水文地质学论文范文

环境问题的研究，已是当前世界各国十分突出的一个问题。环境水文地质学的诞生和发展是和环境地质学的诞生和发展紧密相关的。可以说，从20世纪60年代初期出现环境地质学起，就开始有了环境水文地质学的雏形，严格地说，它是环境地质学的一个分支。环境地质学的含义和研究范畴，不同学者有其不同的见解。最早使用“环境地质学”这个名词的是1962年Tames EHackett，他认为“环境地质学是研究和使地质学达到协调和完善状况的一个新方向”。Peter TFlawn则认为“环境地质学是研究城市、乡村和原始地区人类土地利用的全过程，它包括自然资源的寻找和开发、废物的处理、块体运动和构造运动的效应、地球物质组分对人体健康的影响效应。它涉及到陆地、海洋和大气圈，甚至由于地球人口和工业的集中，产生巨大的热柱和烟柱的效应，都可以应用环境地质这个名词”。Willian JWayne和Flawn等在1968年和1970年相继提出：“城市地质学一词与环境地质学实际上是同义词”，“城市地区是公认的环境地质学最重要的焦点”等。但是，与此同时，也有学者持相反的意见，如Gordon BOakeshott（1970）认为“环境地质是一种荒谬的名词”，“所有地质学都是环境的……”。不论各位学者的看法如何，环境水文地质学作为环境地质学的一个分支，它的发生与发展是和世界人口的增加、城市化程度的迅速增长、特别是为供水目的过量抽取地下水而导致的地面沉降、含水层枯竭、水质恶化等一系列环境水文地质问题的发生与发展过程密切相关。而且，目前环境水文地质学涉及的研究范围已远远超过了岩石圈和水圈而延伸到大气圈和生物圈，并和人类赖以生存的社会、环境、生态和经济等密切联系。近二三十年来，该学科在我国发展迅速。原地质矿产部曾先后于1979年10月和1983年3月分别在西安和杭州召开了北方与南方地区有关环境水文地质的经验交流会，着重讨论了我国各地地下水的污染现状、成因、形成机理与环境质量评价等问题。又如，1979年在北京召开的“地下水人工补给”学术讨论会；1980年在上海召开的“全国地面沉降”学术研讨会；1982年11月在重庆召开的水文地球化学学术讨论会等。总之，从20世纪80年代初至今有关环境水文地质专题研究的各种学术会议很多。在科学研究方面，自我国“八·五”科技攻关以来，每次攻关规划都有环境水文地质科学研究的项目。近几年，我国进行西部大开发，更是明确的以生态环境研究为重点。所有这些，都充分反映了我国环境水文地质学在20世纪已经进入了一个崭新的发展阶段。应该着重指出的是，在我国环境水文地质学科的建立和发展过程中，陈梦熊院士有很大的贡献。他于1984年发表的“环境水文地质问题与环境水文地质学”（水文地质工程地质选辑20，地质出版社）一文中，在我国首次提出了环境水文地质这一新学科，继而，他又在1985，1990，1995和1996年陆续发表了一系列文章，论述了关于环境水文地质学这一新学科的基本概念、学科分支、研究内容与方法等。这些思想观念和理论基础，已被不少院校的教科书和有关论著所引用，影响深远。目前，环境水文地质学根据其研究的内容和方法，在我国已形成了不同的环境水文地质学分支。如资源环境水文地质学、污染水文地质学、病理环境水文地质学、工程水文地质学、生态环境水文地质学（陈梦熊，1985年）等，这在1987年7月第28届国际地质大会以来的历届地质大会的有关环境地质分会的内容上都有反映。总之，环境水文地质学是一门应用地质科学，是研究天然和人为作用下，由于环境水动力作用和水文地球化学作用变化所造成的环境水文地质问题。