緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的11篇水文地質學論文范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

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引言：水工環地質學科與巖土工程兩個專業學科的理論體系核心是通過原始的分散型、局部性水文地質、工程地質理論成果革新，然后隨著生產力與科學技術的發展，形成了普遍性，全局性，集中型科技創新與發展，并得到了高度綜合與集成而形成的當代水工環地質與巖土工程學科。

一、水工環地質的概述

水工環地質調查和研究與人類的生存有著密切的關系，特別是在全球環境變化和被社會經濟環境可持續發展的推崇的大背景之下，各國都將其引入更廣闊的空間。伴隨著不斷變化和發展的全球經濟、資源、環境，各國對地質調查工作的方向和部署都進行了調整，相對的，發生巨大變化的還有水工環地質調查研究的內容。水文地質、工程地質、環境地質的界限在傳統意義上被打破，現在發展的趨勢就是對水工環一體化的研究，它的服務領域越來越廣泛，信息量大、功能多樣的態勢不斷出現，環境地質學日益突顯其重要性。

二、水工環問題的防治對策

深入了解，因地制宜提出具有針對性的防治對策。以下分別從水文地質、工程地質、環境地質三個方面闡述具體的防治對策：

(一)水文地質問題的防治對策

隨著人口的快速增長以及工業活動的日趨頻繁，使用水量不斷上升的同時也在不斷遭受污染，水質惡化破壞地下水的平衡，從而引發一系列水文地質問題，所以必須做好防治工作。根據《中華人民共和國地質礦產行業標準一地下水動態監測規程》地下水可開采量的計算精度應該達ND級以上的儲量要求，并且論證開發利用的條件以及開采后對地質環境的影響預測，在開發利用是還要進行科學合理的規劃，在開采的過程中時刻了解地下水含量變化以及空間變化規律，并且堅持可持續發展的原則，防止過度開采底下水，造成水位下降導致含水層變千形成降落漏斗，對于已經形成降落漏斗的區域應該及時采取人工回灌等補救措施。對于水質污染問題必須要對地下水的污染狀況進行實時監控，查明主要污染源并且了解地下水的補給、徑流、排泄條件與運動規律，掌握地下水動態變化規律，對水質污染進行有效控制。

(二)工程地質問題的防治策略

工程地質問題具有隱蔽性強，危害性大等特點例如泥石流、地震、滑坡、巖溶以及崩塌等，這些都會對工程的安全和使用起到不同程度的影響，所以防治工作的關鍵就是要事先做好地質勘探工作。調查工作區域地質構造，特別是活動構造，地震活動等，對區域地殼的穩定性作出客觀評價。主要的防治對策要圍繞預防為主，防治結合，綜合整治的原則，然后再根據不同的工程地質問題采取適宜的防治方法。

(三)環境地質問題的防治策略

近年來環境的不斷惡化以及自然災害的頻發，使得環境地質研究越來越受人們的關注。在進行防治時首先需要查明自然地質作用與人類工程經濟活動所引起的環境地質問題，進行綜合分析評價。初步調查天然建筑材料，旅游景觀資源的分布，對開發前景作出正確估價。對適宜于生活和工業固體廢物處置場地的地質條件進性客觀評價。另外對區域環境質量作出綜合評價與趨勢預測，對重點防護地區要進行環境地質調查以及脆弱性評價。

三、水文地質理論體系應用與發展

我國水文地質理論體系在20世紀70年代初期就基本形成。核心理論以找水打井應用技術為中心，為工農業、國防現代化建設、國家重點建設項目服務做出了巨大貢獻。目前，全國擁有近400個大中城市以開采地下水作為城市供水水源，在城市生活和工業供水中，北方利用地下水占80％至90％，其中，農業用水中地下水平均占38％，尤其在20世紀70年代至80年代我國水文地質核心理論與應用技術得到飛躍性發展，基礎理論與應用技術指導全國性地下水資源調查、勘查、監測與保護，取得的成就巨大。目前，我國地下水天然資源量大于1984年評價的8716．84億立方米／a，占我國水資源總量的31％，這個比例與世界地下水儲存量的平均值相近似。

隨著科學的發展，水文地質學基礎理論與應用技術開創了若干新領域，例如：中國地質大學環境學院與工程學院及湖南省地礦局第二水文地質大隊等專家、學者在八五期間對國家重點科技項目“洞庭湖區構造沉降一淤積系統分析”進行攻關，對洞庭湖的演變、構造沉降、泥沙淤積與筑堤圍垸三方面作用進行綜合研究。利用多學科、多種技術進行深入研究，由此得出湖區年總構造沉降量為1．88億立方米，大于當年1．61億立方米的年總泥沙淤積量。研究結果表明洞庭湖并沒有縮小，而是擴大了，這一攻關項目的成功，得到中國工程院陳夢熊、謝鑒衡、袁道先等9位專家教授的鑒定認可。對張人權等的研究成果高度評價：“其運用多學科聯合開展湖泊演孌系統研究達到國際先進水平，開創了生態環境水文研究的新途徑和新領域”洞庭湖生態環境水文研究新途徑新領域至今還在延續新內容與新課題，例如2009年湖北省水文地質大隊教授級高工陳國金研究題為“江漢一洞庭湖平原區洪災形成與防治的環境地質研究”在對江漢一洞庭湖平原區地質背景分析的基礎上，論述了構造沉降作用，泥砂淤積作用，人類工程作用及管涌崩岸作用之間有密切關系，對洪災形成的影響和控制，提出了在地質作用條件下正確處理人與自然的關系，調整水沙重新分配的防洪減災思路與對策。水文地質學理論體系應用與發展為多學科交叉滲透成為主流，20世紀90年代中期開始至今水文地質學的理論發展與相關類學科交叉滲透與融合己得到了全面廣泛地應用和發展。2005年由地質出版社出版的林學鈺、廖資生、趙勇勝、蘇小四編著的《現代水文地質學》剛一書問世，標志水文地質學由傳統的理論向現代生態水文地質理論發展標準目標轉型。現代水文地質學與現代科學緊密結合，如系統論、信息論、控制論及相應產生的系統科學、環境科學等，對水文地質學的發展產生了一系列重大影響。現代應用數學與水文地質學的結合，特別是數值模擬方法得到普遍應用，模型研究成為水資源研究的主要內容，使水文地質學從定性研究發展到定量研究的新階段。許多新的分支學科的產生與發展，如巖溶水文地質學、遙感水文地質學、環境水文地質學、醫學環境地球化學、污染水文地質學以及數學水文地質學、水資源水文地質學。新技術、新方法都得到普遍應用，推動了水文地質學的發展。

結束語：

水工環地質與巖土工程兩個專業學科都是地球地質大學科的支學科，兩個支學科的共同持點與目標相互一致，為地球的永生及人類與大自然生命的存在，用自身的科學理論與工程實際相結合去了解自然與改造自然。水工環與巖土學科的理論體系一脈相承，互為一體，誰也離不開誰，同屬自然科學。用學科過硬知識與技術解決工程建設中的實際問題，學科的理論體系還得依靠多支學科合作，進一步發展，技術創新，理論創新，水工環與巖土工程技術工作的理論與實踐水平都將有新的重要突破。

參考文獻：

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    二、水文地質學專業文獻的文體特征和英譯方法

    水文地質學專業文獻具有科技文獻的一般特點:無人稱、語氣正式、陳述客觀準確、語言規范、文體質樸、邏輯性強、專業術語性強[5]。因此,對于傳遞科技信息的專業文獻,譯者在翻譯時要遵循忠實原文的原則,忠實傳遞原文的信息和文體風格,注重原文的客觀性、信息的準確性、邏輯上的連貫性和表達上的規范性,同時又要符合譯語的表達習慣,確保譯文簡潔、易懂。簡言之,就是翻譯時應遵循“準確、清晰、簡潔、規范”的原則:準確是指翻譯時確保所傳達的科技信息、專業術語的準確性;清晰即譯文應表達清晰、行文通順、完整正確傳遞原文的信息,避免行文晦澀;簡潔指在準確、清晰的基礎上使譯文變得簡潔,不累贅,無冗余;規范即對文中所出現的術語、縮略詞、符號、公式等都要統一規范,符合國際標準。此外,譯者應避免流露個人感情和各種修辭手段,客觀描述原文所傳遞的科技信息。以下就從詞匯和語法兩個方面探討水文地質學專業文獻的特點和翻譯方法。

