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關(guān)鍵詞:地質(zhì)學(xué);創(chuàng)新;課程設(shè)置;人才培養(yǎng)
中圖分類號(hào):G642.0文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1674-9324(2018)12-0110-02
一、引言
地質(zhì)學(xué)是與物理、數(shù)學(xué)、生物和化學(xué)并列的自然科學(xué)五大基礎(chǔ)學(xué)科之一,是人類社會(huì)生存和發(fā)展的源泉。但是地質(zhì)學(xué)作為一門學(xué)科,成熟和發(fā)展的時(shí)間卻比較晚。中國(guó)現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)的發(fā)展若從國(guó)外地質(zhì)學(xué)者在中國(guó)國(guó)內(nèi)考察(1863年)算起,發(fā)展至今,也僅僅只有150余年的歷史。近幾年隨著國(guó)家創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施,國(guó)內(nèi)地質(zhì)學(xué)科的發(fā)展面臨新的機(jī)遇和挑戰(zhàn),于是地質(zhì)學(xué)學(xué)科專業(yè)設(shè)置也發(fā)生了一些改變,本文就將以合肥工業(yè)大學(xué)地質(zhì)學(xué)學(xué)科專業(yè)設(shè)置為例,分別從地質(zhì)學(xué)學(xué)科特點(diǎn)、發(fā)展前景與社會(huì)需求、人才培養(yǎng)目標(biāo)以及課程體系建設(shè)等四個(gè)方面進(jìn)行闡述。
二、地質(zhì)學(xué)學(xué)科特點(diǎn)
地質(zhì)學(xué)的研究對(duì)象是地球的固體硬殼——地殼或巖石圈,主要研究地球的物質(zhì)組成、內(nèi)部構(gòu)造、外部特征、各層圈之間的相互作用和演變歷史的知識(shí)體系。地質(zhì)學(xué)是研究地球及其演變的一門自然科學(xué)。所以,地質(zhì)學(xué)學(xué)科需要極為豐富的創(chuàng)造性思維和極強(qiáng)的實(shí)踐能力。地質(zhì)學(xué)探究地球時(shí),用封閉論的觀點(diǎn),把地球作為一個(gè)個(gè)體而不受其他天體的影響,這是需要有探索精神的,需要豐富的創(chuàng)造性思維。我們的地球形成于距今45億年前,而我們想要探究一個(gè)45億年前就形成了并且之后經(jīng)過(guò)了多種復(fù)雜的演化和發(fā)展的未解之謎是需要何等的創(chuàng)造性思維。我們看到的一個(gè)簡(jiǎn)單的露頭,可能隱藏著重大的地質(zhì)意義等著我們?nèi)ヌ骄浚赃@就需要我們具有創(chuàng)造性的思維方式。地質(zhì)學(xué)學(xué)科不僅僅需要各種地球化學(xué)數(shù)據(jù)或者顯微鏡下的微觀鑒別,更需要大量的野外工作,對(duì)野外的構(gòu)造現(xiàn)象、接觸關(guān)系、巖石組合類型和特征等進(jìn)行實(shí)地的勘查,發(fā)現(xiàn)地質(zhì)問(wèn)題。因此,我們不僅應(yīng)該在課堂上教授學(xué)生書本上的理論知識(shí),更應(yīng)該帶學(xué)生到野外去實(shí)踐,了解各種地質(zhì)現(xiàn)象,學(xué)會(huì)辨識(shí)巖石類型,而不應(yīng)該僅僅用一張張幻燈片進(jìn)行教學(xué)。這就需要培養(yǎng)學(xué)生具有極強(qiáng)的實(shí)踐能力,不僅僅是自己動(dòng)手去處理各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),更應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生深入野外,多看、多敲、多思考。
三、發(fā)展前景與社會(huì)需求
地質(zhì)學(xué)歷史悠久,作為一門傳統(tǒng)科學(xué),其研究主題和理念歷經(jīng)演變,已形成了龐大的科學(xué)體系,因其在礦產(chǎn)資源和化石能源勘探等方面對(duì)社會(huì)發(fā)展所作出的貢獻(xiàn)而被社會(huì)廣泛了解[1]。我國(guó)在地質(zhì)學(xué)研究上具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì),我國(guó)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜并且演化歷史悠久,具有豐富和完整的地質(zhì)記錄。并且我國(guó)地處環(huán)太平洋、特提斯和古亞洲洋這三大構(gòu)造帶的交界處,為我國(guó)的大陸動(dòng)力學(xué)研究提供了極佳的例子。隨著萬(wàn)眾創(chuàng)新時(shí)代的到來(lái),我國(guó)地質(zhì)行業(yè)也迎來(lái)了新的一次發(fā)展機(jī)遇,需要大量創(chuàng)新型地質(zhì)人才為傳統(tǒng)地質(zhì)行業(yè)注入新的活力。2016年全國(guó)就業(yè)形勢(shì)比較復(fù)雜、非常艱巨,高校畢業(yè)生765萬(wàn)人,比2015年增加16萬(wàn)人。根據(jù)合肥工業(yè)大學(xué)對(duì)于本校學(xué)生就業(yè)率的統(tǒng)計(jì),地質(zhì)學(xué)專業(yè)的學(xué)生就業(yè)率在2016年為96%,這充分說(shuō)明了我校地質(zhì)學(xué)學(xué)科專業(yè)發(fā)展形勢(shì)良好,且畢業(yè)生深受就業(yè)單位的歡迎。
四、人才培養(yǎng)目標(biāo)
近些年來(lái),國(guó)際地質(zhì)科學(xué)發(fā)展迅速,不僅與生命和環(huán)境科學(xué)緊密結(jié)合,而且還與人文社科學(xué)科進(jìn)行交叉、融合。我國(guó)地質(zhì)科學(xué)雖然有所發(fā)展,但仍與國(guó)外地質(zhì)學(xué)存在著一定的差距。因此當(dāng)今的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展對(duì)我們的人才培養(yǎng)目標(biāo)也提出了新的要求,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
(一)多層次性
我們不僅僅需要具有創(chuàng)新意識(shí)的地質(zhì)學(xué)學(xué)科帶頭人,同時(shí)我們也需要基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)并且掌握先進(jìn)科學(xué)技術(shù)、有實(shí)干精神的技術(shù)工作人員。
(二)多類型性
現(xiàn)代社會(huì)對(duì)于地質(zhì)人才的需求大概可以分為:基礎(chǔ)研究型、應(yīng)用型以及工程技術(shù)型人才這三種。其中前兩類是我們理學(xué)地質(zhì)學(xué)科的主要培養(yǎng)對(duì)象,而第三種也是我們應(yīng)該去探索和發(fā)展的一個(gè)新的方向。
(三)創(chuàng)新性
隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,我國(guó)也逐漸從創(chuàng)新大國(guó)向創(chuàng)新強(qiáng)國(guó)發(fā)展,因此在協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展的大背景下,地質(zhì)人才的培養(yǎng)更應(yīng)該注重對(duì)創(chuàng)新能力的挖掘和栽培。所培養(yǎng)出的地質(zhì)人才應(yīng)該不僅僅有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí),更具有放眼未來(lái)的創(chuàng)新發(fā)展能力。
合肥工業(yè)大學(xué)針對(duì)目前社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,對(duì)于地質(zhì)學(xué)學(xué)科人才培養(yǎng)目標(biāo)也做出了一系列的改進(jìn)和更新。我校地質(zhì)學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)為:本專業(yè)學(xué)生具有堅(jiān)實(shí)的地球科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能,獲得科學(xué)研究初步訓(xùn)練,接受地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面的科學(xué)思維和科學(xué)實(shí)踐訓(xùn)練,掌握地質(zhì)調(diào)查、科學(xué)研究、資源開(kāi)發(fā)和管理的基本技能,能在地球科學(xué)、地球與環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域從事科學(xué)技術(shù)工作的教學(xué)、科研及工程型人才。注重培養(yǎng)科學(xué)研究能力和發(fā)展?jié)摿Α6鴮?duì)于我校資源勘查工程專業(yè)的學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)為:適應(yīng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要,培養(yǎng)具備堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí),掌握地質(zhì)調(diào)查與勘探的室內(nèi)、外工作方法,能夠運(yùn)用現(xiàn)代地質(zhì)理論和先進(jìn)科技手段從事固體、液體、氣體礦產(chǎn)資源勘查、評(píng)價(jià)和管理,并獲得工程基本訓(xùn)練的德、智、體全面發(fā)展并富有創(chuàng)新精神的高級(jí)工程技術(shù)及其他專門人才。
五、課程體系建設(shè)
課程體系的建設(shè)是人才培養(yǎng)的關(guān)鍵,這也是合肥工業(yè)大學(xué)地質(zhì)學(xué)學(xué)科創(chuàng)新型人才培養(yǎng)改革的一個(gè)重點(diǎn)。在新的本科生培養(yǎng)方案(2015版)強(qiáng)調(diào)本科教育的基礎(chǔ)性,核心是強(qiáng)調(diào)學(xué)生的創(chuàng)新能力和自學(xué)能力的培養(yǎng)。該方案具有以下的特點(diǎn)。
(一)加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)
具體包括增加課間實(shí)習(xí)的次數(shù)、加強(qiáng)野外實(shí)習(xí)基地的建設(shè),以及加強(qiáng)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)等。我校地質(zhì)學(xué)學(xué)科專業(yè)的學(xué)生不僅在低年級(jí)有認(rèn)知實(shí)習(xí)、巢湖地質(zhì)實(shí)習(xí)等,針對(duì)我校地質(zhì)學(xué)學(xué)科在成礦流體系統(tǒng)與成巖成礦作用、斷裂構(gòu)造與大陸動(dòng)力學(xué)、造山過(guò)程與造山帶動(dòng)力學(xué)、沉積學(xué)與盆地分析、成巖成礦地球化學(xué)、資源探測(cè)與信息、納米礦物學(xué)與礦物材料等方面的主要研究方向,我校建設(shè)了銅陵礦集區(qū)礦床學(xué)實(shí)習(xí)基地。在銅陵礦集區(qū)進(jìn)行的高年級(jí)本科生以礦床學(xué)為中心,涵蓋巖石學(xué)、地層學(xué)、礦物學(xué)、礦相學(xué)、地球化學(xué)、資源勘查技術(shù)、采選冶技術(shù)、資源經(jīng)濟(jì)學(xué)、礦山環(huán)境評(píng)價(jià)等的礦產(chǎn)資源實(shí)踐教學(xué)。合肥工業(yè)大學(xué)為目前為數(shù)不多具有礦床學(xué)實(shí)習(xí)基地的學(xué)校,為學(xué)生的未來(lái)就業(yè)和發(fā)展提供了有力的保障。
(二)增加素質(zhì)教育課程,提高專業(yè)選修課比例