如，土壤盐碱化、森林退化、水污染、海水入侵、地面沉降、水源枯竭等有关环境地质副作用的发生、发展的物理、化学过程及其计算机模拟和预测；从水文地球化学和水文地质动力学原理出发，环境水文地质学还研究水和岩石相互作用的机理以及人类和自然交替作用过程中水文地质环境保护的措施；研究向地球索取更多优质水的方法和措施等。这些研究既包括水资源合理开发利用的一系列水动力学和水化学的理论和方法研究，也包括与海水入侵、污水处理等有关的一套工程技术，如污水的化学、物理化学、微生物化学和生物工程等的处置方法和措施的研究。环境水文地质研究的目的是为了改造环境，以达到控制和消除有害作用，保护和合理利用地下水资源，使其有利于人类生存和发展生产的目的。其研究的范畴应包括各种水资源，如大气降水、地表水、地下水以及再生水、资源化水等的形成发展、演化的机制和治理对策，以及与大气圈、岩石圈、生物圈之间的相互影响，相互制约的内在联系的研究。显然，在当前全世界面临水资源短缺和环境恶化的形势下，环境水文地质工作及其学科发展的前景必定越来越宽阔。

低渗透性或称弱透水岩层水文地质学属水文地质学的一门基础性学科分支，理论性和方法试验要求较高，难度也较大，是目前水文地质学研究的前沿。低渗透性岩层的水文地质研究近年来获得了前所未有的重视和发展，这与高放射性核废料储存，世界能源结构核能比重的增加有密切关系。研究的中心问题是在低渗透性岩石中地下水的流动与溶质（放射性物质）传输，包括野外研究、室内试验、野外大型现场试验、参数求取、数值模拟等。这类岩石有结晶岩、粘土及蒸发岩等。目前以北美与欧洲各国研究程度较高。最近10年来的国际地质大会论文也反映了这种现状，在第30届国际地质大会上也是美、加、法、比、西班牙、丹麦等国论文居多。美国学者研究了沉积盆地中液相运移的古水文地质条件和形成一些有价值的矿产资源，讨论了沉积盆地中地压的形成和演变以及非均质岩石中低渗透率K与岩石结构的空间变化关系。他们还进行了低导岩石水力性质的野外测定，甚至在凝灰岩地区建立试验站。当然这种试验难度是较大的。当前研究裂隙岩水力特性的最新进展主要是把地质的和地球物理的方法结合起来建立三维流模型。德国进行了在低渗透性粘土层中水流线的观测试验。关于低渗透性结晶岩需要进一步研究的水文地质问题，美国Chin-Fu Tsang指出有5个：①测试方法。由于裂隙水流比岩石基质的水流大几个量级，因此不能采用常规抽水试验。通常用注水试验和压力下降试验，并发展了测量低水流速度的技术。现仍需要在岩石裂隙的力学性（张开或闭合）和注入水压力关系方面进行研究，包括有效地测定裂隙的水力传导率。②野外试验解析技术。低渗透性裂隙介质的水力传导率空间上变化很大，应研究对野外井试数据进行仔细的解析和复核方法。③物理作用过程。在低渗透性介质中除已知的一些作用过程外，还应附加4个影响因素：一是单一裂隙的缝隙变化；二是通道水流或集中水流的存在；三是示踪剂在基质中的扩散作用，这是个缓慢过程；四是耦合的热-水机械作用，导致裂隙的开启或闭合，从而改变水力传导率。对这些作用过程虽有不同程度的了解，但在模型研究中的技术处理仍在发展之中。④模拟技术。一般采用裂隙网络模型和随机连续模型。如何用随机模型了解野外试验，校正参数，模拟物理现象还存在问题。⑤预测模型战略。对地质建造中与溶质流动和传输有关的水文作用，包括弥散及其比例关系、基质扩散、通道水流和密度驱动流问题尚不清楚，与预测模型有关的科学问题，包括如何获得适当的边界条件以及有关系统的长期方案（时空变化）；如何掌握地质系统的非均质性；如何开发该系统的概念模型，如何将与有效数据一致的概念模型结合在一起等正在研究中，目前还缺乏对104a情况进行预测研究的经验。