuān)家決策系統，從而將水資源――環(huán)境管理這一復雜系統工程微機化、自動(dòng)化，為城市水資源業(yè)務(wù)管理部門(mén)，提供操作方便的技術(shù)工具，不僅可對水資源狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析、過(guò)程模擬和信息輸出，還可對水資源管理實(shí)現最佳決策選擇。所以開(kāi)發(fā)專(zhuān)家決策系統，是水文地質(zhì)工作者今后一項重要任務(wù)，也是緩解城市水資源供需矛盾的一項不可缺少的戰略措施。

 

  信息系統的研究，已成為水資源研究不可缺少的重要內容之一，主要包括數據管理系統、動(dòng)態(tài)監測信息系統、遙感信息系統、專(zhuān)家決策系統的開(kāi)發(fā)以及三維地理信息系統在模型研究中的應用等，已逐漸向信息水文地質(zhì)學(xué)的方向發(fā)展。

 

  七、回顧與展望

 

  五十年代水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展，由于緊跟現代科學(xué)新思潮，從傳統水文地質(zhì)學(xué)，走向現代水文地質(zhì)學(xué)，取得了重大進(jìn)步。不僅在理論上有極大提高，而且在實(shí)際應用中，對國民、經(jīng)濟規劃國土整治、城市和工業(yè)建設、以及環(huán)境保護等，都發(fā)揮了重要作用。綜上所述，現代水文地質(zhì)學(xué)的特征，主要表現為：①與現代科學(xué)的新理論新學(xué)科緊密結合，如系統論、信息論、控制論與相應產(chǎn)生的系統科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、信息科學(xué)等，對水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展發(fā)生了重大影響。近年來(lái)正在發(fā)展的開(kāi)放復雜巨系統理論、非線(xiàn)性動(dòng)力系統理論、以及耗散結構理論等，都會(huì )對今后水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展，發(fā)生深遠影響。②現代應用數學(xué)與水文地質(zhì)學(xué)的結合，特別是數值模擬方法得到普遍應用，模型研究成為水資源研究的主要內容，使水文地質(zhì)學(xué)從定性研究發(fā)展到定量研究的新階段。③地下水的研究，從地下水系統與自然環(huán)境系統相互關(guān)系的研究，擴大到與社會(huì )經(jīng)濟系統相互關(guān)系的研究。地下水資源的研究，也從數學(xué)模型發(fā)展到管理模型與經(jīng)濟模型的研究。④許多新的分支學(xué)科的產(chǎn)生與發(fā)展，如區域水文地質(zhì)學(xué)，巖溶水文地質(zhì)學(xué)、遙感水文地質(zhì)學(xué)、環(huán)境水文地質(zhì)學(xué)、醫學(xué)環(huán)境地球化學(xué)、污染水文地質(zhì)學(xué)，以及數學(xué)水文地質(zhì)學(xué)、水資源水文地質(zhì)學(xué)等。⑤新技術(shù)、新方法的應用，除計算機技術(shù)外，如遙感技術(shù)、同位素技術(shù)、自動(dòng)監測技術(shù)、室內模擬技術(shù)，以及有關(guān)水質(zhì)分析技術(shù)等，都得到普遍應用，對推動(dòng)水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展，發(fā)揮了重要作用。

 

  現代科學(xué)的發(fā)展過(guò)程，主要表現在高度分化和高度綜合的輪回上升，即由分到合，由合到分，不斷循環(huán)或同步前進(jìn)的進(jìn)化過(guò)程。不同學(xué)科之間的互相滲透而形成新的邊緣學(xué)科，是產(chǎn)生新的分支學(xué)科的主要動(dòng)力。分支學(xué)科的發(fā)展，又是促進(jìn)學(xué)科發(fā)展的重要動(dòng)力和必備的條件?；仡?0年代各地質(zhì)院校創(chuàng )辦之初，水文地質(zhì)專(zhuān)業(yè)僅有普通水文地質(zhì)學(xué)、地下動(dòng)力學(xué)、水文地球化學(xué)和專(zhuān)門(mén)水文地質(zhì)學(xué)等基本課程。但從70年代以來(lái)，隨著(zhù)分支學(xué)科的發(fā)展，情況發(fā)生了很大變化，教學(xué)課程日新月異，出現了百花齊放的新局面。

 

