Question

第1章 绪论

Answer 1

地下水科学专论阐述和介绍地下水科学在现代技术方法、特殊类型地下水、特殊地区地下水等若干专门领域的基本知识及其应用，包括遥感的原理及其应用、同位素方法及其应用，还包括地下热水、地下卤水、天然矿泉水、海岸带地下水、干旱区地下水以及多年冻土区地下水等领域的基本概念和基本原理。它们是人们进一步深入开展相关领域的科学研究和生产工作的重要基础。

遥感技术为人们提供了从空中观察地球表面的能力，尤其对于那些人类难以进入的自然条件恶劣地区的调查和观测更显示出它的优越性。在已进入航空航天时代的今天，遥感技术已广泛应用于水文、气象、地理、地质、资源、环境等领域，成为一门先进的空间探测技术。遥感技术在研究水资源与生态植被变化的关系、估算地表蒸发量等方面，发挥了重要作用。随着遥感技术的发展，遥感将继续在自然资源调查研究中发挥越来越重要的作用，其应用领域也会越来越广。

地下水在其形成演化过程中形成大量微观的同位素踪迹，应用现代测试技术测试地下水中的同位素组分，包括稳定同位素和放射性同位素，可以分析地下水的起源和循环的历史过程，提供地下水及其与环境介质之间的相互作用的重要信息。应用同位素理论与方法研究某些水文地质问题具有一定的优越性，例如查明地下水的起源和不同含水系统的水力联系，示踪地下水的迁移，测定地下水系统的水文地质参数，估算地下水储存量，测定地下水年龄等。同位素方法结合传统的研究方法，可以深入研究地下水形成和演化的许多具体问题。

地下热水既是水资源又是能源，已引起人们的极大关注。受大地热流的差异性影响，在地球表层的一些地下水分布区分布有地下热水，或者在地表出现各种地热显示(例如温泉、间歇喷泉等)。地下热水可以用于发电、供暖、洗浴、疗养和保健、洗涤和烘干以及温室养殖和种植等。同时由于它在深循环过程中经历了各种水－岩作用和水－热交换过程，载有许多有关地球深部的信息，包括热水所处的区域地质背景，控热构造的性质、规模、深度及其活动性、围岩性质，以及地震、岩浆活动、蚀变、矿化等。

沉积盆地常常分布有石油、天然气、盐类矿床和某些金属矿床，也分布有地下卤水。在地表盐湖附近、滨海地区松散沉积层、平原地区下伏凹陷盆地等处也都分布有卤水。地下卤水矿化度高，富含多种微量组分(例如Br^－、I^－、Sr²⁺、Ba²⁺等)，并在某些层位和部位富集。从地下卤水中可以提取石盐及多种有用组分，随着人类对卤水的开采利用，有关地下卤水的分布、迁移和水化学特征及卤水的形成问题，逐渐成为研究重点。沉积盆地地下卤水的富集和演化，对盆地内矿产的形成特别是石油和天然气的运移和聚集起到重要的作用。

天然矿泉水在近几十年里得到了开发利用。由于含有某些特殊化学成分或气体成分，天然矿泉水对人体健康有一定益处。天然矿泉水可以作为绿色饮品。随着人民生活水平的提高，人们对绿色饮品的质量要求日益增加。我国具有丰富的天然矿泉水资源，矿泉水类型齐全，可采资源量较充足。天然矿泉水的开发利用在饮用、医疗保健等方面形成了相应产业，获得了明显的社会经济效益。了解天然矿泉水的类型、基本特征和形成机理，是开发利用天然矿泉水的基础。

在天然条件和人为因素影响下海岸带咸淡水界面位置、滨海含水层地下淡水向海洋的排泄量和海潮潮汐效应的分析和预测计算是海岸带地下水动力学研究的重要内容。海水入侵是沿海地区常见的和深受关注的环境地质问题。了解确定海岸带咸淡水界面位置的方法和利用这些方法进行天然条件和人为因素影响下海岸带地下淡水排泄量计算，以及进行海潮潮汐效应下海岸带地下水流动和水文过程的计算，掌握海岸带水动力场和水文过程的特征，有助于科学地认识、评价和合理开发利用滨海含水层地下水资源和防治海水入侵。

水是人类赖以生存和发展的物质基础，在干旱半干旱地区水资源尤为宝贵。随着世界人口的激增，粮食危机、能源和资源危机、环境污染等问题不断被提到议事日程，世界上越来越多的研究者和舆论界的注意力逐渐转向干旱半干旱地区。在环境条件脆弱的干旱区，水资源已成为制约这些地区资源开发、经济发展、生态环境保护乃至人类生存的关键因素。干旱区水资源分布不均匀、地表水和地下水多次转化等，与其他地区极不相同。了解干旱区地下水资源的分布、形成和循环特征，有助于干旱区地下水资源的保护和可持续开发利用。

地球上现代多年冻土分布面积约占全球陆地面积的1/4，我国国土面积的22%分布有多年冻土。多年冻土区地下水分为冻结层上水、冻结层间水和冻结层下水，在冻结层上水以上还存在包气带水。多年冻土的分布影响着地下水的埋藏条件、分布范围、水力联系及水化学特征等。受全球气候变暖的影响，多年冻土区冻土的温度普遍升高，出现了冻土区下界升高、面积减小、上表面埋深增加、饱冰冻土退化成少冰冻土等现象。了解多年冻土区地下水的特征和变化，有助于多年冻土区地下水的合理开发利用和生态环境保护。

在过去的几十年里，地下水科学在上述专门领域取得了很大的进展，形成了各自领域的基本知识和理论。在未来的岁月里，随着研究方法的丰富和研究课题的深入，地下水科学在上述专门领域的理论知识将会得到不断丰富、完善和发展。随着地下水科学的服务和研究领域的不断扩大和深化，在其他专门领域也会取得丰富的成果。