注重培養(yǎng)學(xué)生全方位發(fā)展的能力,要求學(xué)生選修兩門或者更多的非地學(xué)類的課程。提倡學(xué)生自主選課,選修自己興趣愛(ài)好和未來(lái)發(fā)展方向的課程,培養(yǎng)寬口徑地質(zhì)人才。學(xué)生不僅僅局限于選修傳統(tǒng)地質(zhì)課程,更可以選修資源規(guī)劃與管理、環(huán)境地質(zhì)學(xué)、全球氣候變化等新興發(fā)展方向。
(三)開(kāi)創(chuàng)“英才計(jì)劃”本碩連讀創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班,實(shí)行創(chuàng)新性人才培養(yǎng)模式
“地質(zhì)學(xué)”專業(yè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班的本碩一體化教學(xué)采取3+3模式:在一、二年級(jí)強(qiáng)化基礎(chǔ)課程;三年級(jí)主要開(kāi)設(shè)專業(yè)(技術(shù))基礎(chǔ)課程和主干專業(yè)課(同時(shí)開(kāi)始配備指導(dǎo)教師);四年級(jí)上學(xué)期開(kāi)設(shè)碩士研究生學(xué)位課,下學(xué)期進(jìn)入論文階段,該階段既是學(xué)士學(xué)位論文階段(完成學(xué)業(yè)和通過(guò)論文答辯后可獲得理學(xué)學(xué)士學(xué)位),也是碩士研究生論文開(kāi)始階段(在此期間和其后一個(gè)學(xué)期,穿插開(kāi)設(shè)碩士研究生選修課);五年級(jí)和六年級(jí)為碩士研究生論文工作階段(完成學(xué)業(yè)和通過(guò)論文答辯后可獲得理學(xué)碩士學(xué)位)。致力于培養(yǎng)從事基礎(chǔ)科學(xué)研究或高端技術(shù)應(yīng)用的高層次人才。
一、思想素質(zhì)良好,政治信念堅(jiān)定
長(zhǎng)期以來(lái)思想政治素質(zhì)好,理想信念堅(jiān)定,忠誠(chéng)黨的教育事業(yè),進(jìn)取向上,嚴(yán)于律己。作為無(wú)黨派人士,關(guān)心時(shí)事,積極學(xué)習(xí)黨和國(guó)家的有關(guān)政策,深刻領(lǐng)會(huì)黨的三個(gè)代表和總書記關(guān)于構(gòu)建和諧社會(huì)和科學(xué)發(fā)展觀的有關(guān)精神,堅(jiān)持實(shí)事求是的原則。正確地貫徹執(zhí)行黨的教育方針和各項(xiàng)方針政策。
二、教學(xué)水平精湛,教書育人精心
老師長(zhǎng)期擔(dān)任地質(zhì)工程等專業(yè)的本科生和研究生的教學(xué)工作,承擔(dān)了專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的大量教學(xué)任務(wù),年教學(xué)工作量大大超過(guò)額定工作量。先后主講了《地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》、《普通地質(zhì)學(xué)》、《地球動(dòng)力學(xué)》、《古生物地史學(xué)》、《專業(yè)英語(yǔ)》等課程。其中《普通地質(zhì)學(xué)》是地質(zhì)相關(guān)專業(yè)學(xué)生的十分重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,多年來(lái)她能夠做到把好教學(xué)環(huán)節(jié)中的每一關(guān),備課詳盡、細(xì)致,精心設(shè)計(jì)教案,在教學(xué)過(guò)程中較好地掌握教學(xué)節(jié)奏,針對(duì)課程的學(xué)科特點(diǎn),在收集了大量的圖片、圖冊(cè)、音像、錄影等基礎(chǔ)上編制的《普通地質(zhì)學(xué)》多媒體課件生動(dòng)精辟,為配合學(xué)生課外學(xué)習(xí),開(kāi)發(fā)的課程在線測(cè)試等都收到了十分良好的教學(xué)效果,被評(píng)為省精品課程。在課堂教學(xué)這一最重要的環(huán)節(jié),她以知識(shí)的傳授為根本,注意與學(xué)生的溝通與交流,并且注重授課方法,充分發(fā)揮教師、學(xué)生兩個(gè)主體的積極性和主動(dòng)性,培養(yǎng)學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng),極大地提高了課堂學(xué)習(xí)效果。她教過(guò)的學(xué)生都肯定地說(shuō),聽(tīng)了陳老師的課既學(xué)到了知識(shí),又學(xué)到了許多做人做事的道理。
作為老教師,老師注重對(duì)年輕教師在教學(xué)上的傳幫帶,從備課教案分析、試卷難宜程度的把握,到實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的內(nèi)容與授課技巧都能給予新進(jìn)教師精心細(xì)致的傳授。除課堂教學(xué)外,注重課余時(shí)間指導(dǎo)本科學(xué)生拓寬學(xué)習(xí)領(lǐng)域,增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣,精心指導(dǎo)低年級(jí)學(xué)生從感興趣的地質(zhì)問(wèn)題出發(fā),開(kāi)展科研活動(dòng),其中09級(jí)地質(zhì)工程專業(yè)學(xué)生完成的《淮南寒武系遺跡化石的發(fā)現(xiàn)》獲得學(xué)校挑戰(zhàn)杯賽二等獎(jiǎng),這對(duì)在校本科二年級(jí)的學(xué)生來(lái)說(shuō)也是罕見(jiàn)的。老師注意將科研課題的研究與教學(xué)相結(jié)合,指導(dǎo)本科生畢業(yè)實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì)數(shù)十人,培養(yǎng)研究生近二十人。每次從選題、材料的收集、初稿的寫作直到定稿的完成,她都做到仔細(xì)過(guò)問(wèn),悉心指導(dǎo),讓學(xué)生能很快認(rèn)識(shí)到自己的問(wèn)題所在,使論文寫作得以順利完成,對(duì)于學(xué)生的實(shí)習(xí)指導(dǎo)同樣認(rèn)真負(fù)責(zé)。
對(duì)劉嘉麒院士的采訪,是一次生動(dòng)的體驗(yàn)。記者面前的這位老者,精神矍鑠,和藹可親,言語(yǔ)生動(dòng)。在采訪劉先生的時(shí)候,記者時(shí)而為他描述的野外遇險(xiǎn)所擔(dān)憂,時(shí)而為他的妙語(yǔ)所觸動(dòng),時(shí)而為他爽朗的笑聲所感染。仿佛他不是年過(guò)花甲的院士,而是初登科學(xué)殿堂的學(xué)子,吃苦奮發(fā)的精神和對(duì)新事物的好奇心驅(qū)使著他不斷地向前。
劉院士口中敘述的人生,在記者的腦海中形成了美麗的畫卷,那是一幅詩(shī)一樣的畫卷:
“東方欲曉,莫道君行早,踏遍青山人未老,風(fēng)景這邊獨(dú)好”。
艱苦求知貴堅(jiān)持“對(duì)一個(gè)人來(lái)說(shuō),在艱苦環(huán)境中成長(zhǎng)是有好處的?!?/p>
1941年,劉嘉麒出生于遼寧省丹東市的一個(gè)普通市民家庭。1946年冬,全家回到故鄉(xiāng)遼寧省北鎮(zhèn)縣(現(xiàn)北鎮(zhèn)市),定居在醫(yī)巫閭山腳下的石佛村,務(wù)農(nóng)養(yǎng)家。
1949年初,家鄉(xiāng)解放。8歲的劉嘉麒第一次背上書包,進(jìn)入村小學(xué)讀書。父親早逝,全家生活陷入困境。但母親咬緊牙關(guān),沒(méi)讓兒子輟學(xué)。1957年初中畢業(yè)時(shí),正值全國(guó)高中招生緊縮,全班58名學(xué)生只有6人考上高中,他榜上有名。高中畢業(yè)時(shí),劉嘉麒已經(jīng)是全年級(jí)僅有的三名全優(yōu)生之一。
在報(bào)升學(xué)志愿時(shí),他遇到人生中第一個(gè)困難的抉擇。報(bào)考什么學(xué)校?當(dāng)這個(gè)問(wèn)題擺在劉嘉麒全家面前時(shí),得到的答案卻是十分無(wú)奈的,“什么學(xué)?;ㄥX少就考什么學(xué)校”。懂事的劉嘉麒填報(bào)了長(zhǎng)春地質(zhì)學(xué)院地球化學(xué)專業(yè)。誰(shuí)也不會(huì)想到,當(dāng)初無(wú)奈的選擇卻在幾十年后給共和國(guó)貢獻(xiàn)了一名優(yōu)秀的地質(zhì)學(xué)家。
入學(xué)不久,便趕上了中國(guó)經(jīng)濟(jì)最困難的時(shí)期,劉嘉麒在學(xué)校也吃不飽飯?!澳菚r(shí)候,早上吃一碗玉米面糊糊,第二節(jié)課開(kāi)始肚子就叫喚,后面的課只能硬扛著?!币恍┩瑢W(xué)忍受不了學(xué)校生活的艱苦而相繼退學(xué),“我們班35個(gè)人,開(kāi)學(xué)兩個(gè)月就走了8個(gè)人。我還算有點(diǎn)毅力,反正家里也是苦出身,就這么堅(jiān)持下來(lái)了?!?/p>
在這樣艱苦的學(xué)習(xí)環(huán)境下,劉嘉麒學(xué)習(xí)成績(jī)?nèi)匀幻星懊?965年畢業(yè)前,從全校約1300名畢業(yè)生中選拔學(xué)生報(bào)考研究生,最終考上14名(本校8名,外校6名),劉嘉麒是其中之一。
正當(dāng)劉嘉麒躊躇滿志地攀登學(xué)業(yè)高峰的時(shí)候,“”開(kāi)始了。1968年研究生畢業(yè)后,劉嘉麒被分配到遼寧營(yíng)口地質(zhì)隊(duì)接受再教育。之后又調(diào)動(dòng)到吉林冶金地質(zhì)研究所工作。在吉林冶金地質(zhì)研究所,劉嘉麒一如既往地努力工作,并且成為單位的研究室主任。
1978年,37歲的劉嘉麒面臨人生的又一次抉擇。這一年,研究生招生恢復(fù),他選擇了再次求學(xué)?!爸R(shí)的更新?lián)Q代很快,經(jīng)過(guò)10年的發(fā)展,我已經(jīng)有好多東西不了解。我想把落下的知識(shí)重新補(bǔ)回來(lái)?!?/p>
這次求學(xué)對(duì)劉嘉麒而言,需要有背水一戰(zhàn)的勇氣。37歲的他,已經(jīng)成家立業(yè),在單位也是業(yè)務(wù)骨干??既≈袊?guó)科學(xué)院地質(zhì)研究所地質(zhì)學(xué)家侯德封先生的研究生,當(dāng)然是件榮耀的事,但也意味著他要拋家舍業(yè),背井離鄉(xiāng)?!爱?dāng)時(shí)住的宿舍是1976年唐山地震時(shí)建的木板房,冬冷夏熱,蚊子蒼蠅到處飛,老鼠滿屋竄 ”這一住就是8年。談到這段艱苦的求學(xué)經(jīng)歷,劉嘉麒似乎有刻骨銘心的記憶,卻顯得毫不在意,“對(duì)一個(gè)人來(lái)說(shuō),在艱苦環(huán)境中成長(zhǎng)是有好處的。我當(dāng)時(shí)告誡自己,耽誤了10年,自己得30歲當(dāng)20歲過(guò),40歲當(dāng)30歲活?!?/p>
劉嘉麒是這么想的也是這么做的。他以前學(xué)的是俄語(yǔ),但入學(xué)后必須學(xué)英語(yǔ),快40歲的他硬是從ABC開(kāi)始,用最短的時(shí)間攻克了英語(yǔ)關(guān),為后來(lái)幾乎走遍世界,自如地進(jìn)行國(guó)際學(xué)術(shù)交流與合作奠定了基礎(chǔ)。在做學(xué)位論文的過(guò)程中,他選擇了當(dāng)時(shí)認(rèn)為很難攻克的年輕的同位素地質(zhì)年代學(xué)為主攻方向,在查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,虛心地學(xué)習(xí)他人的經(jīng)驗(yàn)和技能,努力改進(jìn)實(shí)驗(yàn)技術(shù),經(jīng)過(guò)一年多的努力,他用同位素稀釋法成功地測(cè)出一批高水平年輕的鉀氬地質(zhì)年齡,經(jīng)受住了國(guó)內(nèi)外同行的檢驗(yàn),直到現(xiàn)在仍為國(guó)內(nèi)外同行所認(rèn)可。
1981年,劉嘉麒以優(yōu)秀成績(jī)通過(guò)了碩士學(xué)位論文答辯,獲得碩士學(xué)位。緊接著他又報(bào)考了劉東生先生的博士研究生。1984年,劉嘉麒在攻讀博士學(xué)位期間,被派到新疆做支邊工作,負(fù)責(zé)建立放射性碳同位素測(cè)年實(shí)驗(yàn)室。他帶著所有能帶的資料和工具,獨(dú)自前往烏魯木齊,一干就是三年。他一邊工作,一邊撰寫尚未完成的博士論文,全靠手畫完成了數(shù)萬(wàn)字字跡工整的博士學(xué)位論文。1986年,他因博士論文及其相關(guān)工作“在中國(guó)東北地區(qū)新生代火山巖年代學(xué)研究”中做出卓越成就,被中國(guó)礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會(huì)授予首屆侯德封地球化學(xué)獎(jiǎng)。1990年,他又被國(guó)家教委和國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)評(píng)為“作出突出貢獻(xiàn)的中國(guó)博士學(xué)位獲得者”。
