地下水科学与工程

本世纪前20年,全面建设小康社会、加快城市化进程、西部大开发、中东部崛起、振兴东北老工业基地等国家重大社会经济发展举措,使“过去注意不够的地下水、土壤水、城市地质等的重要性日益凸现出来”(引自温家宝同志讲话)。

地下水是制约中国长期发展战略问题之一的水资源问题的重要组成部分,“从地下水的角度,思考和研究水资源的安全问题”显得十分重要。在全民建设小康社会的进程中,需要从地下水与地质环境的角度,不断研究供水安全、环境安全问题。地下水与地质环境科学研究工作在解决中国当前资源环境压力加大,统筹城乡、区域、经济社会发展,人与自然和谐发展中,可以发挥重要作用,面临日益强烈的国家和社会需求。

地下水在中国水资源利用中占有重要地位,特别在北方地区具有战略性重要作用。地下水约占中国水资源总量的1/3,在中国北方地区,地下水在许多地区或城市已经成为唯一水源。据统计,中国有310多个城市以开采地下水作为城市供水水源,约占中国城市的71%;中国70%的人口饮用地下水,北方城市生活和工业用水中地下水占90%左右,南方地区地下水资源利用量也在不断增加。

在可以预见的未来,地下水资源仍将是中国(特别是北方地区)经济社会发展的重要支柱,近几十年来,随着中国地下水开发利用程度的增加以及自然和人类活动影响,区域水循环规律和地下水资源形成条件发生了显著变化,导致地下水资源数量、质量和空间分布发生变化,因此,过去的评价工作已经难于适应未来国民经济和社会发展对地下水评价工作的需求。

然而,我们对区域地下水系统空间布局成因、演化过程和地下水更新性变化机理,以及人类活动对地下水系统劣变影响的动力学、地下水资源及其环境安全保障与危机识别理论的认识仍然十分有限,因此,急需研究区域地下水循环过程及可持续利用的相关理论问题,建立合理评价地下水资源及其可持续利用的方法和指标体系。

没有这些关键科学问题的全面攻关,难以支撑实现以水资源可持续利用支持社会经济可持续发展的战略目标。

地下水与地质环境研究必须服务于“实现地下水资源可持续利用的战略转变,包括:(1)调整地下水开发利用思路,实施以地下水资源的可持续利用支持中国经济社会的可持续发展战略;(2)按地下水资源赋存和分布规律,实施区域地下水资源开发与保护战略;(3)加强地下水人工调蓄工程建设,从以地表调蓄为主向地表、地下联合调蓄转变;(4)加强地下水水源地储备,从无序应急供水向有序应急供水转变;(5)改善缺水地区群众生产生活用水条件,实施扶贫找水工程;(6)建立地下水资源保护带,有效防止地下水污染”。

地下水与地质环境研究必须紧密结合这些战略转变的需要,并为其提供持续的科技支持。

地下水与地质环境研究目标 突出抓住“水”这个地质环境-生态系统间的活跃因素,坚持以地下水可持续利用研究作为突破口,以地质环境效应与保护的综合研究为基础,以建立生态需水、生态脆弱性地质环境指标体系和实现生态环境保护建设为目标,对地下水属性、合理开发利用、优化配置和有效保护等问题进行研究,开展自然和人为因素作用下地质环境基本特征、功能、容量与开发利用潜力、演化规律和有效保护的调查和评价,探讨地质生态系统对地质环境反应的特点、能力、范围和阈值,提出地质生态系统控制、恢复和重建的技术措施,并在此基础上进行深化和集成,实现地下水与地质环境研究的科学理论创新和技术突破。

中长期目标:充分认识地下水形成与区域水循环演化规律,深入揭示地下水开发对地质环境、地表生态系统的影响机制,实时把握地下水资源的数量、质量和分布规律,合理利用地下水的资源、环境、调蓄功能,基本实现地下水资源的可持续利用和自然演化—人为开采—生态环境的良性循环。

近期目标:用5~10年左右时间,从整体把握区域地下水形成与循环演化过程,完成浅层地下水合理利用和保护、深层地下水可更新性以及岩溶地下水流系统分布与合理开发利用等专题性研究,建立地下水资源可持续利用科学评价方法和指标体系,系统评价地下水的资源、环境、调蓄功能,初步实现地下水资源的可持续利用;开展大型人类工程修建、资源开发、城市建设和土地利用过程中的地质环境效应与保护等专题性研究工作,实施水土污染现状调查与运移机理研究,探索微生物对土壤和含水层修复技术,初步实现自然与人为作用下地质环境良性循环发展;探讨脆弱生态地质环境类型分布及变化规律,研究地质生态破坏与地质环境之间的关系,尤其是水—土—生态特征之间的关系,阐明形成生态系统破坏的环境地质因素和机理,定量半定量评估区域生态系统对干扰因素的负荷能力,提出脆弱生态系统调控与恢复的理论与技术措施。