    (一)詞匯

    專業文獻的顯著特點之一是大量地使用專業詞匯和半專業詞匯,這也是翻譯時的難點之一。專業詞匯是指僅用于某一學科或專業的詞匯或術語,在某一學科具有固定的含義。按構詞方式來分,專業詞匯可分為兩類:一是某種專業特有的詞匯,如aquifer(含水層)、hydrolysis(水解);二是取自英語中的常用詞,在水文地質專業中成為專業術語,如horizon在英語中一般作“地平線、眼界”的意思,在水文地質專業中卻具有“層”的意思,如impervious horizon(不透水層)、illuvial horizon(沉積層),再如fault(缺點)和fold(折疊)在水文地質學里分別譯為“斷層”和“褶皺”。

    半專業詞匯一般不專屬于某一學科,在不同學科表達不同的意思,如depression,日常英語中作“憂傷、沮喪”的意思,在氣象學里指“低氣壓”,醫學上指“抑郁癥”,經濟學中指“經濟蕭條”,水文地質學中是“凹陷”的意思,如continental slope depression(陸坡區凹陷)、groundwater depression cone(地下水降落漏斗);channel物理學上指電路,水力學中指“河道、河床”,如channel slope(河道比降);vegetation在醫學上指“增殖體”,但在生態學和水文地質學里指“植被”,如herbaceous vegetation(草本植被)。因此,譯者必須在熟知這些專業詞匯的基礎上準確快速地應用于專業文獻的翻譯。

    此外,出于簡略和方便的需要,縮略語也廣泛使用于水文地質專業中的專業詞匯里,一般是由某一詞語組合中主要詞的大寫首字母組成,如GW是groundwater地下水的縮寫,PRB指permeable reaction barrier(滲透反應墻),ANN—Artificial Neural Network(人工神經網絡),GA—Genetic Algorithms(遺傳算法)。對于縮略詞的翻譯,需要注意以下幾點:(1)縮略詞不能直接用于文章標題,應給出全稱。(2)縮略詞在文中第一次出現時應給出全稱。(3)同一縮略詞在不同行業中所表達的含義不一樣。因此在翻譯過程別需要注意縮略詞的使用,避免造成誤解。

    (二)語法

    水文地質專業文獻漢英翻譯的語法特點主要表現在時態、語態、名詞化傾向、非限定性動詞和長句的頻繁使用。

    1.時態、語態。水文地質專業英語文獻多用動詞現在時,尤其是一般現在時,用以敘述通常發生的客觀事實、自然現象或真理,以示行文的客觀。專業文獻傾向使用被動語態,這是因為與主動語態相比,被動語態表達更為客觀,也有助于突出句中所出現的自然現象或事物上。

    例:將BP算法和遺傳算法結合在一起,用遺傳算法來優化人工神經網絡初始權重,建立了蘇錫常地區地裂縫危險性評價模型。

    譯文:This paper combines Back Propagation (BP) Algorithms with Genetic Algorithms(GA), using BP to optimize the initial wEight of artificial neural network(ANN), establishes the fatalness assessment model of earth fissure in Suzhou-Wuxi-Changzhou area.(除了使用一般現在時客觀陳述,譯文使用了增詞法,增加了主語“this paper”,因為第三人稱語氣也表示行文的客觀、正式。)

    例:利用先進的非線性模型和預測系統估計和預測榆次市的地裂縫災害。

    譯文:The developed nonlinear modeling and forecasting system was used to assess and forecast the earth fracture hazard in Yuci City.(被動語態的使用既起到強調的作用,又使譯文表達更為客觀。)

    2.名詞化傾向。水文地質專業科技文獻要求語言簡練,表達明晰,因此為了達到語言結構的簡化,英譯的過程中名詞也大量被使用,主要表現在三個方面:一是指在科技英語中應使用表示動作或狀態的抽象名詞或起名詞功用的非限定動詞,如transmission(傳輸),prevention(預防),formation(形成)等;二是名詞連用現象,即名詞修飾名詞,如earth fracture hazard(地裂縫災害),formation mechanism(形成機制),water distribution network(配水網);三是派生名詞的使用,這類名詞通常是由動詞派生的,后面常帶有一個介詞詞組,如the stability of underwater flow systems(地下水流系統的穩定性),the degradation of environment(環境的惡化)。英譯時可以采用詞性轉換法(如動詞轉化成名詞)和修飾詞轉換法(如名詞修飾詞轉化成形容詞修飾中心詞)等方法。

    3.非限定動詞。不定式短語、動名詞短語、分詞短語等非限定動詞的使用(特別是分詞短語的使用),可以使原文的句子結構嚴謹、句子簡潔,所以在水文地質專業文獻的漢英翻譯時較多使用這些非限定動詞。

    例:為滿足人口增長對水資源的需求帶來的地表水和地下水枯竭,是保持淡水供應的最大威脅。

    譯文:The greatest threat to maintain fresh water supplies is depletion of surface water and groundwater resources used to meet the needs of a rapidly growing human population.

    此句翻譯時除了使用不定式短語to maintain, to meet和分詞短語used, growing使句子結構嚴謹、簡潔之外,整句的翻譯采用了倒譯法,即各種句子成分和結構在順序上倒譯,這主要由于漢、英兩種語言表達方式的不同,漢語中通常會把強調部分放后,而英語中正好相反。

    例:為預測地裂縫的發展趨勢和減少其產生的負面作用,開展地裂縫的分布、模式和形成機制的研究是非常重要的。

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中圖分類號：P641文獻標識碼： A

一、水文地質勘查區應勘查的主要地質問題

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采的不利影響及其防治等。隨著科學的發展和生產建設的需要，水文地質學又分為區域水文地質學、地下水動力學、水文地球化學、供水水文地質學、礦床水文地質學、土壤改良水文地質學等分支學科。近年來，水文地質學與地熱、地震、環境地質等方面的研究相互滲透，又形成了若干新領域。

1.平原區

（1）查明不同地層的透水性、富水性及其變化規律，并進行含水層(組)分；（2）獲得主要含水層(組)的水文地質參數；

（3）查明各含水層(組)水理性質、水力聯系及水化學變化規律；

（4）查明局部和區域性隔水層的分布、埋深和厚度變化規律；

（5）咸水體空間分布范圍及咸水體與淡水體的接觸關系；

（6）基本掌握地下水動態變化規律；

（7）查明地下水的補給、徑流、排泄條件和地下水系統；

2. 丘陵山區

（1）查明不同地層巖性的透水性，富水性及變化規律；劃分含水層(組帶)和地下水類型；

（2）找出各類構造對地下水埋藏、運移與富集的控制程度、區域儲水構造、斷裂帶和裂隙密集帶的導水性，含水性和富水地段；

（3）詳細調查風化帶的蓄水條件，層間水的埋藏條件與補給來源以及巖體巖脈在圍巖接觸帶的儲水條件；

（4）中新生代紅層廣泛分布區應著重調查巖溶層的分布與富水性，地下水在垂向上水化學分帶和咸淡水界面及其水化學異常，注意是否有鹽鹵水分布；

(5)注意山區河谷平原及山間盆地內第四系潛水及承壓水的調查，查明主要含水層(組)的分布水量、水質、埋藏條件及動態變化。基本查明地表水和地下水之間的關系。

3. 巖溶地區

(1)棵露巖溶地區要查明地下河的分布和其它各種巖溶水點的水位、流量動態變化，圈定地下河補給和分水嶺位置，選擇有代表的巖溶水點進行連通試驗，確定巖溶水在各通道之間與地表水之間相互轉化條件和補給關系；

(2)覆蓋型地區要查明主地下通道位置及埋藏情況或巖溶發育帶，圈定出富水地段，對水質水量作出評價，還應了解覆蓋層中含水層與下伏巖溶含水層之間的接觸關系水力聯系及巖溶地下水的承壓狀態；