萬(wàn)水千山煉智勇“我去過(guò)七大洲,四大洋;概括說(shuō)就兩個(gè)地方,一個(gè)是沒(méi)人去的地方,一個(gè)是很少有人去的地方”。
劉嘉麒是一位地質(zhì)學(xué)家,在他看來(lái),去野外是和吃飯睡覺(jué)一樣普通的事情。他常說(shuō),地質(zhì)工作離開(kāi)了野外調(diào)查就成了無(wú)源之水、無(wú)本之木。即使在技術(shù)如此發(fā)達(dá)的今天,離開(kāi)實(shí)踐也什么都做不成。為了查明中國(guó)新生代火山巖的時(shí)空分布特征,他到過(guò)全國(guó)絕大部分火山分布地區(qū),在大興安嶺,東、西昆侖山和可可西里等地區(qū)新發(fā)現(xiàn)多處火山和地質(zhì)現(xiàn)象,獲得大量第一手資料,采集了許多寶貴樣本。
在野外考察,遇到各種危險(xiǎn)是常有的事。有時(shí)為了采集到合適的樣本,登高山、攀陡崖、涉急流,甚至?xí)龅缴kU(xiǎn)。有一年,劉嘉麒去西昆侖山考察,沿著克里雅河一路上行,在過(guò)河谷時(shí),他被上游流下的洪水沖倒在河里,“那條河也就2米多寬,但水流特別急,水很涼,里面還夾著石頭,我被急流沖倒在水中,幸虧同行的當(dāng)?shù)叵驅(qū)Х磻?yīng)快,一個(gè)箭步?jīng)_上來(lái)抓住我的衣服,把我從水中撈上來(lái),否則后果不堪設(shè)想。”
“面對(duì)危險(xiǎn)的時(shí)候,您害怕嗎?”聽(tīng)完這段敘述,記者提出了一個(gè)問(wèn)題。
“顧不上?!眲⒓西璧幕卮鸷?jiǎn)潔而干脆,“越到危險(xiǎn)的時(shí)候,越不知道害怕。害怕沒(méi)用,只能靠智慧、經(jīng)驗(yàn)和勇氣去戰(zhàn)勝它?!?/p>
1990年秋,中日聯(lián)合考察隊(duì)考察可可西里地區(qū),由于原隊(duì)長(zhǎng)高山反應(yīng)強(qiáng)烈不能進(jìn)山,劉嘉麒臨時(shí)受命帶領(lǐng)11輛車30余人向青藏高原腹地進(jìn)發(fā),越過(guò)東昆侖、向陽(yáng)湖,直達(dá)可可西里主峰岡扎日腳下,在海拔5000米以上的高山采集樣本,獲取了寶貴的資料。
“一天,出發(fā)前考察組跟后勤車定好了宿營(yíng)地點(diǎn),晚上直接在那會(huì)合。可是,晚上到了指定地點(diǎn),發(fā)現(xiàn)帶著帳篷和食品的后勤車不見(jiàn)了,大家就傻了,天黑了,漫無(wú)邊際到哪去找?當(dāng)時(shí)既無(wú)移動(dòng)電話,也無(wú)衛(wèi)星定位儀,怎么辦?”劉嘉麒回憶說(shuō),“我找了隊(duì)里一位能辨識(shí)車輪痕跡的司機(jī),帶了兩輛吉普車,趕回早晨出發(fā)的地方(約18公里路);到了以后,辨別車輪的痕跡,追著車輪的痕跡走。從晚上7點(diǎn)出發(fā),追到次日凌晨3點(diǎn)多,找到了;原來(lái)是后勤車走錯(cuò)了路,鉆到另一道山溝里,待司機(jī)發(fā)現(xiàn)走錯(cuò)了路,已不知往哪退了。”
回憶起那段經(jīng)歷,劉嘉麒動(dòng)情地說(shuō),“那是我這一生中跑野外最驚心動(dòng)魄的一次,帶著一隊(duì)人馬在可可西里無(wú)人區(qū)馳騁。下山時(shí),正趕上風(fēng)雪交加,隊(duì)員們寧可辛苦饑餓也不愿停下來(lái)安營(yíng)扎寨,于是就日夜兼程,本來(lái)就沒(méi)有路的高原曠野,被雪一蓋更難辨識(shí)路徑,夜里行軍更難,一旦走錯(cuò)了路,不僅會(huì)使隊(duì)伍陷入困境,甚至可能發(fā)生意想不到的險(xiǎn)情。走著走著,有人就發(fā)問(wèn),是不是走錯(cuò)了?其實(shí)我心里也沒(méi)底,但作為領(lǐng)隊(duì)不能亂了方寸,我綜合各種資料,憑著經(jīng)驗(yàn)判斷行進(jìn)方向是對(duì)的,硬著頭皮帶車隊(duì)往前走。天亮的時(shí)候,到了一個(gè)山梁,一對(duì)地圖,沒(méi)錯(cuò)!哎呀,當(dāng)時(shí)有一種死里逃生的感覺(jué) ”
劉嘉麒從事地質(zhì)工作40多年,除了各個(gè)省區(qū)市,還到過(guò)世界上許多地方。在南極,他是第一位兩次考察欺騙島現(xiàn)代火山的中國(guó)科學(xué)家,在冰芯和湖泊巖芯中發(fā)現(xiàn)多層火山灰,研究了火山活動(dòng)與冰川形成及氣候變化的相互關(guān)系;在北極,他和同事在冰川湖中打下了中國(guó)學(xué)者的第一鉆,為研究全球氣候變化獲取了寶貴資料;在地中海沿岸,他與意大利同行合作,對(duì)著名的維蘇威火山及正在噴發(fā)的埃特納火山、斯特朗伯利火山進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)考察和測(cè)量,親身感受到火山資源的保護(hù)利用和火山災(zāi)害的監(jiān)測(cè)防御對(duì)人類的重要;在東非大裂谷,年過(guò)六旬的他和年輕人一起,冒著40多攝氏度的高溫和不斷涌出的毒氣,考察了全球惟一的巖漿湖,對(duì)西方有的學(xué)者認(rèn)為東非大裂谷將分裂為新大陸和新大洋的觀點(diǎn)提出質(zhì)疑。
“有人問(wèn)我,你這一輩子都去過(guò)哪些地方?!眲⒓西栾L(fēng)趣地告訴記者,“我去過(guò)七大洲,四大洋;概括說(shuō)就兩個(gè)地方,一個(gè)是沒(méi)人去的地方,一個(gè)是很少有人去的地方”。
在長(zhǎng)期的地質(zhì)生涯中,劉嘉麒主持完成多項(xiàng)科研任務(wù)。在我國(guó),他率先用同位素稀釋法成功地測(cè)出一批高水平年輕的鉀氬地質(zhì)年齡;首先發(fā)現(xiàn)并確定了中國(guó)存在的瑪珥湖,開(kāi)展了瑪珥湖沉積物高分辨率紋層年代學(xué)和氣候環(huán)境記錄研究;全面調(diào)查研究了中國(guó)新生代火山的時(shí)空分布規(guī)律和巖石地球化學(xué)特征,確定了中國(guó)現(xiàn)存的活火山,劃分了新生代火山幕,提出了火山活動(dòng)與構(gòu)造氣候旋回的新觀點(diǎn);深入研究火山災(zāi)害的監(jiān)測(cè)與預(yù)防,火山資源的開(kāi)發(fā)與利用,推動(dòng)玄武巖纖維材料在我國(guó)的發(fā)展與應(yīng)用;積極推進(jìn)在火山巖中尋找油氣藏,開(kāi)拓尋找石油天然氣的新領(lǐng)域。他在同位素地質(zhì)年代學(xué),火山地質(zhì)與資源災(zāi)害,第四紀(jì)地質(zhì)與環(huán)境,極地地質(zhì)與環(huán)境等方面做了大量開(kāi)創(chuàng)性工作,并為東北和新疆等地的經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。
換位思考為師長(zhǎng)“把科學(xué)的前沿,最新的知識(shí)、最新的發(fā)展趨勢(shì)講給學(xué)生;同時(shí),也不能忽視最基礎(chǔ)的東西?!?/p>
劉嘉麒是一位兢兢業(yè)業(yè)的地質(zhì)學(xué)家,也是一位認(rèn)真負(fù)責(zé)的老師,一位以身作則的領(lǐng)導(dǎo)。從學(xué)生到學(xué)者再到地質(zhì)所領(lǐng)導(dǎo),他熱心輔佐師長(zhǎng),幫助同事,培育學(xué)生,團(tuán)結(jié)他人一道工作。他從課題組長(zhǎng)、研究室主任、研究所所長(zhǎng),到國(guó)家級(jí)學(xué)會(huì)理事長(zhǎng),總是想著如何把他所在的集體搞好。
“我去研究生院授課,身份從原來(lái)的學(xué)生變成老師了。既為老師就要多為學(xué)生著想,要換位思考。當(dāng)年我對(duì)老師講課也時(shí)常評(píng)論,哪個(gè)講得好,哪個(gè)講得不好。現(xiàn)在自己成老師了,學(xué)生也會(huì)有議論有要求,只是一般不會(huì)當(dāng)面講。按照我當(dāng)學(xué)生時(shí)的感覺(jué)和現(xiàn)在學(xué)生的意見(jiàn),不斷豐富講課的內(nèi)容,增加課程的信息量,把科學(xué)的前沿、最新的知識(shí)、最新的發(fā)展趨勢(shì)講給學(xué)生;同時(shí),也不能忽視最基礎(chǔ)的東西,基礎(chǔ)的東西講不清楚,掌握不牢也不行;所以要將基礎(chǔ)和前沿的東西密切結(jié)合?!?/p>
劉嘉麒在研究生院授課已26載,每堂課他都認(rèn)真?zhèn)湔n,不僅講授的內(nèi)容豐富新穎,還用精彩的多媒體資料增加對(duì)學(xué)生的吸引力?!叭绻阒v課把學(xué)生講睡著了,那就是不成功?!?/p>
工作的時(shí)候,劉嘉麒總是強(qiáng)調(diào)集體精神,“精英的作用不容忽視,但沒(méi)有好的群體很難培養(yǎng)出杰出人才,猶如貧瘠的土地長(zhǎng)不出好的莊稼?!彼娜烁聍攘ξ車娜?。多年來(lái),他所在學(xué)科組的國(guó)際合作一直不斷,與他們的學(xué)術(shù)水平和學(xué)術(shù)風(fēng)格不無(wú)關(guān)系。
在地質(zhì)所當(dāng)所長(zhǎng)的時(shí)候,劉嘉麒一直要求領(lǐng)導(dǎo)班子“團(tuán)結(jié)、廉潔、公正、奮進(jìn)” 團(tuán)結(jié)增力量,廉潔得人心,公正長(zhǎng)威信,奮進(jìn)出成績(jī)。他關(guān)心廣大職工的疾苦,努力為青年人成長(zhǎng)創(chuàng)造好的環(huán)境;首先倡導(dǎo)并實(shí)施了產(chǎn)、學(xué)、研三結(jié)合培養(yǎng)人才的途徑,為生產(chǎn)部門培養(yǎng)了一大批杰出的人才。
2007年,劉嘉麒被選為中國(guó)科普作家協(xié)會(huì)理事長(zhǎng),這是一項(xiàng)全新的工作,盡管他的科研任務(wù)繁重,卻仍然盡職盡責(zé),“我的科學(xué)知識(shí)來(lái)源于人民,來(lái)源于社會(huì),理所當(dāng)然地應(yīng)回報(bào)給人民,回報(bào)給社會(huì),這是每位有良知的科學(xué)家的社會(huì)責(zé)任?!?/p>
科學(xué)淺說(shuō)火山地質(zhì)學(xué)
火山地質(zhì)學(xué)是研究地球乃至其他星球上火山作用及其形成的地質(zhì)體的地質(zhì)學(xué)分支學(xué)科。其主要研究?jī)?nèi)容包括火山作用的地質(zhì)背景和動(dòng)力機(jī)制,火山噴發(fā)的類型及其產(chǎn)物,火山巖的分類及巖石地球化學(xué)特征,火山資源與災(zāi)害,火山的時(shí)空分布規(guī)律,火山作用在地球形成演化中的作用和影響等。
論文摘要:大地構(gòu)造學(xué)理論在中國(guó)發(fā)展不足100年,但在這短暫的時(shí)間內(nèi)我們看到了中國(guó)地質(zhì)學(xué)界的"百家爭(zhēng)鳴",看到了中國(guó)大地構(gòu)造理論的日益豐富和繁榮。本文將結(jié)合世界大地構(gòu)造理論發(fā)展的大體背景,重點(diǎn)介紹中國(guó)近百年間地質(zhì)界產(chǎn)生的幾種主要觀點(diǎn)或代表性的學(xué)說(shuō),并就當(dāng)前中國(guó)大地構(gòu)造理論發(fā)展的現(xiàn)狀,提出一些個(gè)人的觀點(diǎn)。
19世紀(jì)中葉到20世紀(jì)中葉,隨著工業(yè)的發(fā)展,人類廣泛開(kāi)展了礦產(chǎn)及區(qū)域地質(zhì)研究,把地質(zhì)科學(xué)推向更高的階段,并誕生了一門研究巖石圈的組成、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)(包括變形和變位)及演化的一門綜合性很強(qiáng)的地質(zhì)學(xué)分支學(xué)科—大地構(gòu)造學(xué)。在大地構(gòu)造學(xué)的發(fā)展史中,曾出現(xiàn)過(guò)許多學(xué)說(shuō),如收縮說(shuō)、重力均衡說(shuō)、對(duì)流說(shuō)、脈動(dòng)說(shuō)、膨脹說(shuō)、重力分異說(shuō)、放射性旋回說(shuō)、振蕩說(shuō)、放射性熱 融化說(shuō)等,我們?yōu)槭裁匆粩喟l(fā)展大地構(gòu)造學(xué)理論呢?
