水文地質學的發展方向,水文地質工作的發展趨勢

2021-03-04 05:54:11 字數 4598 閱讀 1459

1樓:中地數媒

(1)傳統水文地質學的研究物件和領域進一步擴大到整個水圈,並參與到與其它地球圈層——岩石圈、生物圈、大氣圈的相互影響、相互作用的領域,成為全球變化研究的重要組成部分。即使在水圈裡,也是著眼於整個系統,地表水與地下水的統一研究,人地系統中人類與地下水環境的相互作用研究,引起地下水圈生態效應的變化的研究。俄羅斯水文地質學家提出生態水文地質學的新概念,目的是提出管理地下水圈體系及其質量狀態的方法。

從時空角度不僅加大了深部(層)地下水研究,而且回溯到過去地質歷史時期的古水文地質研究。

(2)在水文地質基礎理論方面,由於引進了現代新的科學理論,如系統論、非線性動力學、耗散結構理論以及應用數學、同位素技術等,使地下水的一些理論問題,如地下水的形成、年齡和地質迴圈、水-巖相互作用、地下水的數值模擬(滲流、水量、水質、溶質運移、瀰散等)、弱滲透介質中水文地質問題等研究將進一步深入和發展。後者涉及非穩定流在非均一介質中的運移問題,需要建立對未來多少年的流體和溶質的傳輸**模型。但這些科學前沿的理論研究還需要其它學科的協作,如放射性廢物地質處置庫的設定就需要水文地質學、岩石力學以及熱傳導和熱動力學領域的科學家來共同解決。

地下水和地質作用關係問題越來越受到關注,它對於金屬礦床、礦化帶的形成和**預報有著特別重要的意義。

(3)多學科交叉協作形成的環境水文地質學的發展將更為迅速。它包括了區域環境、汙染環境、醫學環境和生態環境的水文地質研究。區域環境水文地質主要對區域環境水文地質條件和存在問題進行綜合分析、評價和趨勢**,為環境規劃或國土整治服務。

有關地下水汙染的機理、**、控制和治理是環境水文地質的主要研究內容,是當前水文地質的研究重點。特別是汙染治理措施的研究,需要多學科的協作,如國際上興起利用土壤微生物來降解某些汙染物的生物補救措施。它不僅依靠對水化學條件(如含水量、ph值等)的了解,而且控制生物降解的營養素有效性又受到地下水水流和運移過程所控制。

這就需要微生物學、地球化學、水文學等方面的學科知識來共同解決。美國doe1995提出乙個跨這3學科的10年研究計畫,內含7個研究單元,通過建立野外研究中心,綜合資料,為最佳生物補救措施完善分析系統等途徑,而水文地質將在其中起到重要作用。由於水資源日益緊缺,如何科學合理開發利用和管理,解決開發地下水資源引起的環境問題,有稱之為資源環境水文地質學的,這些都是應用性很強的分支學科。

(4)新技術、新方法在水文地質中的應用將進一步擴大和加強。地理資訊系統(gis)可應用到地下水決策支援系統,地下水規劃和管理,模型研究,水質監測,含水層識別,水源保護,利用遙感影象和資料進行地下水研究、編制水文地質圖等方面。

(5)水文地球化學在以下領域內將進一步發展:一是結合環境質量評價要求,進一步對地下水水質及其變化、汙染機理和**、防治措施等進行研究;對於地下水中可能導致地方病**一些有害微量元素的形成、運移、富集規律從室內模擬實驗到區域實地調查、觀測;對現今汙染水中大量複雜的有機物質、生化物質的發現和治理的研究將促進水文地球化學提高到乙個新的水平。二是用水化學和同位素方法綜合研究地下水系統,在研究地下水的演化和100年以上尺度的水文地質事件和條件以及高放核廢料處理選址方面。

水化學同位素的研究對於解決地下水補給、深層水起源和地下水年齡以及熱液成礦機理有著不可替代的重要性和發展前景。

水文地質工作的發展趨勢

2樓:中地數媒

水文地質工作與國民經濟建設密切相關。我國經濟建設在21世紀進入高速度發展時期,經濟建設與水資源及環境的矛盾日趨嚴重。隨著基礎理論的發展、新技術在水文地質中的應用以及個學科之間的相互滲透,也給地下水的研究開展顯示了新的局面。

水文地質工作在21世紀面臨新的機遇和挑戰。以下幾方面可能將是人們重點關注的研究領域或課題。

1.西部缺水地區尋找地下水

隨著國家實施西部大開發戰略,西部地區需水量將日益增大。如何認識西北乾旱地區和西南岩溶石山地區水資源的形成,運用多種方法在西部缺水地區特別是在極端缺水的貧困地區尋找地下水,將是水文地質工作面臨的挑戰。在此基礎上確定合理的開採方案,以保證西部地區水資源的優化分配,取得最大的經濟效益,保持良好的生態環境。

2.人類活動與地下水的相互作用

隨著城市人口的集中、工農業的發展和物質文明的逐步提高,人類活動面臨的重要問題是水資源短缺。我國有一半的城市缺水,特別是華北、東北、西北的省會城市和大城市以及許多沿海城市。以往由於過量開採地下水已經在大多數城市出現了負環境效應,在一定程度上制約著當地經濟建設。