(3)埋藏型地區應查明各巖溶含水層的埋深、厚度及水量水質；分析補給與排泄方式和范圍，圈定隱伏儲水構造。

4. 濱海地區

（1）查明咸淡水分界面以及淡水含水層或透鏡體的分布范圍，埋藏、補給、徑流、排泄條件，水質水量及動態變化規律等；

（2）地下水、河水、海水之間的水力聯系和補給排泄關系；

（3）在島嶼和海岸帶地區應調查海水入侵范圍。潮汐對地下水的影響，查明地下淡水富集帶

5. 黃土地區

（1）分析地貌、地質結構的基礎上，進行地下水類型的劃分；

（2）黃土丘陵區，著重調查支溝溝頭掌形地的匯水范圍與儲水條件及下伏基巖是否分布可供開采的含水層；

（3）黃土塬區著重調查上層滯水的分布下伏第四系含水層的埋藏條件與富水性，并了解補給排泄條件；

（4）河谷平原重點調查潛水承壓水富水性的變化及富水地段分布；

（5）調查咸水形成與淡水透鏡體的分布

6. 凍土地區

（1）查明各含水層(組)的水文地質特征、凍土層上水層間水及層下水的分布和埋藏條件及其之間的水力聯系和補逕排條件及水量水質的變化；

（2）注意調查由凍土層下水或其他承壓水出露所形成的泉(包括礦泉與熱礦泉水)的分布及控制因素等

二、環境地質勘查區應勘查的主要地質問題

“環境地質”一詞最早出現于20世紀60年代末、70年代初一些西方工業發達國家的文獻中。那時這些工業發達國家，已感到環境問題迫切性，開始把滑坡、泥石流、地面沉降、城市地質等問題研究列為環境地質研究的范疇。1982年再版的Michael Allaly主編的《環境辭典》中，將環境地質一詞定義為：應用地質數據和原理，解決人類占有或活動造成的問題（如礦物的采取、腐敗物容器的建造、地表侵蝕等的地質評價）。環境地質在我國出現和使用較晚，但也是隨著一系列嚴重的環境問題（如環境污染、地質災害等）對生產、生活的影響愈來愈突出而提出的。

1.平原區

（1）對于因人類工程、經濟活動所產生的環境地質問題，如地下水污染、地面沉降等應進行專門調查，初步查明其分布、規模、程度，分析其主控因素，作出初步評價預測；

（2）調查地方病的發生及分布范圍，提出防病措施；

（3）對天然水質不良區進行劃分

2. 丘陵山區

（1）著重調查由于人類工程經濟活動引起的環境地質問題，(地下水污染、水土流失崩塌、滑坡、泥石流、塌陷、誘發地震等)，查明分布、發展程度或規模，產生條件、原因對其發展趨勢作出預測和評價；

（2）調查地方病分布范圍、病因，并提出防治措施；

（3）對天然水質不良區進行劃分

3. 巖溶地區

（1）著重調要礦山大型遂道等地下工程產生變形層位、高程構造條件與巖溶水活動的作用；

（2）調查地下河洪水可能對建筑物的影響和淹沒范圍；

（3）對水庫滲漏條件作出評價；

（4）巖溶礦區應研究供排水結合的可能性；

（5）對巖溶地下水污染進行評價；

（6）對天然水質不良區進行劃分。

4. 濱海地區

（1）海水倒灌對水質的影響；

（2）地下水污染情況和原因；

（3）地方病的分布、病因及防治措施；

（4）地下水過量開采與區域降落漏斗形成發展，地面沉降與塌陷問題的影響及預防措施；

（5）對天然水質不良區進行評價

5. 黃土地區

（1）注意地方病的分布范圍與地質、水文地質環境的關系，探討致病水的水化學標志；

（2）注意研究地裂縫等環境工程地質問題的形成、分布與發展趨勢

6. 凍土地區

對地方病的分布、病因進行調查評價，提出防治措施

三、環境水文地質評價

1.通過對普查區的環境水文地質條件、特征的研究，掌握地下水質量變化規律及可能引起的環境水文地質問題，從而控制地下水污染，提出合理開發利用及保護地下水資源與地質環境的措施。

2.地下水環境質量評價，主要對那些以地下水作為供水水源的城市或工業區進行，并以地下水和地質環境的質量變化為重點。在調查的基礎上，收集有關地下水水質監測，地下水污染現狀等資料進行綜合分析，按環境水文地質條件類型來進行。

3.地下水環境質量評價一般只進行基礎評價(或稱背景值評價)和現狀評價。

（1）主要是對地下水沒有遭到急劇破壞的近似于天然狀態(或大規模開采之前)地下水物質組分及其介質環境背景狀況進行評價。

（2）現狀評價，隨著地下水大規模的集中開采和人類活動對地下水水質的影響，以及可能發生的環境水文地質問題，較系統地對工作區的環境水文地質問題作出半定量的評價。

4.評價方法可根據各地具體情況而選擇，如背景值對比法，污染起始對比法，飲用水標準對比法，環境水文地質制圖法，水質數學模型法等。

結語

現在科研人員在水文地質以及環境地質的研究上投入了越來越大的精力并且各國的地質調查局等部門也投入了大量的財力、物力但是今后的發展對于當代水文地質學家以及環境地質學家的挑戰是非常嚴峻的。由搜集來的論文和我國對比可看出國外科學工作者對于某個問題的研究進行的比較深入各種地質條件了解得都非常細致范圍卻不一定大。而國內大多數的研究似乎包含的內容較多一些范圍更大一些但并不深入。國外的研究實用性較強一般是針對一個具體問題進行研究、解決而國內的研究在實用性方面需加強我們應在這方面做出努力。

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2002年地調項目取得的主要成果簡介如下：

一、全國地下水資源及其環境評價

“全國地下水資源及其環境評價”項目，在部環境司的領導和監測院、地科院的協調組織下，通過全國32個省（市、區）水文地質環境地質工作者的大力配合和努力，經過2年多的艱苦工作，取得了如下重大進展：

1．本次全國地下水天然補給資源評價面積為914.97萬km2，地下水天然補給資源總量為9234.72億m3/年，其中淡水資源8836.5億m3/年。全國地下淡水可開采資源量評價面積為619.34萬km2，地下淡水可開采資源總量3527.78億m3/年。

2．與第一輪（1984年）全國地下水資源評價成果相比較，地下水資源量變化有如下特征：

（1）全國地下水資源總量較1984年略有增加；

（2）北方地下水資源量減少，南方地下水資源量增加；

（3）平原區地下水資源量減少，山區地下水資源量增加；

（4）新增加評價了深層承壓水和微咸水、半咸水資源。

3．資源量發生變化的原因主要是：

（1）評價精度明顯提高；

（2）評價面積有所增加，特別是可開采資源評價面積明顯增大；

（3）區域降水量發生變化；

（4）人類工程活動使地下水補給量減少，尤其是北方平原區；

（5）對水文地質參數進行了必要修正；

（6）評價方法有所改進；

（7）可開采資源量評價充分考慮了維護生態環境的需要。

4．1999年全國地下水開采量達到1116×108m3/a，全國平均開采程度為29.9%，其中河北省、天津市、北京市全境超采。近20年來，地下水占總供水量的比例一直呈增加趨勢，已從1980年的14%增長到1999年的18.7%。農業用水量呈遞減趨勢，從80年代的88%，逐漸下降到1999年的61.6%，而工業用水量和生活用水量的比例卻明顯上升，80年代工業和生活用水量的比例為12%，1999年工業用水量比例上升到18.6%，生活用水量比例上升到19.8%。

5．根據國家地下水質量標準GB/T14848-93，在全國地下水資源中，95%的地下水質量可用作生活飲用水水源及工農業供水。其中80%的地下水可供直接飲用，大于10%的量為適當處理后可供飲用，5％為不宜飲用但可直接為農業和部分工業利用，另有不足5％的地下水資源因遭受污染等的影響，需經處理才可利用。南方地區地下水質量優良，大多地下水可供直接飲用，其中江西、福建、廣西、廣東、海南、貴州、重慶等省區市，優質地下水分布面積占全省面積90%以上。北方山區及山前平原地區水質較好，中部平原區較差，濱海地區水質最差。全國31個省（區、市）不同程度地存在著與飲用水水質有關的地方病區。尤其在我國北方丘陵山區較普遍地分布著與克山病、大骨節病、氟中毒、甲狀腺腫等地方病有關的高氟水、高砷水、低碘水和高鐵錳水等。據不完全統計全國有5000多萬人仍在飲用不符合（飲用水）標準的地下水。

6．全國已形成區域地下水降落漏斗100多處，面積達15萬平方公里。河北平原深層地下水已形成了跨冀、京、津、魯的環渤海區域地下水降落漏斗。全國有近50個城市由于不合理開采地下水而發生了地面沉降，其中沉降中心累計最大沉降量超過2米的有上海、天津、太原，天津塘沽個別點最大沉降量已達3.1米。在河北平原、西安、大同、江蘇的蘇、錫、常等地區，過量開采地下水已導致了地裂縫。沿海地區的大連、秦皇島、滄州、青島、北海、海南新英灣等城市和地區地下水位的下降，引起海水入侵，導致地下水水質惡化。其中，膠東半島、遼東半島海水入侵嚴重。

7．本次全國地下水資源評價，編制了全國性圖組10幅，包括中國政區圖、中國地勢圖、中國降水量圖、中國干旱指數、蒸發量圖、中國水系圖、中國水文地質圖、中國地下水資源分布圖、中國地下水化學圖、中國重點城市供水中地下水所占比重圖、中國地下水環境圖。