我認(rèn)為有以下幾點(diǎn)原因:大地構(gòu)造理論有不少待完善的地方,尚需不斷地探索研究;由大地構(gòu)造學(xué)在地質(zhì)學(xué)中的重要地位決定的,每一次新的大地構(gòu)造學(xué)理論的提出,常標(biāo)志著地質(zhì)學(xué)進(jìn)入一個(gè)更高水平階段;甚至,板塊構(gòu)造學(xué)的提出被譽(yù)為地質(zhì)學(xué)中一次偉大的革命。大地構(gòu)造學(xué)研究與人們的生產(chǎn)、生活聯(lián)系密切。煤、石油、天然氣、金屬礦產(chǎn)等等能源和礦產(chǎn)的勘探都需要大地構(gòu)造學(xué)理論的指導(dǎo),火山、地震、陷落、崩塌等對(duì)人類威脅極極大地自然災(zāi)害,是地球運(yùn)動(dòng)無(wú)法避免的表現(xiàn)形式,只有運(yùn)用大地構(gòu)造理論探明地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)才能掌握其規(guī)律做到有效預(yù)報(bào)。
大地構(gòu)造理論在中國(guó)的發(fā)展大致可以分為三個(gè)階段:20世紀(jì)以前的零星、分散的大陸地質(zhì)調(diào)查,并在19世紀(jì)末形成“槽臺(tái)理論”,稱為中國(guó)大地構(gòu)造理論研究的傳統(tǒng)階段;20世紀(jì)40年代初,以李四光為代表的地質(zhì)力學(xué)理論,稱為中國(guó)大地構(gòu)造理論研究的過(guò)度階段;20世紀(jì)初提出“大陸漂移假說(shuō)”,20世紀(jì)70年代形成了板塊構(gòu)造理論。20世紀(jì)后半葉進(jìn)行的板塊理論完善和對(duì)地球深部動(dòng)力系統(tǒng)的探索。
1 槽臺(tái)學(xué)說(shuō)
1885年,e.修斯提出了地臺(tái)的概念。后來(lái)前蘇聯(lián)學(xué)者將地層厚度小而產(chǎn)狀平緩,地殼運(yùn)動(dòng)以整體上升下降為主的地區(qū)命名為地臺(tái)。1900年,法國(guó)e.奧格在其著作《地槽和大陸塊》中,明確地把地槽和地臺(tái)統(tǒng)一起來(lái),作為地殼上的兩個(gè)基本構(gòu)造單元。自此以后,地槽和地臺(tái)理論就作為相互聯(lián)系的不可分割的完整學(xué)說(shuō)形成和發(fā)展起來(lái),稱為地槽地臺(tái)說(shuō),簡(jiǎn)稱槽臺(tái)說(shuō)。槽臺(tái)學(xué)說(shuō)的基本觀點(diǎn)是認(rèn)為地殼運(yùn)動(dòng)主要受垂直運(yùn)動(dòng)所控制,水平運(yùn)動(dòng)是次要的,地殼運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力來(lái)源是地球內(nèi)部物質(zhì)的重力分異作用,物質(zhì)受熱變輕向上流動(dòng)造成地表上升隆起,物質(zhì)冷卻變重下沉則造成地表下降凹陷。
20世紀(jì)中葉,在槽臺(tái)說(shuō)的基礎(chǔ)上,我國(guó)老一輩的地質(zhì)學(xué)家提出了有創(chuàng)見(jiàn)性的大地構(gòu)造學(xué)說(shuō),它們是黃汲清的“多旋回構(gòu)造運(yùn)動(dòng)說(shuō)”和陳國(guó)達(dá)的“地洼學(xué)說(shuō)”。
1.1 多旋回構(gòu)造運(yùn)動(dòng)說(shuō)
黃汲清1945年指出:地槽的發(fā)展不是單旋回的,而是多旋回的。50年代黃汲清初步提出了中國(guó)深斷裂類型,并認(rèn)為深斷裂也是多旋回活動(dòng)的。70年代以來(lái),黃汲清進(jìn)一步把多旋回構(gòu)造運(yùn)動(dòng)理論與板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)結(jié)合起來(lái),認(rèn)為板塊運(yùn)動(dòng)也是長(zhǎng)期的、多旋回發(fā)展的。
1.2 地洼學(xué)說(shuō)
50年代末期,陳國(guó)達(dá)認(rèn)為中生代以來(lái)地殼演化進(jìn)入了新階段,其大地構(gòu)造性質(zhì)是一種新型活動(dòng)區(qū),是從地臺(tái)區(qū)向活動(dòng)區(qū)轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物。陳國(guó)達(dá)把這種新型活動(dòng)區(qū)叫做“地洼區(qū)”,它是大陸殼發(fā)展演化的第三個(gè)構(gòu)造單元。揭示了大陸殼的發(fā)展過(guò)程,并非如槽臺(tái)說(shuō)認(rèn)為的那樣,直線式的僅由地槽階段發(fā)展到地臺(tái)階段,而是多階段發(fā)展的。
在同期我國(guó)的地質(zhì)學(xué)家李四光提出了具有里程碑意義的大地構(gòu)造學(xué)說(shuō)—地質(zhì)力學(xué)。
2 地質(zhì)力學(xué)
地質(zhì)力學(xué)是力學(xué)與地質(zhì)學(xué)相結(jié)合的邊緣科學(xué),用力學(xué)原理研究地殼構(gòu)造和地殼運(yùn)動(dòng)及其起因的科學(xué)。地質(zhì)力學(xué)認(rèn)為1.許多地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象,都是地殼運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。2.構(gòu)造形跡不是孤立存在的,而是互相聯(lián)系、互相制約的,每項(xiàng)構(gòu)造形跡都有和它相伴生的有成因聯(lián)系的一群構(gòu)造形跡。而且探討了地殼運(yùn)動(dòng)的起源和力的來(lái)源問(wèn)題。地質(zhì)力學(xué)的主要貢獻(xiàn)在于闡明了地殼構(gòu)造的空間展布規(guī)律。地質(zhì)力學(xué)特別重視地殼的改造,它不是把各種構(gòu)造形跡看成孤立的、零碎的、偶然的、互不相關(guān)的現(xiàn)象,而是認(rèn)為彼此之間有內(nèi)在的、本質(zhì)的、規(guī)律性的聯(lián)系。
3 板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)
板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)是60年代末興起的,是現(xiàn)今世界上最盛行的大地構(gòu)造學(xué)說(shuō)。它是在大陸漂移、海底擴(kuò)張學(xué)說(shuō)基礎(chǔ)上,綜合大洋和大陸的地質(zhì)研究資料發(fā)展而來(lái)的。70年代初,我國(guó)地質(zhì)學(xué)家李春昱積極引進(jìn)板塊構(gòu)首次用板塊演說(shuō)系統(tǒng)解釋了秦嶺、祁連山的構(gòu)造發(fā)展史,同期,大地構(gòu)造學(xué)家任紀(jì)舜將原屬中朝準(zhǔn)地臺(tái)的“淮陽(yáng)地盾”劃入秦嶺造山帶,對(duì)中國(guó)東部構(gòu)造劃分做了重要修正,全面論述中國(guó)構(gòu)造演化,發(fā)展了多旋回思想。大地構(gòu)造學(xué)家郭令智確定了華南不同時(shí)代溝弧盆構(gòu)造體系,自西北向東南從老到新的發(fā)展演化趨勢(shì),首次論證了元古代華南板塊向揚(yáng)子板塊俯沖、碰撞,闡明了華南地殼增生規(guī)律。
目前如何利用板塊理論對(duì)板塊內(nèi)部及大陸地質(zhì)歷史演化過(guò)程予以揭示,仍然是一個(gè)難題。關(guān)于板塊驅(qū)動(dòng)力的問(wèn)題,雖然有關(guān)學(xué)者提供了多種可能方式,但仍然是處于求索過(guò)程中。板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)仍在不斷的完善和發(fā)展。
4 幾點(diǎn)反思
大地構(gòu)造學(xué)理論的發(fā)展經(jīng)歷了200多年,在這之間有進(jìn)步,也走了一些彎路。在我看來(lái),任何一門學(xué)科理論的發(fā)展離不開(kāi)自然科學(xué)乃至社會(huì)科學(xué)其他學(xué)科發(fā)展的推動(dòng),任何一門學(xué)科不可能孤獨(dú)的存在于科學(xué)的殿堂中。一些被取代的理論也有很多價(jià)值可以發(fā)掘。不宜全盤否定。我們是站在巨人的肩膀上推動(dòng)科技的進(jìn)步,這些已經(jīng)被取代的理論很有可能就是你要找的巨人。理論的發(fā)展離不開(kāi)實(shí)踐的檢驗(yàn),一個(gè)理論能稱之為公理或被科學(xué)拋棄都是實(shí)踐的結(jié)果,這就要求我們做地質(zhì)工作要有實(shí)干精神以及服務(wù)社會(huì)的品質(zhì)。
參考文獻(xiàn):
[1] 巫建華,劉帥.大地構(gòu)造學(xué)概論與中國(guó)大地構(gòu)造學(xué)綱要.北京:地質(zhì)出版社,2008.
[2] 萬(wàn)天豐.中國(guó)大地構(gòu)造學(xué)綱要.北京:地質(zhì)出版社,2004.
