地下水科学

　　地下水科学

　　地下水科学是研究地下水资源、环境和生态属性的科学，其研究内容是通过研究地下水的赋存、运动及其形成演化过程，探究地下水系统的物质循环和能量运输规律，并研究如何应用这些知识和规律来保障水安全和水资源的可持续开发利用。

　　地下水科学定量研究起源于19世纪50年代达西定律的建立，并在20世纪迎来了迅猛发展时期。在此时期，地下水科学不仅深化了水量、水质评价等传统问题，同时逐渐面向以地下水为核心的生态环境问题。进入二十一世纪，由于人类活动导致的地下水超采、污染以及地面沉降、海水入侵等问题，地下水的可持续开发与保护成为学科的重要研究内容。目前，经过百余年的发展，地下水科学已经成为地球科学、环境科学以及水科学领域的核心基础学科。

　　地下水科学的研究方法随着研究内容以及时代发展而不断更新。传统的地下水科学研究主要依靠罗盘、放大镜以及抽水试验等进行野外调查，计算工作靠人工完成，研究对象多为地下水水量。到20世纪下半叶，随着学界对地下水水质问题的重视，利用计算机代替人工进行分析的研究方法逐渐成为地下水科学研究的重要手段。如今，地下水科学领域涌现许多新技术和新方法，包括地下水自动监测技术、水文地球物理方法、地下水遥感信息技术、同位素水文地质技术、人工智能深度学习方法等。

　　目前，地下水科学的相关理论和技术已广泛应用于水资源、水环境、水生态等领域，如地下水资源的可持续开发利用、基坑开挖与桥梁隧道等地下涉水工程、地下水污染治理与风险评估、地热资源的探测与开发技术、核废料处置等国计民生重要领域，对于社会经济发展及生态环境保护具有重要作用。

　　随着社会经济快速发展、气候变化加剧等，地下水科学研究领域面临一系列新挑战，例如，气候变化条件下的地下水资源形成及分布规律、复杂地下水系统中物质与能量迁移的微观机理、以地下水为核心的地质微生物学研究以及地下水非线性系统动态耦合模拟等。同时，如何改善地下水水质，保护、修复城市周边地下水资源，保障用水健康及生态环境安全，为促进经济社会可持续发展提供重要支撑，始终是地下水科学的研究初心和发展使命。

　　摘自《水文》2023年第4期