編制了地區性圖組21幅，包括黃河流域、西北地區、黃淮海平原、松嫩松遼平原、三江平原、南方巖溶石山地區、長江三角洲地區的地下水資源分布圖、地下水資源開發利用狀況圖、地下水環境圖。編制了分省性圖組96幅，包括各省的地下水資源分布圖、地下水資源開發利用狀況圖、地下水環境圖。本次全國地下水資源評價，完成了數據庫建設，包括原始數據建庫、計算過程數據建庫、分省圖件建庫、各省評價報告、總報告建庫、技術分檔建庫等。

二、華北地下水可持續開發利用前景

由水環所組織實施，河北、北京、天津、河南、山東等省（市）地調院參加，在項目組全體成員的不懈努力下，取得重大進展。

1、通過對鉆孔資料的研究分析，將華北平原第四紀下界統一到世界較為認可的2.58Ma，確定了華北平原第四紀各時代下界的區域埋藏深度。

2、提出了深層地下水的補給模式。現代地下水分布在山前平原，是局部直接入滲補給。中部平原深層地下水是末次冰期補給。天津一帶濱海平原地下水推測為末次冰期間冰階補給。

3、碳14同位素研究結果表明，華北平原區域地下水存在三個流動系統：

（1）來自太行山前的水流系統；

（2）來自燕山山前的水流系統；

（3）來自魯中山區的水流系統。

區域地下水總體上具有活塞流的特征，三個區域水流系統集中流向中部平原，最終在天津一帶排泄入海。三個水流系統中，以太行山前的水流系統影響強度較大，魯中山區水流影響較小。

4、根據水文地質、同位素資料，繪制了石家莊-衡水-滄州-天津-渤海的地下水同位素剖面。受地下水開采的干擾，山前平原局部水流已經不明顯，衡水形成了一個局部水流系統，上部淺層地下水明顯向下流動。在東部滄州和濱海平原，地下水形成以漏斗為中心的局部水流系統，區域流被截斷，但更深部的區域流尚未受到影響。

5、初步查清了華北平原淺層地下水位和深層地下水位分布現狀和變化情況，以及地下水漏斗的分布。淺層地下水降落漏斗分布于山前沿線中心城市；深層地下水頭整體大幅度下降，致使華北平原大部分深層地下水頭低于海平面，以地下水封閉的“0”m等值線圈定的低于海平面范圍為76732km2。

6、通過綜合研究得出華北平原深層地下水環境約束條件的臨界界限值為水位埋深50米，并將70米作為嚴格控制界限，以防止地面沉降等環境問題的加劇。目前華北平原深層地下水頭埋深大于50米的面積已有32106km2，大于70米的面積7145.34km2。

7、詳細調查了華北平原地下水開采量，2000年華北平原地下水開采量為211.98×108m3，淺層地下水開采量為178.40×108m3，占地下水總開采量的84.2％，多集中在全淡水區。深層地下水開采量為33.58×108m3，占地下水總開采量的15.8％，主要集中在咸水區。

8、華北平原地下水評價結果表明，華北平原地下水天然資源為220.78×108m3/a，其中礦化度小于2g/L的地下水天然資源為175.48×108m3/a。淺層地下水開采資源192.54×108m3/a，其中小于2g/L淺層地下水開采資源171.36×108m3/a；深層地下水可采資源24.23×108m3/a，其中小于2g/L深層地下水可采資源24.19×108m3/a。從華北平原整體來看開采程度為108％，僅超采16.42×108m3/a，整體上基本處于采補均衡，但是開發利用在平面和垂向上分布極不均勻。

三、寧夏地下水（含地熱）資源評價

與生態環境建設示范

“寧夏地下水（含地熱）資源評價與生態環境建設示范”項目，是中國地質科學院與寧夏回族自治區科技合作項目。項目按照科研與生產相結合的方式，形成了由中國地質科學院水文地質環境地質研究所、寧夏地質工程勘察院、中國地質調查局水文地質工程地質技術方法研究所、寧夏地質調查院和寧夏物探勘查院等科研生產人員組成的項目組。

下設五個課題，通過課題組成員的努力，均取得重要成果及認識，現分述如下：

（一）寧南水資源綜合評價與合理開發利用

1．在開展工作過程中，始終以地下水系統理論為指導，無論從控水分析、含水層結構分析、地下水補徑排分析，還是地下水質和量的分析上，均按照地下水系統理論，對其進行整體系統的研究，使目標從一個目標趨向于多目標，利用模型功能向多功能方向發展，在考慮不確定因素的基礎上，通過智能型水資源支持系統，用模型系統取代整體模型，解決地下水系統劃分中的實際問題。在調查評價地下水資源形成演化工作過程中，將地下水質量、數量作為一個整體進行綜合研究，把地表水和地下水、不同含水介質中的地下水之間的相互轉化關系進行分析，利用水循環理論，不僅分析地下水補徑排特點，還對其已經發生的變化及可能發生的變化進行調查研究，突出了動態調查評價的新思路。

2．通過對不同含水介質巖相古地理、時空分布的分析和研究，尤其是地下水資源形成演化的探討，對白堊紀沉積盆地、第三系地層和第四系地層對地下水數量、質量的控制作用進行了深入研究，分析了高氟水、苦咸水成因進行了深入探討，尤其分析了對現代生態環境的影響作用，從而將巖相古地理-地層時空分布-地下水循環演化-地表生態環境等作為一個相互聯系的整體進行了調查評價，取得許多新認識。

3．在對寧南地區弧型構造形成演化機理進行分析基礎上，結合巖相古地理分析，首次對旋卷構造、拉分盆地、環狀構造等不同構造類型對含水層的時空分布、地表水系的分布及地下水資源形成演化作用進行了系統分析，提出了構造控制不同含水介質地下水作用規律。

4．通過大量的綜合地質-水文地質調查及物探、鉆探調查評價工作，對整個寧南地區控制地下水時空分布的邊界條件進行了調查，明確了控制地下水時空分布的邊界位置和性質，查明了不同時空條件下地下水補徑排變化規律及相互獨立相互聯系相互依存的內在因素，從而第一次對整個寧南地區地下水系統進行了劃分。尤其是在南北古脊梁地區各種邊界性質及位置進行了深入勘查，對該地區地下水資源時空分布及其形成演化規律進行了系統性研究，劃分了該區地下水系統，對該區特殊的地下水水質類型形成原因進行了初步研究，對該區地下水資源進行了系統評價，對該區三大泉域成因進行了分析從而形成了具有突破性的認識和成果。

5．通過地下水分布規律和地下水資源形成演化的調查評價，對寧南地區找水方向給出了明確的結論性認識，認為以清水河沉陷構造為界，東部地區以尋找基巖裂隙水和深部巖溶水為主，西部則應以第四系孔隙和淺層地下水為主。

6．寧夏同心縣下馬關地區是歷史上嚴重缺水地區，我們通過大量的地面綜合調查和物探等工作，認為下馬關白家灘-了馬山地段是一富水地段，可以布置一個探采結合孔，課題組成員在老專家的指導幫助下，通過精心工作，2001年探采結合孔施工完畢，經抽水實驗和水資源評價結果是地下水出水量可以達到3000-5000方/天。經驗收認為：勘查區是一個嚴重干旱缺水山區，在該地區找到豐富的地下水，這是對該區水文地質認識的重大突破。

（二）寧夏河套灌區灌溉方式優化配置實驗示范研究

1．通過示范區野外調查、監測和水土樣品的采集分析，查明了淺層地下水位動態變化特征、包氣帶水鹽運移過程與種植結構及引黃水量的相關關系。在示范區，近10年來人口、耕地與引黃灌溉水量同步增長，增幅在30%以上。地下1.2m以淺土壤樣品可溶鹽（離子）含量分析表明，土壤水鹽運移聚集變化主要受引黃灌溉、降雨和蒸發的影響，季節性變化明顯，年際變幅不大。引黃灌溉水量的增加導致排泄不暢部位地下水位抬升，蒸發加強，局部土壤鹽漬化呈加重態勢。結合課題的問卷調查顯示，村民最關心的是降低水位有利于耕種，對渠井聯合灌溉方案表示支持。