1.1水文地質(zhì)學(xué)科涵義與研究對(duì)象
地下水即是賦存于地面以下巖石空隙中的水。地下水的功能主要包括:資源、生態(tài)環(huán)境因子、災(zāi)害因子、地質(zhì)營(yíng)力與信息載體。地下水及賦存地下水的介質(zhì)還具有一些另外的功能。水文地質(zhì)學(xué)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用是與地下水及其賦存介質(zhì)的功能相聯(lián)系的。
1.2水文地質(zhì)學(xué)的定義
地下水這一名詞有廣義與狹義之分。廣義的地下水是指賦存于地面以下巖土空隙中的水;包氣帶及飽水帶中所有含于巖石空隙中的水均屬之。狹義的地下水僅指賦存于飽水帶巖土空隙中的水。
水文地質(zhì)學(xué)(hydrogeology)是研究地下水的數(shù)量和質(zhì)量隨空間和時(shí)間變化的規(guī)律,以及合理利用地下水或防治其危害的學(xué)科。它研究在與巖石圈、水圈、大氣圈、生物圈以及人類活動(dòng)相互作用下地下水水量和水質(zhì)的時(shí)空變化規(guī)律以及如何運(yùn)用這些規(guī)律興利除害。
1.3水文地質(zhì)學(xué)研究的范疇及任務(wù)
水文地質(zhì)學(xué)是研究地下水的科學(xué),主要研究地下水的分布、運(yùn)動(dòng)和形成規(guī)律,地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分,地下水資源評(píng)價(jià)、開(kāi)發(fā)及其合理利用,地下水對(duì)工程建設(shè)和礦山開(kāi)采的不利影響及其防治等。在不同環(huán)境中,地下水的埋藏、分布、運(yùn)動(dòng)和組成成分均不相同。查明上述各方面狀況,可為科學(xué)地利用或防治地下水提供根據(jù)。水文地質(zhì)學(xué)對(duì)地下水的研究,著重自然歷史和地質(zhì)環(huán)境的影響,同主要用水文循環(huán)和水量平衡原理研究地下水的地下水水文學(xué)關(guān)系密切,只是研究的側(cè)重點(diǎn)稍有不同。
1.4水文地質(zhì)學(xué)及分支
隨著科學(xué)的發(fā)展和生產(chǎn)建設(shè)的需要,水文地質(zhì)學(xué)又分為區(qū)域水文地質(zhì)學(xué)、地下水動(dòng)力學(xué)、水文地球化學(xué)、供水水文地質(zhì)學(xué)、礦床水文地質(zhì)學(xué)、土壤改良水文地質(zhì)學(xué)等分支學(xué)科。近年來(lái),水文地質(zhì)學(xué)與地?zé)?、地震、環(huán)境地質(zhì)等方面的研究相互滲透,又形成了若干新領(lǐng)域,如環(huán)境水文地質(zhì)學(xué)、地下水資源管理、同位素水文地質(zhì)學(xué)等。隨著生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,人類對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響到了舉足輕重的地步,與環(huán)境生態(tài)有關(guān)的水文地質(zhì)問(wèn)題迅速增長(zhǎng)。
水文地質(zhì)學(xué)是從尋找和利用地下水源開(kāi)始發(fā)展的,圍繞實(shí)際應(yīng)用,逐漸開(kāi)展了理論研究,目前已形成了一系列分支。
1.4.1地下水動(dòng)力學(xué)
地下水動(dòng)力學(xué)是研究地下水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,探討地下水量、水質(zhì)和溫度傳輸?shù)挠?jì)算方法,進(jìn)行水文地質(zhì)定量模擬。這是水文地質(zhì)學(xué)的重要基礎(chǔ)。
1.4.2水文地球化學(xué)
水文地球化學(xué)是水文地質(zhì)學(xué)的另一個(gè)重要基礎(chǔ)。研究各種元素在地下水中的遷移和富集規(guī)律,利用這些規(guī)律探討地下水的形成和起源、地下水污染形成的機(jī)制和污染物在地下水中的遷移和變化、地下水與礦產(chǎn)形成和分布的關(guān)系,尋找金屬礦床、放射性礦床、石油和天然氣,研究礦水的形成和分布等。
1.4.3供水水文地質(zhì)學(xué)
供水水文地質(zhì)學(xué)是為了確定供水水源而尋找地下水,通過(guò)勘察,查明含水層的分布規(guī)律、埋藏條件,進(jìn)行水質(zhì)與水量評(píng)價(jià)。合理開(kāi)發(fā)利用并保護(hù)地下水資源,按含水系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)管理。
1.4.4礦床水文地質(zhì)學(xué)
礦床水文地質(zhì)學(xué)是研究采礦時(shí)地下水涌入礦坑的條件,預(yù)測(cè)礦坑涌水量以及其它與采礦有關(guān)的水文地質(zhì)問(wèn)題。
1.4.5農(nóng)業(yè)水文地質(zhì)學(xué)
農(nóng)業(yè)水文地質(zhì)學(xué)的內(nèi)容主要包括兩方面,一是為農(nóng)田提供灌溉水源進(jìn)行水文地質(zhì)研究;二是為沼澤地和鹽堿地的土壤改良,防治次生土壤鹽堿化等問(wèn)題進(jìn)行水文地質(zhì)論證。
1.4.6水文地?zé)釋W(xué)
地?zé)崾且环N新的能源,如何利用由地下熱水或熱蒸汽攜至地表的地?zé)崮埽脕?lái)取暖、溫室栽培或地?zé)岚l(fā)電等,以及地下熱水的形成、分布規(guī)律,以及勘察與開(kāi)發(fā)方法等,是水文地?zé)釋W(xué)的研究?jī)?nèi)容。
1.4.7區(qū)域水文地質(zhì)學(xué)
區(qū)域水文地質(zhì)學(xué)是研究地下水區(qū)域性分布和形成規(guī)律,以指導(dǎo)進(jìn)一步水文地質(zhì)勘察研究,為各種目的的經(jīng)濟(jì)區(qū)劃提供水文地質(zhì)依據(jù)。
1.4.8古水文地質(zhì)學(xué)
古水文地質(zhì)學(xué)是研究地質(zhì)歷史時(shí)期地下水的形成、埋藏分布、循環(huán)和化學(xué)成分的變化等。據(jù)此,可以分析古代地下水的起源與形成機(jī)制,闡明與地下水有關(guān)的各種礦產(chǎn)的形成、保存與破壞條件。
地下水的形成和分布與地質(zhì)環(huán)境有密切聯(lián)系。水文地質(zhì)學(xué)以地質(zhì)學(xué)為基礎(chǔ),同時(shí)又與巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、地史學(xué)、地貌學(xué)、第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)等學(xué)科關(guān)系密切。工程地質(zhì)學(xué)是與水文地質(zhì)學(xué)是同時(shí)相應(yīng)發(fā)展起來(lái)的,因此兩者有不少內(nèi)容相互交叉。
地下水積極參與水文循環(huán),一個(gè)地區(qū)水循環(huán)的強(qiáng)度與頻率,往往決定著地下水的補(bǔ)給狀況。因此,水文地質(zhì)學(xué)與水文學(xué)、氣象學(xué)、氣候?qū)W有密切關(guān)系,水文學(xué)的許多方法也可應(yīng)用于水文地質(zhì)學(xué)。地下水運(yùn)動(dòng)的研究,是以水力學(xué)、流體力學(xué)理論為基礎(chǔ)的,并應(yīng)用各種數(shù)學(xué)方法和計(jì)算技術(shù)。
2 水文地質(zhì)學(xué)演化歷史與發(fā)展現(xiàn)狀
2.1水文地質(zhì)學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史
人們?cè)缭谶h(yuǎn)古時(shí)代就已打井取水。中國(guó)已知最古老的水井是距今約5700年的浙江余姚河姆渡古文化遺址水井。古波斯時(shí)期在德黑蘭附近修建了坎兒井,最長(zhǎng)達(dá)26公里,最深達(dá)150米。約公元前250年,在中國(guó)四川,為采地下鹵水開(kāi)鑿了深達(dá)百米以上的自流井。中國(guó)漢代鑿龍首渠,是一種井、渠結(jié)合的取水建筑物。在利用井泉的過(guò)程中,人們也探索了地下水的來(lái)源。法國(guó)帕利西、中國(guó)徐光啟和法國(guó)馬略特,先后指出了井泉水來(lái)源于大氣降水或河水入滲。馬略特還提出了含水層與隔水層的概念。
1855年,法國(guó)水力工程師達(dá)西,進(jìn)行了水通過(guò)砂的滲透試驗(yàn),得出線性滲透定律,即著名的達(dá)西定律,奠定了水文地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)。1863年,法國(guó)裘布依以達(dá)西定律為基礎(chǔ),提出計(jì)算潛水流的假設(shè)和地下水流向井的穩(wěn)定流公式。1885年。英國(guó)的張伯倫確定了自流井出現(xiàn)的地質(zhì)條件。奧地利福希海默在1885年制出了流網(wǎng)圖并開(kāi)始應(yīng)用映射法。
19世紀(jì)末20世紀(jì)初,對(duì)地下水起源又提出了一些新的學(xué)說(shuō)。奧地利修斯于1902年提出了初生說(shuō)。美國(guó)萊恩、戈登和俄國(guó)安德魯索夫在1908年分別提出在自然界中存在與沉積巖同時(shí)生成的沉積水。1912年,德國(guó)凱爾哈克提出地下水和泉的分類,總結(jié)了地下水的埋藏特征和排泄條件。美國(guó)邁因策爾于1928年提出了承壓含水層的壓縮性和彈性。他們?yōu)樗牡刭|(zhì)學(xué)的形成作出了重要貢獻(xiàn)。
泰斯于1935年利用地下水非穩(wěn)定流與熱傳導(dǎo)的相似性,得出了地下水流向水井的非穩(wěn)定流公式即泰斯公式,把地下水定量計(jì)算推進(jìn)到了一個(gè)新階段。20世紀(jì)中葉,蘇聯(lián)奧弗琴尼科夫和美國(guó)的懷特在水文地球化學(xué)方面作出了許多貢獻(xiàn)。到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束時(shí),在地下水的賦存、運(yùn)動(dòng)、補(bǔ)給、排泄、起源以至化學(xué)成分變化、水量評(píng)價(jià)等方面,均有了較為系統(tǒng)的理論和研究方法。水文地質(zhì)學(xué)已經(jīng)發(fā)展成為一門成熟的學(xué)科。
20世紀(jì)中葉以來(lái),合理開(kāi)發(fā)、科學(xué)管理與保護(hù)地下水資源的迫切性和有關(guān)的環(huán)境問(wèn)題,越來(lái)越引起人們的重視。同時(shí),人們對(duì)某些地下水運(yùn)動(dòng)過(guò)程有了新的認(rèn)識(shí)。1946年起,雅可布和漢圖什等論述了孔隙承壓含水層的越流現(xiàn)象。英國(guó)博爾頓和美國(guó)的紐曼分別導(dǎo)出了潛水完整井非穩(wěn)定流方程。
由于預(yù)測(cè)地下水運(yùn)動(dòng)過(guò)程的需要,促進(jìn)了水文地質(zhì)模擬技術(shù)的發(fā)展,20世紀(jì)30年代開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)室物理模擬,40年代末發(fā)展起來(lái)的電網(wǎng)絡(luò)模擬,到50—60年代在解決水文地質(zhì)問(wèn)題中得到應(yīng)用。
由于電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,70~80年代,地下水?dāng)?shù)學(xué)模擬成為處理復(fù)雜水文地質(zhì)問(wèn)題的主要手段。同時(shí),同位素方法在確定地下水平均貯留時(shí)間,追蹤地下水流動(dòng)等研究中得到應(yīng)用。遙感技術(shù)及數(shù)學(xué)地質(zhì)方法也被引進(jìn),用以解決水文地質(zhì)問(wèn)題。對(duì)于地下水中污染物的運(yùn)移和開(kāi)采地下水引起的環(huán)境變化,引起廣泛的重視。20世紀(jì)60年代以來(lái),加拿大的托特提出了地下水流動(dòng)系統(tǒng)理論,為水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展開(kāi)拓了新的發(fā)展前景。
2.2國(guó)外水文地質(zhì)學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀
水文地質(zhì)學(xué)是一門年輕的學(xué)科,它是基于地下水在地質(zhì)單元內(nèi)運(yùn)移時(shí)所發(fā)生的物理和化學(xué)變化而發(fā)展起來(lái)的,水文地質(zhì)學(xué)是研究地下水的數(shù)量和質(zhì)量隨空間和時(shí)間變化的規(guī)律,以及合理利用地下水或防治其危害的學(xué)科。水文地質(zhì)學(xué)誕生于19世紀(jì)中期,在20世紀(jì)初,依據(jù)法國(guó)水文地質(zhì)學(xué)理論原則(A.Hazen,C.Slichter,F(xiàn).King,O.Mainzer等),美國(guó)水文地質(zhì)科學(xué)家發(fā)展了實(shí)用水文地質(zhì)學(xué)的應(yīng)用。與此同時(shí),德國(guó)和奧地利的水文地質(zhì)學(xué)家(F.Forchheimer,A.Thiem,O.Smreker,J.Kozeny等)詳細(xì)解釋了水文地質(zhì),尤其是關(guān)于地下水流域和水力工程方面調(diào)查的方法。俄國(guó)人對(duì)水文地質(zhì)學(xué)發(fā)展有著重大的貢獻(xiàn)(W.Dokutchaev,A.F.Lebedev等)。水文地質(zhì)學(xué)成為地質(zhì)科學(xué)中一門比較完整、系統(tǒng)的獨(dú)立學(xué)科,是在20世紀(jì)30—40年代。水文地質(zhì)學(xué)已被公認(rèn)為是地球科學(xué)的一個(gè)分支,是跨越于地質(zhì)科學(xué)和水文學(xué)之問(wèn)的一門獨(dú)立科學(xué)。水文地質(zhì)學(xué)在二戰(zhàn)以后有了深入的發(fā)展,特別是在地下水動(dòng)力學(xué)、水文地質(zhì)編圖、水文地質(zhì)采礦、模型和同位素方法、水文地球化學(xué)和地下水監(jiān)控這些領(lǐng)域。人類活動(dòng)對(duì)包括地下水在內(nèi)的自然環(huán)境的改造異常強(qiáng)烈,產(chǎn)生了一系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)進(jìn)入了生態(tài)環(huán)境水文地質(zhì)學(xué)的新階段。