  水文地質(zhì)學(xué)的各分支學(xué)科，按其性質(zhì)可劃分為三個(gè)方面，即理論水文地質(zhì)學(xué)、應用水文地質(zhì)學(xué)及技術(shù)方法水文地質(zhì)學(xué)。它們彼此之間并無(wú)絕對界限，而往往是相互交叉、相互促進(jìn)、組合成一個(gè)新的完整的學(xué)科體系。

 

  普遍水文地質(zhì)學(xué)逐漸向區域水文地質(zhì)學(xué)發(fā)展，并派生巖溶水文地質(zhì)學(xué)、古水文地質(zhì)學(xué)等分支；地下水動(dòng)力學(xué)與水文地球化學(xué)相互結合，逐漸演變?yōu)橐匝芯康叵滤Y源為重點(diǎn)的資源水文地質(zhì)學(xué)，并向以研究數學(xué)模型為主的數學(xué)水文地質(zhì)學(xué)和資源管理水文地質(zhì)學(xué)發(fā)展。另一方面，專(zhuān)門(mén)水文地質(zhì)學(xué)逐漸發(fā)展為城市水文地質(zhì)學(xué)、農業(yè)水文地質(zhì)學(xué)和礦區水文地質(zhì)學(xué)，并在此基礎上，發(fā)展成為環(huán)境水文地質(zhì)學(xué)。環(huán)境水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展，又形成區域環(huán)境水文地質(zhì)學(xué)、污染環(huán)境水文地質(zhì)學(xué)、醫學(xué)環(huán)境水文地質(zhì)學(xué)、生態(tài)環(huán)境水文地質(zhì)學(xué)，以及地震水文地質(zhì)學(xué)等分支。在技術(shù)方法方面，由普查勘探水文地質(zhì)學(xué)，逐漸發(fā)展為鉆探水文地質(zhì)學(xué)、物探水文地質(zhì)學(xué)、遙感水文地質(zhì)學(xué)、同位素水文質(zhì)學(xué)、監測水文地質(zhì)學(xué)、計算機水文地質(zhì)學(xué)、制圖水文地質(zhì)學(xué)，以及地下水分析化學(xué)等分支。由此可見(jiàn)，水文地質(zhì)學(xué)的研究?jì)热?、理論水平與技術(shù)方法等，到90年代已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)嶄新的時(shí)期。

 

  綜上所述，下世紀在理論水文地質(zhì)學(xué)方面，將著(zhù)重向水資源水文地質(zhì)學(xué)發(fā)展；而應用水文地質(zhì)學(xué)方面，將著(zhù)重向環(huán)境水文地質(zhì)學(xué)發(fā)展。今后水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展趨向，可能演變?yōu)橘Y源環(huán)境水文地質(zhì)學(xué)。在理論水文地質(zhì)學(xué)方面，將以滲流理論為基礎，以水資源水文地質(zhì)學(xué)為重點(diǎn)，以模型研究為中心，加快開(kāi)發(fā)三維地理信息系統在模型研究中的應用。在應用水文地質(zhì)學(xué)方面，將以環(huán)境水文地質(zhì)學(xué)及其分支學(xué)科，作為主要發(fā)展方向。在技術(shù)方法研究方面，將以制圖水文地質(zhì)學(xué)、遙感水文地質(zhì)學(xué)與同位素水文地質(zhì)學(xué)，作為主要發(fā)展方向。在信息系統研究方面，將加強以數據管理系統、動(dòng)態(tài)監測信息系統、遙感信息系統，以及專(zhuān)家決策系統的開(kāi)發(fā)與應用。

 

  在面臨我國經(jīng)濟建設進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期，經(jīng)濟建設與資源、環(huán)境的矛盾將日趨嚴重。如何協(xié)調好水資源與環(huán)境同社會(huì )經(jīng)濟可持續發(fā)展的關(guān)系，將是擺在我們面前的一項嚴峻任務(wù)。諸如城市水資源緊缺與水資源管理，農田灌溉與建立節水農業(yè)，西北水資源的合理開(kāi)發(fā)利用與防止生態(tài)環(huán)境惡化，水污染與污染治理，城市環(huán)境水文地質(zhì)問(wèn)題，長(cháng)江三峽工程、黃河小浪底工程建成以后水環(huán)境的變化及其影響，酸雨的發(fā)展及其對地下水的影響，塔里木盆地沙漠地區油田供水問(wèn)題、缺水山區人畜飲用水問(wèn)題、地方病分布區的改水、換水問(wèn)題海平面上升對沿海地區水環(huán)境的影響，等等，舉不勝舉。我們理所當然應該做好準備，鼓足勇氣，滿(mǎn)懷信心地迎接新世紀的挑戰！