2．在深入分析淺層地下水補徑排條件基礎上，建立了研究區的水文地質模型和數學模型，對模型和參數進行了識別與勘察模擬。在此基礎上，對優化灌溉配置管理模型和約束條件進行了研究、對示范區渠井灌溉優化配置模式進行了多方案的研制與開發，用響應系數矩陣把地下水流模型與多目標規劃模型有機地耦合求解，以2000年的水位和農田布局及不同灌溉用水條件，得出向后30年、控制地下水位埋深在不同深度的計算結果。如果控制淺層地下水位埋深不大于2m，在現狀條件下，示范區引黃水量可減少1/5，每年可開采利用淺層地下水70萬m3，引黃河水255×104m3/a。考慮目前黃河流域水資源緊缺狀況，如果進行節水灌溉，節省1/3灌溉用水，需水量減少到217×104m3/a，控制潛水水位埋深在2m以內，可開采利用潛水48×104m3/a，引黃河水169×104m3/a。

3．對銀川平原淺層地下水開發利用潛力進行了初步分析。銀川平原淺層地下水主要補給源是引黃渠系及田間灌溉入滲，補給豐富，據計算每年天然補給資源量約21億m3，可開采資源量約16億m3。利用示范區的研究成果，對銀川平原渠井優化灌溉模式應用前景進行了分析，在現狀條件下得出了概算結果。目前淺層地下水的開發利用程度很低，從人口、資源、環境與社會經濟可持續發展的長遠利益出發，應加強開發利用淺層地下水，推行渠井結合的農業灌溉方式與節水灌溉的措施等。

（三）寧南典型地區生態環境調查與生態建設模式

1．將寧夏南部山區的彭陽縣（古城鄉、王洼鄉、羅洼鄉）、西吉縣（城郊鄉、馬建鄉）、涇源縣（東峽鄉、白面鎮）劃分為陰濕土石質山區、半陰濕土石質黃土梁峁區、干旱、半干旱黃土梁峁區三個不同的氣候地貌類型，并完成生態環境地質調查1087.17km2，查明了工作區地質生態環境背景，及相關基礎圖件編制。

2.分析了現有生態模式及產業特征，總結了現有模式的優劣，為今后產業結構調整，規劃提供了科學依據。

3．在彭陽縣王洼鄉高建堡小流域實施了GPS監測土壤侵蝕動態監測，監測面積15.1km2；建立典型地段監測控制網,進行水土流失動態監測，分析總結了不同地形、地貌條件下水土流失規律，以及不同工程措施、生物措施水土保持條件下水土流失治理效果。

4．對已實施的退耕還林工程效果進行跟蹤調查分析，研究提出了存在的問題、改進方向：退耕還林應根據地質、氣候特征采取不同措施，山區以水土保持涵養林為主，黃土梁峁區生態林與經濟林并重；增加草地比例，發展隔坡梯田；發展優良果樹品種，走規模化、產業化道路；對山前覆蓋層薄的地區應優先退耕，以免造成土壤層徹底破壞；根據當地惡劣的生態條件，適當增加退耕還林扶持年限。

（四）寧夏特色作物農業地質背景調查與利用研究

1、查明了枸杞、葡萄的果實中化學成分中酸性和堿性二類組分，前者是以總糖為代表的碳水化合物、粗脂肪等。后者是以甜菜堿為代表的含氮化合物，主要包括粗蛋白、氨基酸、粗纖維等。在此基礎上提出了用酸堿二類組分的含量及其協調關系，同時參考農業部門的質量標準作為評判內在品質的依據。優質枸杞子的定義是：在一定糖含量的基礎上，總堿應與之協調平衡。其化學本質為在一定酸性組分(總糖)含量水平上，酸堿二類組分適度平衡。

2、通過糖(酸)堿圖的分析對比，找到了品質優良的枸杞的原因，從而得出如下結論：糖(酸)堿比位于0.3-0.6之間時為最優。

3、初步探討了礦質營養元素在剖面中的運移特征，找到了影響枸杞、葡萄品質的特征元素組合，為改善它們的品質提供了新的思路。

4、元素在不同的土壤類型中具有不同的含量，不同的土壤類型具有不同的自然肥力。根據土壤肥力的高低劃分了優越型、中等型、較低型和極低型。枸杞一般都在土壤肥力優越型的土壤中品質最好。

5、總結出了枸杞、葡萄的生產酸堿平衡的規律。

6、首次建立了特色作物生長的農業生態地質模式，并對不同的農業生態地質模式提出了特色作物的可栽培性。

（五）寧夏地熱遠景調查及銀川平原地熱資源評價

1、通過野外調查，在南部山區初步發現了2個地熱遠景區：涇源縣黃花鄉樓房溝，泉水溫度為23℃，為斷裂帶出露的上升泉，有臭雞蛋味；固原縣雙井子鄉雙井子村，南水泉群的水溫26℃。若按當地年平均氣溫加10℃計算，此兩處均屬明顯異常區。

2、通過地質、構造、地球物理特征及地熱井和溫泉的穩定同位素、年齡同位素和水化學特征分析，闡明了地熱水的來源和成因，進行了熱儲層溫度估算和潛力分析，并進一步確證了前期野外調查初定的2個地熱異常區，提出在同心縣新莊的太陽山泉和青銅峽市廟山湖清涼寺的廟山湖泉所在地區存在地熱異常的可能性。

3、預測了三個地熱遠景區，并根據研究程度采用不同方法分別評價了地熱資源量：

（1）銀川平原地熱資源最有利的區（Ⅰ）

采用熱儲法估算得知：在銀川平原熱儲面積2514.86km2范圍，3000m深度內＞40℃熱儲層蘊藏的熱能儲存量980.31×1014kcal，地熱水儲存量為4193.93×108m3，地熱資源潛力巨大，為寧夏地熱資源遠景最有利區。

（2）衛寧平原地熱資源遠景有利區（Ⅱ）

1988年，寧夏地礦局礦調所在衛寧北山黃石坡溝金礦勘查中，先后在ZK9102、ZK9301和ZK8901三個鉆孔中發現了地下熱水，孔深分別為310.74m、298.54m和243.70m，水位埋深分別為127m、147m和205m，地下熱水儲存于泥盆系東西向構造的破碎帶中，出水溫度32-41℃，單井出水量360-768m3/d，礦化度＞5g/L，水化學類型為SO4·Cl-Na·Ca水。該地熱顯示的發現，預示著衛寧平原及衛寧北山地區將成為寧夏地熱資源有利區。

（3）六盤-龍首斷裂帶地熱資源遠景較有利區（Ⅲ）

在斷裂帶及附近出露多處溫泉，水溫＞20℃的溫泉有樓房溝泉、雙井子泉、太陽山泉、鴿子山泉，4處溫泉的天然放熱量為1721.82×104kcal/a，預示著該地帶將成為寧夏地熱資源遠景較有利區。

四、黃河中下游主要環境地質問題調查評價

由我水環所負責組織實施，陜西、山西、河南、山東等四省地調院參加。

1、完成并查明了河龍段9.7萬km2（1/25萬）巖土侵蝕的環境地質背景、巖土侵蝕的種類、分布規律、典型地段的巖土侵蝕的發育機理，認為區域構造格局、新構造運動、地層巖性及其組合、地形地貌等是河龍段巖土侵蝕的主要環境地質背景，控制著巖土侵蝕的強度、類型、速率和發育程度。探索了利用遙感技術（RS）及地理信息系統（GIS）定量評價巖土侵蝕的方法。為河龍段的巖土侵蝕或水土流失治理積累了資料和提供了科學依據。

2、重點解剖了劈砂巖地層性質、地層的巖性組合、劈砂巖的裂隙等對巖土侵蝕的影響。認為劈砂巖地層的強烈的巖土侵蝕現象主要是由其內在的因素如巖石的力學性質、水理性質、礦物組成、化學成分、礦物結構特征等所決定；地層巖性組合加重了劈砂巖的巖土侵蝕；劈砂巖的垂直裂隙不都是由于構造運動所引起，還存在由于巖土侵蝕所造成的次生構造裂隙。

3、首次利用GPS精確測量技術和GIS的分析功能相結合，對黃河中游劈砂巖分布地區的溝邊坡重力侵蝕量、淤積壩的泥沙淤積模數進行了定量評價探討，并摸索出了利用精確測量的GPS技術在野外調查中的有效應用方法。

4、完成并查明了下游近8萬km2（1/25萬）區域環境地質條件、河道帶環境地質特征，評價了懸河穩定性，對危險地段進行了預警，從地學角度提出了防洪減災的8種對策。

5、基本查明了斷流區地下水開采資源量為148億m3/a,地下水開采資源潛力總量為50億m3/a；地下水漏斗區調蓄庫容73億m3、可調蓄水資源6億m3/a；與80年代比較，黃河對地下水的補給量減少了5億m3/a，約減少48%，淺層地下水開采資源量減少了4.76億m3/a，約減少3.3%。