在過(guò)去的幾十年中,國(guó)際水文地質(zhì)學(xué)發(fā)生了翻天覆地的變化,從專業(yè)期刊的發(fā)展中就可以看出。1963年,《地下水》(Ground Water)和《水文學(xué)雜志》(Journal of Hydrology)創(chuàng)刊;1965年,開(kāi)始出版《水資源研究》。此后,陸續(xù)創(chuàng)刊的歐美主流學(xué)術(shù)期刊有:1976年,《水資源進(jìn)展》(Advances in Water Resources)和《污染水文學(xué)雜志》(Joumalof Contaminant Hydrology);1986年,《水文過(guò)程》(Hydrologic Processes);1993年,《水文地質(zhì)學(xué)雜志》;1995年,《水文工程學(xué)雜志》(Joumalof Hydrologic Engineering)。期刊的數(shù)目大幅增加的同時(shí),每種期刊上論文的數(shù)量和內(nèi)容也顯著增加。
國(guó)際水文地質(zhì)大會(huì)是公認(rèn)的比較權(quán)威的世界級(jí)水文地質(zhì)會(huì)議,至今已經(jīng)召開(kāi)了39屆(2011年在泰國(guó)舉行)。其中2006年10月9日在我國(guó)北京舉行的第34屆國(guó)際水文地質(zhì)大會(huì)是繼1988年在廣西桂林舉辦的第21屆國(guó)際水文地質(zhì)大會(huì)之后,再次在中國(guó)舉辦。此次大會(huì)又恰逢國(guó)際水文地質(zhì)學(xué)家協(xié)會(huì)成立50周年慶典,是國(guó)際水文地質(zhì)發(fā)展史上的重要里程碑。此次會(huì)議以“地下水的現(xiàn)狀與未來(lái)”為主題,圍繞全球地下水問(wèn)題與需求、中國(guó)地下水的現(xiàn)狀與未來(lái)等開(kāi)展交流與研討,展示全球、亞洲和中國(guó)水文地質(zhì)成果及新一輪國(guó)土資源大調(diào)查的水文地質(zhì)工作進(jìn)展。
在國(guó)際上,美國(guó)水文地質(zhì)調(diào)查研究經(jīng)歷了100多年的發(fā)展,在該領(lǐng)域長(zhǎng)期居于國(guó)際領(lǐng)先地位,影響和引導(dǎo)了國(guó)際水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展方向。從20世紀(jì)80年代開(kāi)始,美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局啟動(dòng)了多個(gè)項(xiàng)目,開(kāi)始對(duì)有害物質(zhì)水文過(guò)程和地質(zhì)隔離技術(shù)進(jìn)行深入研究。其水文地質(zhì)資料有90%向普通大眾公布,實(shí)現(xiàn)了水文地質(zhì)調(diào)查成果全國(guó)共享;在法國(guó),各種公共管理部門、盆地基金機(jī)構(gòu)和地質(zhì)調(diào)查部門,通過(guò)各種媒介向公眾宣傳有關(guān)水資源的重要情況,回答提出的特殊技術(shù)問(wèn)題。目的是讓大家了解各種生產(chǎn)活動(dòng)給自然資源帶來(lái)的嚴(yán)重影響,提高對(duì)地下水和當(dāng)前共同利益的認(rèn)識(shí),解釋那些按公眾意愿制定的政策和收費(fèi)規(guī)定。在總體研究結(jié)果基礎(chǔ)上對(duì)地下水變化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和計(jì)算,以有利于管理機(jī)構(gòu)的決策。日本的東京灣將地下溫度場(chǎng)應(yīng)用于研究地下水循環(huán),而這是我國(guó)學(xué)者地下水循環(huán)研究中一直忽視的一個(gè)主要因素。在歐洲,生態(tài)水文學(xué)的研究已經(jīng)形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò),各國(guó)之間的聯(lián)系及對(duì)比研究較多。冰島是世界上地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用率較高的國(guó)家之一,地?zé)岚l(fā)電站裝機(jī)容量總計(jì)200 MWe,排名世界第8位,87%的家庭使用地?zé)崛∨?。由于?jīng)濟(jì)發(fā)展所處的階段不同,國(guó)外目前研究礦山水文地質(zhì)工作的比較少。
總之,目前水文地質(zhì)在各個(gè)不同的領(lǐng)域都有發(fā)展,例如地下水文學(xué)、土壤力學(xué)、經(jīng)濟(jì)地質(zhì)、石油采鉆工程、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)、地球物理學(xué)、海洋地質(zhì)學(xué)和生態(tài)學(xué)。這個(gè)領(lǐng)域由于以上所有領(lǐng)域研究人員的杰出貢獻(xiàn)而豐富起來(lái)。目前,水文地質(zhì)處于轉(zhuǎn)折時(shí)期,由發(fā)現(xiàn)并最大程度的開(kāi)發(fā)利用新資源轉(zhuǎn)變?yōu)楹侠淼毓芾硭鼈?,這對(duì)于人類和其它生物來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。
2.3國(guó)內(nèi)水文地質(zhì)學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)人民早在4000年前的龍山文化時(shí)期就已經(jīng)鑿井開(kāi)發(fā)利用地下水了,但直到建國(guó)前,從事水文地質(zhì)工作的人員極少,幾乎沒(méi)有設(shè)備,只零星地進(jìn)行一些地下水調(diào)查工作。直到建國(guó)后,水文地質(zhì)事業(yè)才得到了較大發(fā)展。
我國(guó)水文地質(zhì)事業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了坎坷曲折的道路。20世紀(jì)50年代,是我國(guó)水文地質(zhì)事業(yè)創(chuàng)建、發(fā)展的重要年代,而后的“”,曾使正處在興旺發(fā)達(dá)的水文地質(zhì)工程地質(zhì)事業(yè)受到挫折。60年代前期,經(jīng)過(guò)重新調(diào)整,水文地質(zhì)工程地質(zhì)戰(zhàn)線再次出現(xiàn)大好形勢(shì)。可1966年開(kāi)始的10年動(dòng)亂再次使水文地質(zhì)工作受到了損害,到70年代前期,水文地質(zhì)工程地質(zhì)工作逐步有了好轉(zhuǎn),并組建了基建工程兵水文地質(zhì)部隊(duì),加強(qiáng)了水文地質(zhì)普查工作。直到1978年12月黨的以后,水文地質(zhì)工程地質(zhì)事業(yè)才走向了健康發(fā)展的道路,進(jìn)入了振興開(kāi)拓的新時(shí)期。
解放前,在水文地質(zhì)方面,地質(zhì)人員最先介入的是城市供水水文地質(zhì)勘查。上海、北京、天津等大城市由于需要開(kāi)鑿深井取用地下水。地質(zhì)學(xué)家謝家榮,曾在《地理雜志》第二卷第一期上發(fā)表過(guò)《鐘山地質(zhì)與南京井水供給的關(guān)系》一文,這是我國(guó)早期的重要水文地質(zhì)文獻(xiàn)之一。同時(shí)。西安、蘭州等城市也相繼完成了部分水文地質(zhì)調(diào)查報(bào)告。濟(jì)南、福建等地完成了泉水水文地質(zhì)調(diào)查等工作。
解放后,中華人民共和國(guó)的成立,為水文地質(zhì)工程地質(zhì)事業(yè)開(kāi)辟了廣闊的前景。1956年3月,地質(zhì)部召開(kāi)了第一屆全國(guó)水文地質(zhì)工程地質(zhì)協(xié)作會(huì)議。50年代的中后期,地質(zhì)部已在各地區(qū)建立了23個(gè)水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊(duì),職工已達(dá)11000人,包括地質(zhì)、鉆探、化驗(yàn)等各個(gè)兵種,并開(kāi)始應(yīng)用物探手段。在此期間基本完成了我國(guó)主要平原地區(qū)1:20萬(wàn)水文地質(zhì)普查近100×104km2;編制了一些全國(guó)性水文地質(zhì)圖件;進(jìn)行了30多個(gè)城市和工業(yè)基地的供水水文地質(zhì)勘探;建立了40多個(gè)地下長(zhǎng)期觀測(cè)站;在近1000個(gè)礦區(qū)開(kāi)展了水文地質(zhì)工作,并在北京、山東、河北、福建等省市進(jìn)行了礦泉水勘察。20世紀(jì)60年代前期,由于自然災(zāi)害和“”所造成的后果,使我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)陷入嚴(yán)重困難境地,整個(gè)地質(zhì)工作的發(fā)展,也同樣受到嚴(yán)重影響。地質(zhì)部門專業(yè)隊(duì)伍經(jīng)過(guò)調(diào)整,重新組建了個(gè)直屬大隊(duì),分別承擔(dān)北京市城市建設(shè)、上海地面沉降、長(zhǎng)江三峽、湖北丹江口、黃河治理、西南鐵路及巖溶研究等方面的任務(wù)。但1966年編制出版了黃淮海平原和松遼平原的水文地質(zhì)圖系,是我國(guó)第一批正式出版的跨省圖系,在編圖技術(shù)和編圖方法等方面,都有所創(chuàng)新。20世紀(jì)70年代,我國(guó)水文地質(zhì)在地?zé)?、農(nóng)業(yè)水文地質(zhì)等方面都取得了較大進(jìn)展。70年代后期,在一些重要城市開(kāi)展了環(huán)境水文地質(zhì)工作。各省廣泛開(kāi)展區(qū)域地下水資源的評(píng)價(jià),比較普遍地應(yīng)用了電子計(jì)算機(jī),并推廣數(shù)值法建立數(shù)學(xué)模型。工程地質(zhì)向定量評(píng)價(jià)方向發(fā)展,逐步采用先進(jìn)的測(cè)試技術(shù),在巖、土體特性,區(qū)域穩(wěn)定性的巖體力學(xué)研究等方面,初步形成了自己的理論體系和技術(shù)系統(tǒng)。物探、遙感及同位素技術(shù)在水文地質(zhì)工程地質(zhì)工作中得到了初步應(yīng)用,取得了較好的效果。同期舉辦了若干次全國(guó)性的水文地質(zhì)工作會(huì)議,且國(guó)際交流日益增多。
1978年,黨的勝利召開(kāi),從此我國(guó)的水文地質(zhì)事業(yè)發(fā)展邁入了一個(gè)嶄新的時(shí)期。至1996年,我國(guó)以1/20萬(wàn)為主的區(qū)域水文地質(zhì)普查工作全面完成。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),從1978年以來(lái),中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)、中國(guó)建筑學(xué)會(huì)、中國(guó)水利學(xué)會(huì)、中國(guó)地理學(xué)會(huì)等部門,先后組織召開(kāi)了“地下水資源概念和評(píng)價(jià)方法”、“全國(guó)地下水資源評(píng)價(jià)學(xué)術(shù)會(huì)議”、“西北干旱地區(qū)地下水資源學(xué)術(shù)討論會(huì)”、“全國(guó)水文專業(yè)會(huì)議”等會(huì)議。重點(diǎn)討論了地下水資源的概念、分類、評(píng)價(jià)方法、開(kāi)發(fā)利用及其它水文地質(zhì)問(wèn)題,并出版了相應(yīng)的學(xué)術(shù)會(huì)議論文集?;鶐r山區(qū)裂隙水與巖溶水的開(kāi)發(fā)利用,也日益受到重視。在全國(guó)性的巖溶水和裂隙水學(xué)術(shù)會(huì)議上,著重討論了巖溶地區(qū)巖溶發(fā)育規(guī)律,巖溶水和裂隙水的運(yùn)移機(jī)制及其評(píng)價(jià)方法。在環(huán)境地質(zhì)方面,召開(kāi)了全國(guó)性的環(huán)境水文地質(zhì)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)、水文地球化學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)、地質(zhì)災(zāi)害研究與防治學(xué)術(shù)討論會(huì)等。探討了我國(guó)不同地區(qū)地下水污染現(xiàn)狀、評(píng)價(jià)方法,地質(zhì)災(zāi)害的成因、特征及防治措施,出版了相應(yīng)的學(xué)術(shù)會(huì)議論文集。此外,還召開(kāi)了地下水人工補(bǔ)給、地面沉降學(xué)術(shù)研討會(huì)。所有這些不僅反映了我國(guó)水文地質(zhì)研究的新方向,同時(shí)也可看出水文地質(zhì)研究已進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展階段。
2.4福建省水文地質(zhì)學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀
福建省的水文地質(zhì)基礎(chǔ)調(diào)查資料雖然較全面,但局限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)方法和條件,調(diào)查深度及廣度有限,而且隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展及人類經(jīng)濟(jì)工程活動(dòng)的不斷加強(qiáng),水文地質(zhì)條件已發(fā)生了較大的變化,新的情況未能及時(shí)查清。
環(huán)境地質(zhì)調(diào)查資料相當(dāng)欠缺。環(huán)境地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)工作,滯后于國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的需要。如在生態(tài)環(huán)境保護(hù)、城市規(guī)劃、土地綜合利用、土壤改良、地質(zhì)環(huán)境的合理開(kāi)發(fā)利用、地質(zhì)災(zāi)害防治等方面,有的已開(kāi)展工作、但還很不全面,有的則剛剛起步。
水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查的技術(shù)與思路,基本上仍依托傳統(tǒng)思路和技術(shù)為主,在跨學(xué)科聚集、綜合和開(kāi)發(fā)研究,在應(yīng)用高新技術(shù)于調(diào)查上,同先進(jìn)省區(qū)相比,存在一些差距。如以往水文地質(zhì)工作重點(diǎn)放在地下水資源較豐富的地區(qū),以找到多少地下水資源儲(chǔ)量為榮,而忽視了貧水地區(qū)水文地質(zhì)調(diào)查工作的重要性。
水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查成果的信息化、網(wǎng)絡(luò)化、社會(huì)化程度低,不能滿足政府和社會(huì)性公益成果的實(shí)用性、時(shí)效性需求,改變成果表達(dá)形式,改革服務(wù)方式并提供社會(huì)化服務(wù)已是一個(gè)重要問(wèn)題。
3 福建省水文地質(zhì)學(xué)為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)的內(nèi)容及主要成果
3.1背景材料
3.1.1上世紀(jì)60年代及以前完成的全省性水文地質(zhì)方面的工作主要成果
(1)提交1/20萬(wàn)區(qū)域性地質(zhì)—水文地質(zhì)綜合測(cè)量中間報(bào)告及普查報(bào)告和農(nóng)田供水水文地質(zhì)勘察中間報(bào)告;
(2)各地市城鎮(zhèn)供水、水文地質(zhì)地質(zhì)勘查報(bào)告(上世紀(jì)60年代及以前具體項(xiàng)目的工作):1960年1月,福建省地質(zhì)局水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊(duì)童永福、程登科《福建省永安寧洋舊城幅綜合水文地質(zhì)測(cè)量普查報(bào)告書》等10余份城市水文地質(zhì)測(cè)量普查報(bào)告。
3.1.2上世紀(jì)70年代
(1)1970年~1979年提交《福建省沿海地區(qū)1/20萬(wàn)水文地質(zhì)工程地質(zhì)調(diào)查報(bào)告》等;
(2)提交完成了1/20萬(wàn)福州、福安、三沙、浮鷹島、福清幅、泉州幅、南日島、廈門、漳州、東山等區(qū)域水文地質(zhì)普查報(bào)告;
(3)各地市城鎮(zhèn)供水、水文地質(zhì)地質(zhì)勘查報(bào)告(上世紀(jì)70年代具體項(xiàng)目的工作):1974年1月,福建省地質(zhì)局水文工程地質(zhì)隊(duì)《漳州幅、東山幅1/20萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)報(bào)告:地貌、第四系地質(zhì)、水文地質(zhì)部分》等10余份城市1/20萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)報(bào)告(包括水文地質(zhì)調(diào)查部分)。
3.1.3上世紀(jì)80年代
(1)1980年一1989年,完成1/50萬(wàn)福建省水文地質(zhì)圖、福建省1/50萬(wàn)農(nóng)業(yè)水文地質(zhì)區(qū)劃圖說(shuō)明書島嶼水文地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目;
(2)分別完成了福建省多幅1/20萬(wàn)和1/5萬(wàn)區(qū)域水文地質(zhì)工程地質(zhì)調(diào)查報(bào)告;
(3)各地市城鎮(zhèn)供水、水文地質(zhì)地質(zhì)勘查報(bào)告:1980年10月,福建省水文工程地質(zhì)隊(duì)童永?!陡=ㄊ∷牡刭|(zhì)圖1/50萬(wàn)》;1980年8月,江西省地質(zhì)局水文地質(zhì)大隊(duì)萬(wàn)益民、鄧健如、趙維良等《廣昌幅G-50-9 1/20萬(wàn)區(qū)域水文地質(zhì)普查報(bào)告》;福建省水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊(duì)完成《連城盆地水文地質(zhì)勘探報(bào)告》;福建省第一水文隊(duì)完成《漳州盆地水文地質(zhì)勘探報(bào)告》;1985年9月,福建省第二水文工程地質(zhì)隊(duì)福州綜合地質(zhì)組李文曲、黃宏灃、趙欽銘等完成《福建省福州市福州盆地水文地質(zhì)勘探報(bào)告》等20余份1/20萬(wàn)區(qū)域水文地質(zhì)普查報(bào)告,尚有單點(diǎn)供水簡(jiǎn)報(bào)672份。
3.1.4上世紀(jì)90年代
(1)1990年一1999年,提交了閩東、閩南沿海缺水地區(qū)供水水文地質(zhì)調(diào)查報(bào)告;
(2)提交1/2.5萬(wàn)同安縣新店埔園—?jiǎng)⑽宓暌?guī)劃區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)調(diào)查報(bào)告;
(3)各地市城鎮(zhèn)供水、水文地質(zhì)地質(zhì)勘查報(bào)告:1990年8月,福建省廈門水文地質(zhì)工程地質(zhì)公司林恢亮、陳強(qiáng)、鄭英才等《福建省同安縣新店埔園—?jiǎng)⑽宓暌?guī)劃區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)調(diào)查報(bào)告1/2.5萬(wàn)》等近30份水文地質(zhì)調(diào)查報(bào)告,尚有單點(diǎn)供水簡(jiǎn)報(bào)495份。
3.1.5 2000年以來(lái)地市城鎮(zhèn)供水、水文地質(zhì)地質(zhì)勘查
三明地區(qū):2000年3月,閩西地質(zhì)礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)公司林昌威、林昭麗、吳開(kāi)化等《福建省大田縣區(qū)域水文地質(zhì)調(diào)查報(bào)告》;
龍巖地區(qū):2000年8月,福建省水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察研究院李文祥、鄭藝貞、白振炎《福建省長(zhǎng)汀縣區(qū)域水文地質(zhì)調(diào)查報(bào)告》等各地區(qū)均有展開(kāi);
廈門地質(zhì)工程勘察院進(jìn)行廈門地下熱水調(diào)查。
3.2已進(jìn)行和正在進(jìn)行為社會(huì)服務(wù)方面的專門水文地質(zhì)工作
福建省主要對(duì)地?zé)?、礦泉水等資源進(jìn)行了專項(xiàng)保護(hù)和為社會(huì)服務(wù)工作,并專門發(fā)文。如:閩地發(fā)[1999]85號(hào)《關(guān)于委托地(市)、縣地礦主管部門對(duì)部分地?zé)?、礦泉水采礦權(quán)進(jìn)行審批、發(fā)證的通知》等。
3.2.1福建省礦泉水水源保護(hù)
至2004年統(tǒng)計(jì),福建省經(jīng)省或原地礦部全國(guó)儲(chǔ)委評(píng)審鑒定和儲(chǔ)量審批的飲用天然礦泉水水源地勘探報(bào)告235處,批準(zhǔn)允許開(kāi)采資源量(B級(jí)或C級(jí))28990m3/d。礦泉水類型主要為偏硅酸型233處,其中偏硅酸鍶復(fù)合型45處,碳酸偏硅酸型4處,到目前為止尚未發(fā)現(xiàn)鋰、硒、溴、碘、鋅等類型礦泉水。礦泉水點(diǎn)勘探報(bào)告211項(xiàng),其中,單礦泉水點(diǎn)專項(xiàng)的勘探報(bào)告209項(xiàng)。
至2008年,我省現(xiàn)同時(shí)具有采礦許可證和注冊(cè)登記證的礦泉水水源有40處,包括福州市6處、莆田市1處、泉州市7處、廈門市7處、漳州市7處、龍巖市3處、三明市4處、南平市2處、寧德市3處;僅有注冊(cè)登記證的礦泉水水源7處;僅有采礦許可證的礦泉水水源6處。尚有10余處有開(kāi)采未申報(bào)或正在申報(bào)等工作。
3.2.2福建省地?zé)崴Y源保護(hù)
地?zé)崾且环N寶貴的能源礦產(chǎn),開(kāi)發(fā)利用地?zé)豳Y源首先是從開(kāi)發(fā)溫泉起始的,根據(jù)志書記載,福建溫泉利用已有1000多年歷史,進(jìn)入20世紀(jì)70年代以后,福建省開(kāi)始進(jìn)入有計(jì)劃的勘查開(kāi)發(fā)。在此之前僅對(duì)溫泉點(diǎn)進(jìn)行零星記載和研究。1971年,福建省水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊(duì)開(kāi)展了南靖湯坑的地?zé)峥碧焦ぷ鳌?982年,童永福等編制1:50萬(wàn)福建省地?zé)釁^(qū)劃圖時(shí),統(tǒng)計(jì)各類溫泉點(diǎn)190余處(其中包括部分20℃的)。至2000年為止,福建省已查明的地下熱水分布共196處。
由于趨利原因,近些年地?zé)峁ぷ髡{(diào)查和水源地的勘查有了長(zhǎng)足的開(kāi)展,但進(jìn)行系統(tǒng)研究的極少。
已在多個(gè)領(lǐng)域運(yùn)用地?zé)豳Y源,如城鎮(zhèn)地下熱水集中供熱、水產(chǎn)養(yǎng)殖與研究、農(nóng)業(yè)利用與研究、溫泉醫(yī)療保健、地震觀測(cè)等。
3.3福建省礦區(qū)水文地質(zhì)調(diào)查工作
礦區(qū)水文地質(zhì)工作始于上世紀(jì)50年代,主要是為礦山開(kāi)采設(shè)計(jì)提供水文工程地質(zhì)依據(jù)。如:1960年4月,福建省地質(zhì)局第一地質(zhì)大隊(duì)郭樹(shù)春完成《福建邵武楓林硫鐵礦區(qū)水文地質(zhì)初步普查報(bào)告》;1959年3月。1962年3月,福建省地質(zhì)局第五地質(zhì)大隊(duì)五〇七分隊(duì)提交了《福建省龍巖馬坑鐵礦地質(zhì)勘探中間報(bào)告》;1971年1月~1976年3月,福建省地質(zhì)一團(tuán)三中隊(duì)提交了《福建省龍巖馬坑鐵礦詳細(xì)勘探報(bào)告》;1979年12月,冶金工業(yè)部冶金地質(zhì)會(huì)戰(zhàn)指揮部第五地質(zhì)勘探桂世芳完成《福建省德化縣陽(yáng)山鐵礦西礦段礦床水文地質(zhì)勘探報(bào)告》等,礦山多數(shù)已經(jīng)或正在進(jìn)行水文地質(zhì)調(diào)查工作。
3.4福建省地下水水源地工作
全省已探明C級(jí)地下水可開(kāi)采資源量1萬(wàn)m3/d以上的水源地有:龍巖盆地巖溶水水源地、連城城郊盆地巖溶水水源地、永安市大湖—蝦蛤水源地、長(zhǎng)汀盆地巖溶水水源地、東山島松散巖類孔隙水水源地、平潭島松散巖類孔隙水水源地。
4 水文地質(zhì)學(xué)發(fā)展趨勢(shì)及預(yù)測(cè)
對(duì)于地下水的區(qū)域研究,可以擴(kuò)展到整個(gè)流域或完整水文地質(zhì)單元來(lái)研究。進(jìn)一步研究典型生態(tài)環(huán)境區(qū)域的地下水動(dòng)力學(xué)特征,如荒漠、巖溶和黃土高原區(qū)域地下水運(yùn)動(dòng)規(guī)律,特別是淺層地下水變化的地表生態(tài)效應(yīng)及深層地下水賦存規(guī)律,可為地下水合理利用提供新的途徑。并且在已積累大量實(shí)際資料基礎(chǔ)上,做好對(duì)資料的二次開(kāi)發(fā),編制相應(yīng)成果,以供生產(chǎn)部門應(yīng)用。在我國(guó),由于地域面積較大,生態(tài)水文學(xué)研究也必需實(shí)行區(qū)際間的配合與協(xié)作,同時(shí)也必須與國(guó)際研究相同步,謀求更大范圍內(nèi)的合作。我國(guó)應(yīng)加強(qiáng)地下水的監(jiān)測(cè),掌握地下水的動(dòng)態(tài),在已有監(jiān)測(cè)站網(wǎng)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上,逐步完善地下水監(jiān)測(cè)技術(shù)、方法和新的監(jiān)測(cè)網(wǎng)站的建設(shè),提高全國(guó)地下水動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)水平和預(yù)測(cè)能力。
地下水資源評(píng)價(jià)方面,在地表水、地下水綜合考慮的原則下,按照地下水系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
地下水動(dòng)力學(xué)與計(jì)算技術(shù)方面,要加強(qiáng)基本理論的研究,研究建立在各種復(fù)雜條件下的水文地質(zhì)模型及其相對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,研究建立水文地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)及相應(yīng)的儲(chǔ)存系統(tǒng),運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行地下水評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)等。