如何協調好水資源與環境同社會經濟可持續發展的關係,將是擺在我們面前的一項嚴峻的任務。

3.大流域地下水資源可再生及跨流域調水的重大水文地質和環境地質問題

黃河下游斷流次數和時間逐年增大,小浪底水利樞紐截流後下游徑流的逐漸減少,引黃灌區地下水的迴圈系統與動態將產生顯著的變化。長江流域在2023年發生罕見的全流域洪災,以及三峽大壩建成後,將對庫區及下游水資源和環境產生很大的影響。跨流域調水也會導致區域性水文地質條件發生明顯的變化。

如何結合社會、經濟、生態等因素研究這些問題,**其變化,使之朝著有利於社會經濟的方向發展,是我國科技工作者面臨的艱鉅任務。

4.基礎理論與應用研究

地下水圈是與地表水圈、大氣圈、生物圈、地幔相互作用的乙個特定的物質系統,水文地質學需要研究地下水圈的形成條件、演化歷史及其在人類活動影響下的變化的一般規律,以便**其未來發展趨勢。在未來的歲月中,在研究普遍存在的地下水在控制各種地質過程中的作用、流體梯度與區域構造應力場的關係、飽和及非飽和系統中水巖之間的相互化學作用、化學成分在不同介質中的遷移以及由於水動力驅使而引起的能量遷移等方面的研究有望得到加強。通過研究大型盆地的演化發展和古水文地質條件,可以指導油氣藏的勘查與開發。

具有商業價值的地下熱水、地下滷水、礦泉水的分布、形成條件的研究及開發利用將更加引起人們的重視。在固體廢物、核廢物地質處置中遇到的水文地質問題,將促進這些實用領域的水文地質研究。

5.新理論、新技術的應用

21世紀,隨著學科之間的相互滲透的加速,其它學科領域的新理論將會更加迅速地在水文地質領域得到應用。先進的測試手段和儀器裝置可為研究地下水提供了更加精確的觀測資料。研究手段從過去的單一化向著多樣化、綜合化的方向發展。

地下水模擬軟體得到進一步開發,使之功能更強大、操作更方便。水文地質資訊庫將得到進一步完善並被充分利用。水文地質研究成果的展示方式也由過去的圖示化(各種不同型別不同比例尺的掛圖)發展到數位化(計算機資料庫和圖形庫)再發展到網路化(通過主頁在網路上釋出),有利於研究成果服務於社會。

水文地質學發展概況

3樓:中地數媒

水文地質學是一門年輕的自然科學,它是人們在不斷地利用地下水資源,以及同地下水危害作鬥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20年代,才成為一門獨立的科學。

我國是世界上最早利用地下水的國家之一,早在五千多年前就知道鑿井取水。大約在三千多年以前,我國農業已有相當發展,有關利用地下水的記載已很多。堯代的土壤歌中說:

「日出而作,日入而息,掘井而飲,耕田而食」,說明當時已有了掘井利用地下水的知識。2023年前,我們的祖先就已經知道利用土壤及植物的各種標誌來尋找地下水,並推斷地下水的埋藏深度及水質好壞。西元前二百多年的秦代,在四川自貢用竹製工具在堅硬基岩中鑿井深達百餘公尺取滷水煮鹽,這是世界上最早的自流井,比法國的自流井利用要早2023年。

古代大運河、大型灌溉渠道——秦渠、漢渠、唐渠等,以及大型水利工程——都江堰的修建,都要解決有關地下水問題。大量事實充分說明,古代我國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,新的生產關係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科學。

新中國成立以後,隨著國民經濟的恢復和第乙個五年計畫的提出,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科學,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。

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,將地質力學的理論廣泛地應用到找水工作中來,為山區地下水的普查和勘探作出了貢獻。另外,在全國範圍內進行了不同比例尺的區域水文地質普查工作。80年代以來,隨著改革開放,工農業供水和礦山排水的規模日益增大,一些地區出現了地下水資源枯竭、地面沉降與塌陷、水質汙染、海水入侵、次生鹽漬化等環境水文地質問題,環境水文地質受到了人們的重視。

與此同時,也開展了地下水系統分析、水資源管理等方面的研究應用。

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。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,地理資訊系統(gis),以及全球定位系統(***)技術,已逐步廣泛地被應用到水文地質工作中。

複習思考題

1. 水文地質學研究的物件、任務是什麼?

2. 水文地質學在國民經濟建設中的作用如何?

水文地質工程地質條件勘探與分析,水文地質與工程地質的區別

由於注漿截流防治礦井水害技術有其特定的應用條件,所以在確定是否採用注漿技術之前必須進行礦井水文地質條件和施工工程地質條件的勘探與分析。勘探與分析研究的主要內容包括水害形成的地質構造因素和人為工程活動因素 水害形成的層位 含水層岩性 突水水源 礦井充水補給通道的性質及其分布範圍 最大突水量 穩定突水量...

水文地質學和地下水文學有什麼區別

水文地質其實是分開的兩門學科,但是老是被不知道的人看成是一起的,水文學與水資源是偏回重工程初期答的水文調查等,舉例說明 建設電站是水文分析 降水徑流洪水泥沙蒸發這些分析計算,水資源評價等。而地質的話則是地質岩性地質構造的說明。地下水文學的話算是水文學裡的一門科目,重點說明地下水。水文與水文地質的區別...

水文地質條件一般是指什麼,水文地質條件是什麼

通常把與地下水有關的問題稱為水文 地質問題,把與地下水有關的地質條件稱為水文地質條件。水文地質指自然界中地下水的各種變化和運動的現象。水文地質學是研究地下水的科學。它主要是研究地下水的分布和形成規律,地下水的物理性質和化學成分,地下水資源及其合理利用,地下水對工程建設和礦山開採的不利影響及其防治等。...