6、對中游的巖土侵蝕、下游懸河穩定性和水資源短缺的問題之間的內在聯系，及黃河水沙的變化趨勢進行了研究。初步認為中游地質環境控制著巖土侵蝕的發生和發展，下游的懸河穩定性受到中游巖土侵蝕及下游地質環境的制約，人類活動對巖土侵蝕及入黃水沙產生了較大影響，黃河水沙自上世紀50年代以來呈逐年代減少趨勢。

五、鄂爾多斯白堊系自流水盆地地下水賦存規律研究

1．配合“鄂爾多斯白堊系自流水盆地地下水勘查”項目的進行，先后沿東勝梁兩側、鄂托克旗～跨毛烏素沙漠～烏審旗的剖面、青銅峽～鹽池～靖邊沿白于山的東西剖面、涇源～平涼～慶陽剖面和沿南北方向布設的橫跨庫布齊沙漠、毛烏素沙漠、白于山和黃土地區的剖面等進行了調查，2000-2002年采集氫氧同位素（D、18O）樣品126組，同位素分析數據同位素T樣品126組，碳-13、碳-14同位素樣品67組，地下水化學分析樣品126組，按實施項目要求，完成了地下水同位素研究報告初稿；

2．通過對該區以往研究資料系統收集、2000-2002年野外調查及所采樣品的綜合分析，對鄂爾多斯白堊系自流水盆地地下水形成過程的認識上取得重要進展。該區地下水同位素年代分層和分區明顯，淺層地下水年齡多小于5000年，從地下水樣普遍含有一定量的氚來看，水的更新過程比想象的要快。深層地下水是在過去兩萬多年的時間里形成的。地下水的水質變化主要受地區巖相古地理條件和兩萬多年來氣候干旱化過程所控制，人類活動是這一地區水環境條件惡化和復雜化的重要因素。

3．鄂爾多斯白堊系自流水盆地地下水的同位素調查表明盆地不同層和不同區地下水及其與地表水的同位素組成差異明顯，環境同位素技術是進行盆地地下水研究可依賴的重要手段（方法可行）。不同層地下水同位素組成和地下水年齡的分布特征可作為水文地質分區及地下水分層的基本依據或主要證據。地下水14C和T的分布及其關系證實白堊系地下水在某種程度和一定深度內是可更新的，可以作為重要水源予以開發利用。地下水年齡的測定和地下水氫氧同位素的分析結果表明，該區的氣候變化和環境演化，特別是晚更新世以來的干旱化過程是影響地下水質量及其分布變化的最重要影響因素。白堊系自流水盆地循環深度小于100米淺層水，主要是近幾十年來大氣降水補給形成的，北部由東勝-四十里梁-鹽池分水嶺向東西兩側徑流排泄；隴東黃土高原區地下水主要接受區域大氣降水和來自六盤山一帶的側向補給；深層承壓水的年齡（大于300米埋深）多大于1萬年，最大可達2萬多年，為全新世以前補給形成的水，水的氧-18貧化特征明顯，地下水的含鹽量普遍較低，與當時的氣候較寒冷氣候密切相關。

六、我國地下水資源可持續利用戰略研究

1、完成了“我國地下水資源可持續利用戰略研究”報告

總體報告從三個方面論述了我國地下水資源現狀、問題和前景。第一部分：在闡明全國地下水資源狀況的前提下，論述了我國地下水資源的現狀、特征與特性；第二部分：分析了我國地下水資源開發利用情況，研究國民經濟發展對地下水資源的需求形勢。用可持續利用的觀點，闡述了地下水資源在國民經濟建設中的戰略地位。綜述建國五十年來，在地下水勘察、研究方面取得的巨大成就的前提下，闡述由于不合理開發利用地下水而引發的影響地下水資源可持續利用的問題；第三部分：提出了我國帶有普遍性的和典型地區的地下水可持續利用戰略。

2、開展了華北和西北重點地區的綜合調查與研究工作

充分分析了近20年、尤其是近年來西北找水特別計劃、國土資源大調查中地下水資源調查成果和新一輪全國地下水資源評價資料，重點對西北、華北地區地下水環境進行了調查，研究了這些地區由于地下水開采引起的環境地質問題；對我國地下水資源數量、分布及其開發利用情況及地下水開發利用戰略進行了分析，認為：

（1）地下水是我國尤其是我國北方地區的主要水源，是支持經濟可持續發展的支柱，具有不可替代的作用。1998年全國地下水在總供水量的比重，華北最大，其中河北75.1%，北京、山西在60%以上，河南52.7%，山東、遼寧、陜西等省都超過40%。北方地區70%的生活用水、60%的工業用水和45%的農業灌溉用水均依靠地下水。

（2）供需矛盾日益加劇。目前全國600多座城市中有一半左右的城市不同程度的缺水，年缺水60多億方，每年因缺水影響工業產值2300億元；農業灌溉年缺水300億方，受害面積3億畝，影響糧食產量250億公斤；現在全國有7300萬人需解決飲水問題。

篇（5）

自古以來江南的風景獨好，江南地區山水文學隨之亦很發達。江南地區旅游業的深層次發展要求加強山水文學的研究，重視山水文學的作用，以促進和發展文化旅游項目，增強在國際旅游業中的競爭能力。

一、江南地區山水文學的特點

首先，江南地區山水文學的血液凝聚成濃郁的浪漫風韻，如江南小調和詞曲；楚辭中的離騷、天問、招魂，湘楚巫文化中的祭祀，長沙馬王堆漢墓中的漆畫等，其不同于黃河流域文化的最大特點就是不追求對稱和工穩，而是更跳躍、更激情、更浪漫。

第二，江南地區山水文學具有鄉土情結。江南地區知識群體大多具有鮮明的文化性格特征，那種“雅”、“文”、“烈”的性格特質成為他們的群體性風格，他們充分地保持了悠久歷史的本土文化的傳統。

第三，江南地區山水文學具有廣闊的政治視野。長久以來，江南地區是實踐理性與“天下興亡，匹夫有責”的參與意識的集中體現，有“先天下之憂而憂、后天下之樂而樂”和“敢為天下先”的豪邁氣概，給江南文化提供了明確的奮斗目標。

二、江南地區山水文學的旅游價值

現代旅游業本質上是滿足旅游審美需求的社會文化現象。隨著社會文明的進步，人們對精神生活的需求越發強烈，旅游者將愈來愈不僅僅滿足于山水景物的淺層觀賞，而追求從文化的高品位上，從我國的自然、人文景觀與華夏民族文化的契合點上去獲得一種審美愉悅，去探求認識生活、美化心靈的真正價值。這其中當然包括從山水文化作品中尋求并且感悟我們民族的文化底蘊和厚重美感。品位高雅的江南地區山水文學是江南地區旅游文化的精華和骨干。那些濃筆重彩地描繪自然、人文景觀的膾炙人口的名篇佳作，將以其獨具而不朽的藝術魅力激發旅游者的旅游審美需求。

歷史悠久的江南自然風光曾吸引過歷代不少詩人墨客，在漢賦、唐詩、宋詞、元曲、明清小說中，留下許多膾炙人口的詩文和生動的傳說、故事。這些詩文、傳說、故事與旅游風景名勝有關。如唐代李白、賀知章，宋代王安石、陸游，明代徐渭、王陽明、徐霞客，清代林則徐、梁啟超等，這些歷史名人在江南游山玩水留下了數以百計的詩文，是江南旅游區的一大筆文化遺產。江南的洞庭湖，浩瀚迂回，山巒突兀，湖外有湖，湖中有山，漁帆點點，蘆葉青青，水天一色，鷗鷺翔飛，歷代文人墨客都對美麗的洞庭湖作過熱情的吟詠。北宋著名政治家、軍事家和文學家范仲淹的《岳陽樓記》，從岳陽樓的視角（居高臨下）對洞庭湖變化多端的風光，描繪得淋漓盡至，膾炙人口。洞庭湖的氣勢雄偉磅礴，洞庭湖的月色柔和瑰麗。即使是在陰晦沉霞的天氣，也給人別致、譎秘的感覺，激起人們的游興。碧波萬頃的洞庭湖稱為“天下第一水”，實與范仲淹的《岳陽樓記》有關。把他們的詩文結合各風景名勝景點，編輯成旅游區的風景名勝詩文選，作為旅游手冊，提供給游客，使旅游者在觀賞美好景觀的同時，又欣賞到歷代名家的絕妙詩文。