對(duì)裂隙介質(zhì)、巖溶介質(zhì)中地下水系統(tǒng)數(shù)值模擬的關(guān)鍵技術(shù)尚未解決,地下水水質(zhì)模擬的可靠性問(wèn)題有待深入分析,地下水系統(tǒng)不同模擬方法的結(jié)合應(yīng)用具有更大的價(jià)值。
對(duì)環(huán)境水文地質(zhì)問(wèn)題的研究、人工補(bǔ)給的理論和方法的研究、遙感技術(shù)、同位素技術(shù)的應(yīng)用、裂隙水和巖溶水的研究以及目前所存在的城市供水不足、地面沉降、海水入浸、水質(zhì)污染等各種復(fù)雜的水文地質(zhì)問(wèn)題都是水文地質(zhì)工作者當(dāng)前或?qū)?lái)所面臨的重要研究課題。
我國(guó)礦山研究得較多,油田的水文地質(zhì)問(wèn)題僅是泛泛而談,未深入討論,還涉及一些關(guān)于隧道、高速公路等的工程地質(zhì)問(wèn)題;且國(guó)內(nèi)對(duì)工程中的水文地質(zhì)問(wèn)題和水巖相互作用造成的地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題研究較少。今后要加強(qiáng)礦山環(huán)境問(wèn)題的研究工作,水文地質(zhì)專業(yè)學(xué)者要與采礦人員合作。進(jìn)行多學(xué)科多方法研究;水資源與礦產(chǎn)資源要綜合開(kāi)發(fā)利用,例如把水資源作為伴生的礦產(chǎn)資源,建立煤水雙資源礦井。在涵養(yǎng)、保護(hù)地下水資源方面,需要加強(qiáng)與生態(tài)建設(shè)相協(xié)調(diào)的應(yīng)用基礎(chǔ)研究,挖掘潛力,節(jié)約用水、探索深層承壓地下水如何科學(xué)利用,有關(guān)地下水形成、運(yùn)動(dòng)等基礎(chǔ)性問(wèn)題的科學(xué)研究也應(yīng)成為重要的戰(zhàn)略措施。
人類活動(dòng)對(duì)地下水資源的影響亦需要進(jìn)一步深入探索。土壤水研究理論及檢測(cè)技術(shù)尚需發(fā)展,尤其在溶質(zhì)運(yùn)移方面的研究欠缺很多。地?zé)岬难芯炕旧隙紝儆趨^(qū)域現(xiàn)狀的評(píng)價(jià),目前基本無(wú)實(shí)際創(chuàng)新性成果,如地?zé)釛壦毓嗉夹g(shù)、沉積盆地地?zé)豳Y源勘探技術(shù)、地?zé)豳Y源綜合利用技術(shù)、熱儲(chǔ)工程等的研究。其它特殊類型水,如礦泉水、凝結(jié)水、微咸水、咸水、鹵水等亦需進(jìn)一步研究。
縱觀水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展,初期實(shí)質(zhì)上是找水水文地質(zhì)學(xué),到本世紀(jì)70年代,資源成為水文地質(zhì)學(xué)的主要課題,現(xiàn)在與環(huán)境生態(tài)有關(guān)的水文地質(zhì)問(wèn)題迅速增多。從某種意義上講,環(huán)境水文地質(zhì)已成為水文地質(zhì)學(xué)研究的核心課題。
5 福建省水文地質(zhì)學(xué)科發(fā)展中存在的問(wèn)題及研究對(duì)策
5.1福建省水文地質(zhì)學(xué)科發(fā)展中存在的一些問(wèn)題
歷史的原因,福建省在上世紀(jì)90年代后,水文地質(zhì)學(xué)科的發(fā)展基本開(kāi)始處于停滯狀態(tài),一方面,供水多依賴于地表水,僅局部地區(qū)是地下水為主(如福建龍巖地區(qū)),另一方面,國(guó)家投入減少,使得水文地質(zhì)學(xué)科的發(fā)展研究也沒(méi)有大的進(jìn)展。2010年后,國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始重視水文地質(zhì)學(xué)科的發(fā)展。
工程引發(fā)的地下水問(wèn)題。如:(1)礦山開(kāi)采過(guò)程因?yàn)榈叵滤斐傻V山涌水、突水;(2)隧道掘進(jìn)過(guò)程造成問(wèn)題。龍廈鐵路象山隧道;(3)地下水超采引起的地面沉降等。
巖溶塌陷:三明、龍巖等覆蓋型巖溶區(qū)。
采空塌陷:主要發(fā)生于礦山地下開(kāi)采范圍大、持續(xù)歷史長(zhǎng)的區(qū)域。
地面沉降:東部沿海港灣河口平原區(qū)(福州溫泉開(kāi)采區(qū))。
突發(fā)性、季節(jié)性特大雨造成地質(zhì)災(zāi)害,地表水和地下水互相溝通、連成一體,水源地成為一項(xiàng)迫切要去解決的問(wèn)題。
這些問(wèn)題的出現(xiàn)都會(huì)造成人民生命、財(cái)產(chǎn)的重大損失,國(guó)家也開(kāi)始進(jìn)行水文地質(zhì)學(xué)科與相關(guān)學(xué)科結(jié)合的發(fā)展。
5.2水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)
由主要研究天然狀態(tài)下的地下水,轉(zhuǎn)向更重視研究人類活動(dòng)影響下的地下水;由局限于飽水帶的含水層,擴(kuò)展到包氣帶及“隔水層”;由只研究地殼表層地下水,擴(kuò)展到地球深層的水。
預(yù)計(jì)今后的水文地質(zhì)研究,在下列方面將有突破:裂隙水與巖溶水運(yùn)動(dòng)機(jī)制和計(jì)算方法;地下水中污染物和溫度運(yùn)移機(jī)制和計(jì)算方法;粘性土的滲透機(jī)制;包氣帶水鹽運(yùn)移機(jī)制;水文地球化學(xué)和同位素水文地質(zhì)學(xué),地下水?dāng)?shù)學(xué)模型;地球深層水文地質(zhì)。
5.3福建省水文地質(zhì)學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)
近年來(lái),水文地質(zhì)學(xué)科迎來(lái)了發(fā)展契機(jī)。2011年6月1日,中華人民共和國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則地下水環(huán)境》(HJ610-2011)在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)施。導(dǎo)則的實(shí)施對(duì)地下水工作者是一個(gè)新的開(kāi)端,特別是對(duì)于一級(jí)項(xiàng)目的地下水評(píng)價(jià)工作有了更高的要求,也使得社會(huì)發(fā)展環(huán)境中開(kāi)始重視地下水的工作,地下水成為社會(huì)發(fā)展中環(huán)境的一個(gè)不可或缺的重要因素。福建省在這個(gè)大環(huán)境下也從2011年開(kāi)始進(jìn)行了多流域、地區(qū)項(xiàng)目的地下水評(píng)價(jià)工作。
隨著人民生活水平的提高,社會(huì)開(kāi)始關(guān)注和參與地?zé)衢_(kāi)發(fā)租研究工作。一方面,民間投資者的熱情,使得原有地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用不斷提升;另一方面,當(dāng)前我國(guó)正在努力實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的工作目標(biāo),發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)。福建省在地?zé)崂?、開(kāi)發(fā)已有逾百年的歷史,開(kāi)發(fā)利用地?zé)崽貏e是淺層地?zé)豳Y源不僅對(duì)于緩解我省能源緊張的形勢(shì),對(duì)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的工作目標(biāo)將起到積極的推進(jìn)作用,依靠科技進(jìn)步,提高地?zé)豳Y源勘查開(kāi)發(fā)利用水平;加強(qiáng)地?zé)豳Y源特別是淺層地?zé)豳Y源的規(guī)劃工作,同時(shí)也能提供福建獨(dú)特的旅游資源和民生資源。
5.4福建省水文地質(zhì)學(xué)科發(fā)展的對(duì)策建設(shè)
地下水是水資源的組成部分,是生態(tài)與環(huán)境的重要要素,是我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要水源之一。在我省大部特別是沿海平原和海島地區(qū),地下水在生活飲水、農(nóng)田灌溉、工業(yè)生產(chǎn)、城市發(fā)展和維系良好生態(tài)與環(huán)境方面發(fā)揮了重要作用。近年來(lái),一些地區(qū)由于過(guò)量開(kāi)采地下水,導(dǎo)致地下水水位持續(xù)下降,地下含水層被疏干,引發(fā)了地面沉降、海水入侵、土地沙化;一些地區(qū)由于廢污水過(guò)量排放和面源污染的不斷加劇,造成地下水水質(zhì)惡化,地下水資源開(kāi)發(fā)利用中存在的諸多問(wèn)題已嚴(yán)重危及水資源的可持續(xù)利用,對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)安全構(gòu)成威脅,加強(qiáng)對(duì)地下水資源的管理和保護(hù)刻不容緩。
水資源屬國(guó)家所有,加強(qiáng)水資源的合理分配、管理和保護(hù)事關(guān)國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全與公共安全。根據(jù)地下水的資源與環(huán)境屬性,經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展以及生態(tài)與環(huán)境保護(hù)對(duì)地下水的要求,統(tǒng)籌考慮水資源的合理配置和公共資源的使用和保護(hù)準(zhǔn)則,合理劃分地下水功能區(qū),協(xié)調(diào)地下水不同使用功能之間的關(guān)系,是政府加強(qiáng)公共管理和社會(huì)服務(wù)的重要體現(xiàn),是履行《水法》賦予水行政主管部門依法管理地下水資源職責(zé)的客觀要求。
地下水賦存于地質(zhì)介質(zhì)中,具有運(yùn)動(dòng)緩慢、補(bǔ)給周期長(zhǎng)、循環(huán)更新慢、自我修復(fù)能力差、地下水系統(tǒng)遭到破壞后難以治理和修復(fù)等特點(diǎn),必須采取嚴(yán)格的措施加以有效保護(hù)。以水文地質(zhì)單元為基礎(chǔ)、結(jié)合區(qū)域地下水主導(dǎo)功能劃分地下水功能區(qū),制訂開(kāi)發(fā)利用和保護(hù)目標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn),為地下水合理開(kāi)發(fā)、保護(hù)、治理與管理提供科學(xué)依據(jù),以保障供水安全、生態(tài)與環(huán)境安全和地下水資源的可持續(xù)利用。
針對(duì)福建省的上述特點(diǎn)和福建省現(xiàn)狀:最好按區(qū)域性(1:50萬(wàn)、1:20萬(wàn)、1:5萬(wàn))、城鎮(zhèn)供水(如龍巖市、永安市……)、農(nóng)業(yè)供水(如連城)、工礦供水(洪寬工業(yè)區(qū)、永安造紙廠……)、專題性研究(如福建省地下水污染調(diào)查……)、地下水治理(如航站樓工程降水、鐵礦采空區(qū)降水)、地方病、地下熱水等。將有地下水可作為供水水源地區(qū),以及沿海半島、島嶼缺水地區(qū),進(jìn)行多手段、全方位地下水找水的工作;同時(shí)應(yīng)對(duì)地下水水源地進(jìn)行劃分,利于不同層級(jí)的保護(hù);將地下水作為福建省水源地的應(yīng)急水源和儲(chǔ)備資源。
1999年,福建省地表水資源總量1215.39×108m3,多年平均值為1201×108m3。全省水資源總量1216.11×108m3,約占全國(guó)水資源總量的4.2%;人均水資源3665m3,高于全國(guó)平均水平,但其空間分配不均。缺水地區(qū)主要為沿海島嶼、半島岬角區(qū)及紅土臺(tái)地區(qū)。沿海四地市人口和工業(yè)產(chǎn)值占全省總量的70%,而水資源只占全省水資源的36%。特別是近年開(kāi)發(fā)港灣島嶼為開(kāi)發(fā)區(qū)、投資區(qū),水資源供需矛盾突出。缺水者主要為農(nóng)灌用水和重點(diǎn)投資開(kāi)發(fā)區(qū)用水。這就需要福建省應(yīng)對(duì)沿海半島、島嶼缺水地區(qū)進(jìn)行多手段、全方位地下水找水的工作。
福建省地貌最大特點(diǎn)是平原分散,分水嶺分割面積小,地下水的匯水面積普遍較小。地貌形態(tài)受構(gòu)造控制,分水嶺及主干河谷常以北東、北西及北北東方向?yàn)橹?,海岸線總體方向和主要干河呈交叉狀分布。這就要求按流域進(jìn)行系統(tǒng)性水文地質(zhì)、環(huán)境污染等綜合調(diào)查與研究。同時(shí)城市周邊1/5萬(wàn)區(qū)域水文地質(zhì)調(diào)查較欠缺,應(yīng)盡快完善該部分的工作。
加強(qiáng)地?zé)豳Y源勘查評(píng)價(jià),同時(shí)勘查新的地?zé)崴磪^(qū)、評(píng)價(jià)不同地區(qū)地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用的適宜性、科學(xué)統(tǒng)一管理全省地下熱水資源、研究開(kāi)發(fā)新的地?zé)豳Y源形式等,提供一個(gè)成熟的技術(shù)流程、堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)和可靠的工作示范。
5.5今后工作建議
(1)開(kāi)展縣市范圍內(nèi)的主要地下水供水地域調(diào)查,以應(yīng)對(duì)極端氣象條件下的工程取水目標(biāo)。
(2)開(kāi)展地下水分散供水的水文地質(zhì)條件研究,解決廣大分散居住生活工作人員的地下水水源地。
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