旅游屬文化活動范疇之中的，實質是通過對自然、人文景觀的游歷，欣賞大自然風光，領略民俗風情，陶冶情操，增長知識的一種休閑娛樂和文化教育活動。開發和利用民間文學對推動我國旅游業發展，對提高我國各地歷史文化名城品位，對加快投資環境改善，都有重要的意義和作用。在開發和利用民間文學資源時應加強對傳說、故事等的開發利用，推動我國各地旅游業長盛不衰。

山水文學來源于古今的旅游活動，旅游者在游覽觀光中，通過相關聯的山水文學珍品，領悟到一定歷史時期人民的生活風貌，以及生活在彼時彼地的政治、軍事、文化名人的性格、命運和精神力量。因此，按照現代旅游學的理解，山水文學也是一種旅游資源。充分宣傳和大力傳播這些山水文學珍品，實際上是把我們民族所創造的文化精華展示出來，在世界上樹立起我們國家和民族的美好的形象。這不僅會提高它們所描繪美景的知名度，而且它們本身也將包孕著華夏民族精神和優秀傳統，超越時空而與世界各國的優秀文化相映生輝，成為全人類的共同財富。山水文學在相當的程度上，宣傳、開發并且保護著著名的旅游景觀，提高這些景觀的文化品位和審美價值。在各旅游勝地，凡能與歷代名家的傳世之作相關聯的，都要附之以說明，我們的導游和接待人員也均不會忘記向游人進行介紹，旨在增添景觀的藝術光彩。山水文學同時也像衛士一樣，保護著中華民族這些不可多得與復制的旅游瑰寶。

學習和研究山水文學，從中得到啟迪與陶冶，也是提高旅游工作者的文化素養和審美能力所必須的。旅游工作者特別是旅游高中級管理干部不僅要有經濟頭腦和管理才能，還應當富有一種藝術氣質，這是旅游事業的文化傳播和審美活動的性質所決定的。旅游工作者的文化品格與審美情趣的高低決定其工作的優劣；決定其能否捕捉到文化旅游信息，能否開拓旅游市場，為繁榮旅游事業，促進國際文化交流做出貢獻。

三、開發江南地區山水文學旅游價值的途徑

一是開發與保護江南地區山水文學遺產。在旅游業成為朝陽產業的今天，要進一步加強旅游業和文學的互喚互動和互用，以文學為核心的文化力量動力，使山水更具有文化品位，更具經濟價值。如開發屈原的辭賦，開發著名詩人李白、孟浩然、王昌齡、杜甫、韓愈、柳宗元、李商隱流寓江南地區時留下的不朽之作，開發宋元明時期江南地區著名的文學人物有周敦頤、王以寧等，對發展文化旅游業有幫助。

二是開發偉人、名人文學旅游資源。江南文化最引人注目之處，就是在這個地域文化的熏陶下，涌現出一代又一代有思想、有抱負、有個性、有才情的知識群體，他們在中國歷史上最大程度地發揮了文化的社會化功能，故成就為炳耀史冊的文學家、思想家、學問家、政治家、教育家。開發江南地區山水文學旅游價值，應充分發揮本省歷代文化名人眾多的優勢，繼續加大對文化名人資源的挖掘和開發工作。要大力實施文化品牌戰略，培育一批文化名人，創造一批文化名品，修復一批名人故居。

三是提高導游員的文學素養，進行講解、宣傳江南地區山水文學。要開發江南地區山水文學旅游價值，必須提高導游員的文學素養，讓導游講解、宣傳江南地區山水文學，彰顯江南地區山水文學旅游資源的魅力。導游員在講解、宣傳江南地區山水文學時，要做到言之有情、有神、有力。言之有情是指導游員在帶團過程中要對山水、對游客有感情；言之有神是指導游員的講解應具科學性、知識性、趣味性和文學性等，其講解內容要經過綜合性的提煉并形成為一種藝術，讓游客得到一種藝術的享受；言之有力是指導游員使用的語言應該是簡潔明快、比喻適當、鏗鏘有力、耐人尋味，以增強江南地區山水文學的旅游價值。

篇（6）

中圖分類號：P641 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）01-0285-01

水工環地質學科與巖土工程兩個專業學科的理論體系核心是通過原始的分散型、局部性水文地質、工程地質理論成果革新，然后隨著生產力與科學技術的發展，形成了普遍性，全局性，集中型科技創新與發展，并得到了高度綜合與集成而形成的當代水工環地質與巖土工程學科。水工環地質與巖土工程學科技術的理論發展歷程，則由水文與工程地質―環境水文與環境工程地質―巖土工程地質―生態水文與工程地質―生態巖土工程地質的全過程，當代水工環地質與巖土工程學科技術應用于土木工程建設的全過程中。水工環地質與巖土工程地質學科理論實踐于各工程建設領域并相互滲透，互補應用。因此，水工環地質與巖土工程理論的應用體系是一脈相承的。兩學科不僅是不可分割的兩門相關相同專業類，而且在國民建設項目中兩類專業相互依賴生存。工程建設的屬性統歸為水土巖三者之間內在的性質，例如：利用地下水資源作為工農業及居民供水，需依托地下水儲存空間在巖與土中的立體空間分布和適宜的地質條件來滿足地下水的生存和開采利用。又如：城市人口居住密度加大，迫使城市向空中發展，則加大了高層及超高層建筑群的高密度開發，宜選擇滿足地基荷載的承受能力優良的工程地質與環境工程地質條件。涉及巖土工程與水文及工程地質相關領域極為廣泛，例如：城市地下建筑基坑中的水文及工程地質問題，需要各項試驗結果優選計算參數，供基坑設計與施工使用。與地下建筑相關的地下水的抗浮問題，建筑物地下基礎的巖溶地下水的防治與治理問題，礦山開采的邊坡穩定及礦床開采的充水影響問題，大江大河及水庫大壩防滲及巖土體的結構穩定問題，湖泊淤積治理問題，抽取地下水引起的地面沉降問題，鐵路、公路、橋涵、以及過山、過江、過海的地鐵隧道等建設工程遇到的巖溶、軟土、凍土、崩塌、滑坡、泥石流、塌陷、等環境地質災害問題，都是緊密依靠當代水工環地質與巖工程學科基礎理論與實際相結合進行解決。也是水工環地質與巖土工程學科面向社會發展的需要。

1、水工環地質的概述

水工環地質調查和研究與人類的生存有著密切的關系，特別是在全球環境變化和被社會經濟環境可持續發展的推崇的大背景之下，各國都將其引入更廣闊的空間。伴隨著不斷變化和發展的全球經濟、資源、環境，各國對地質調查工作的方向和部署都進行了調整，相對的，發生巨大變化的還有水工環地質調查研究的內容。水文地質、工程地質、環境地質的界限在傳統意義上被打破，現在發展的趨勢就是對水工環一體化的研究，它的服務領域越來越廣泛，信息量大、功能多樣的態勢不斷出現，環境地質學日益突顯其重要性。

2、水工環工作存在的問題

盡管水工環地質工作一直處在國家、社會與國民經濟發展的前沿，但是仍需“更加緊密地與國民經濟與社會發展相結合，更加主動地為經濟與社會發展服務”。目前，在水工環地質調查工作中尚存在如下亟待改進和加強之處：

（1）大調查隊伍不健全：為了適應地質工作由資源型向資源+環境型轉變，中國地調局機關成立了水工環部，極大加強了水工環地質調查工作的管理能力。老一代地質工作者仍然是地質大調查的主力，而目前尚未培養出足夠多的具有較高戰略分析和綜合分析能力的中青年骨干隊伍。？

（2）國家層次的地調項目不夠：目前水工環大調查項目幾乎涉及各個領域，覆蓋全國，但是，由于經費投入明顯不足，因此，像“400個縣市地質災害調查與區劃”，“鄂爾多斯周緣地下水”，“長江中下游水患區環境地質調查”等反映國家意志，具有較強公益性、戰略性和基礎性的項目不多。應該按照“有所為有所不為”的原則，對水工環地質工作全面規劃，使有限的資金產生更大效益。？

（3）成果轉化亟待加強：“長江中下游水患區地質環境調查”、“黃河中下游地質環境調查”、“首都圈地區環境地質與水文地質調查”、“塔里木盆地地下水資源勘查”等許多項目已在實施并取得初步成果，應該盡快將水工環地質調查成果推向社會，力爭參與到這些地區社會與經濟發展建設計劃中去。

3、水工環工作的建議

（1）工作部署原則：水工環地質大調查工作部署原則，總體上必須以副總理提出的“一個根本轉變，兩個更加”作為開展工作的戰略方針，以壽嘉華副部長提出的“四個定位，五個提升，九個部署”為工作重點，它要：①更加主動地為社會和國民經濟發展服務。水工環地質工作是在國家經濟建設中誕生的，隨著國家經濟建設的飛速發展而迅速成長壯大。②全面提升調查水平，更加代表國家意志。③應具超前意識，并服務于全過程。因此，應該及早開展以生態環境地質為主題的三峽庫區地質調查，重點了解庫區第四紀地質與庫岸變遷、移民遷建區人工開挖與地質災害、25°以上斜坡地與生態環境保護等問題。？

（2）加快戰略和規劃的制定；以水工環發展戰略思想為指導，盡快完善我國水工環地質調查規劃，真正體現國家意志，并以此作為編制實施計劃和項目申請立項的依據，通過數年的努力，真正使我國水工環地質工作提升到新的水平。

4、水工環研究中新技術、新方法的應用

（1）地理信息系統（GIS），地理信息系統作為一種應用技術是以處理空間數據為基礎的，而地質信息的特點決定了使用GIS技術的優越性，從而使該項技術在地學的各個領域得到了廣泛的應用。

（2）遙感技術（RS），遙感技術在水文地質、工程地質以及新近形成的環境地質學科中近30年的應用，走過一個從定性評價到半定量、定量評價，從指示要素分析到計算機模型模擬，從單一解譯到綜合方法互補等階段，充分顯示了其信息量大、宏觀、快速、節省經費，且具有多時相動態監測等優勢，廣泛應用于水文地質勘查、評價、大型工程選線（址）、區域穩定性評價、地質災害調查、評價預測及地質環境評價預測等領域。

（3）物探技術，由于物探技術能提供多種描述地質材料的物理參數并具有速度快、成本低和不破壞地質環境的優點，在水工環勘查的歷史上已經得到了廣泛的應用。近十幾年來，在時空域內利用高分辨率技術勘查地質目標的成功，使水工環物探勘查技術取得了長足的進展。

（4）水質測試技術，目前國內外的實驗測試手段，從分析原理劃分，大致可分為兩大類：即化學分析法和物理分析法。這兩類分析方法之間并不是相互孤立和對立的，在實際分析工作中，應根據具體情況和要求，綜合考慮儀器分析和化學分析的特點，揚長避短，選用適當的分析方法。這就要求分析化學工作者必須同時掌握好這兩類分析方法。這種分析方法是以物質的物理、物理化學性質（光譜及電化學性質）為基礎并使用特殊儀器進行分析的測試方法。目前在水、工、環測試中主要應用以下各類方法：原子吸收光譜分析法、發射光譜分析法、原子熒光光譜法、電化學分析法、色譜法和同位素測試。

5、結束語

水工環地質與巖土工程兩個專業學科都是地球地質大學科的支學科，兩個支學科的共同持點與目標相互一致，都是懷抱地球，面向大自然，為地球的永生及人類與大自然生命的存在，用自身的科學理論與工程實際相結合去了解自然與改造自然。這就是本行學科共同持點與目標。水工環與巖土學科的理論體系一脈相承，互為一體，誰也離不開誰，同屬自然科學。用學科過硬知識與技術解決工程建設中的實際問題，學科的理論體系還得依靠多支學科合作，進一步發展，技術創新，理論創新，水工環與巖土工程技術工作的理論與實踐水平都將有新的重要突破。

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石家莊經濟學院(以下簡稱“本校”)“環境工程”專業建立在原有“水文地質與工程地質”專業基礎上，屬全國專業整理后專業內容調整較大的專業之一，同時也是國家教育部管理專業之一。如何搞好這一專業建設，培養適應社會需求的專業人才，是專業調整之后的重要任務。作者根據本校環境工程專業特點進行多年特色專業人才培養教改研究，獲得本校重點教改項目資助，本文即依據項目研究報告撰寫而成。

一、本校環境工程專業的特色

1.環境工程專業面臨的形勢與問題

1998年，國家教育部專業整理中將原屬地礦、冶金、海洋、農林、交通等一些與環境工程相關的專業劃歸環境工程，不僅大大增加了開設環境工程專業的院校，更增加了專業方向的多重性。在不同行業環境治理人才的需求下，許多院校按照“在寬口徑專業內設置柔性專業方向”的原則，培養帶有自身特色的專業技術人才，進而形成了環境工程專業方向的多元化。因此如何立足環境工程專業，根據自身特點，結合市場對人才的需求，培養特色型環境治理的技術人才，成為本校該專業人才培養所面臨的主要問題。

2.本校環境工程專業特色人才培養方案的形成

本校環境工程專業特色人才培養方案的形成源于兩個方面的前提條件。首先，該專業是1999年由原河北地質學院水文地質與工程地質專業調整而來的，具有良好的環境地質方面的基礎，特別是在地下水資源與環境、環境地質與災害防治等方面具有雄厚的教學資源。其次，地質環境治理和地質災害的預防是我國環境治理的重要組成部分，需要大量專業技術人才完成。在這樣的前提下，本校環境工程專業本著發揮自身特長，辦特色專業的指導思想，從我國的國情和社會需求出發，結合本校的資源配置和專業特長，進行專業建設，充分利用自己的辦學特色和資源優勢，培養既有一定水文地質、工程地質和環境地質專業基礎，又掌握環境監測、水處理技術和環境影響評價等技術與技能的人才。這樣的人才具有較強的市場適應能力，一方面按傳統的專業分工，他們可以從多個方面參與市場競爭；另一方面，他們又可以解決涉及交叉學科領域的問題，把地學與環境科學兩方面的專業知識緊密結合起來，解決諸如地下水污染防治、環境影響評價、環境勘查與規劃、固體廢物處理與處置方面的問題。

經多次培養方案的調整，該專業現在形成環境地質和污染控制兩個柔性方向，以環境地質為特色，培養環境治理與污染控制工程方面的應用型高級技術人才，畢業生主要從事環境地質調查與評價，地下水污染防治，地質災害防治，礦產資源開發與環境保護，污水、廢氣、固體廢物處理與污染控制，環境評價等方面工作，服務于生產單位、科研院所、大專院校、管理部門等。

二、人才培養

1.人才培養方案的制定

2000年全國高等學校環境工程專業教學指導委員會第三屆第六次會議對該專業的教學建設與改革問題進行了討論，并確定了新的環境工程專業本科培養方案。本校環境工程專業其起步階段的教學計劃就是按照會議精神的總體框架制定的，并按照“寬口徑，厚基礎，薄專業”的高校改革指導思想，在課程設置中加強了基礎課程、人文課程、特色課程及實踐教學的學分比例，可以說起步之初就站在了新的人才培養的起點上。

隨著我國的經濟發展，基礎設施建設得到快速發展，國家在環境方面的投資不斷地加大，環境問題逐漸得到社會各界的重視。國家基本建設過程中環境地質、地質工程、地質災害防治等方面專業隊伍的建設也在不斷地加強和完善。針對這些情況，本校環境工程專業在教學、實習和科研等方面及時調整，注重實踐教學和實用性、復合型人才的培養，在人才培養方面進行大膽的實踐。經過幾年調整，逐步形成目前的人才培養框架模式，即適應市場人才需要，占領環境地質市場，立足河北，面向全國地礦與環保行業培養實用型人才。其培養目標確立為：培養適應國家社會發展與經濟建設需要的以環境地質為特色的環境治理、水資源開發與水環境保護、環境監測與評價、管理等方面的高級工程技術人才。培養的學生既系統地掌握寬厚的工科公共基礎理論知識，又受到良好的環境工程理論教育與實踐技能訓練。畢業生掌握資源環境保護、污染防治、環境管理、環境監測等領域的基本理論與專門知識，基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高、有創新意識，適應21世紀我國社會主義現代化建設需要。能夠面向環境保護生產單位、科研院所、大專院校、管理部門等從事有關環境工程的規劃、設計、監測、評價、科學研究、產品開發、管理和教學等工作或繼續攻讀碩士學位。

2.人才培養方案的實施

(1)　培養計劃的調整

從1999年到2005年培養方案與教學計劃幾經修改。其中1999－2000級教學計劃，基本按照教育部本科專業目錄制定的課程框架體系安排課程，其特點是：公共基礎和學科基礎課占有相當大比例(58.2％)，在體現本校專業特色方面不夠突出，只安排環境地質學基礎、地下水污染防治等少量特色課程。這些課程不能滿足本校多年來形成的就業渠道中(地礦系統)用人單位的需要，因此進行了調整。2001－2002級教學計劃適當減少公共基礎課比例(公共基礎和學科基礎課所占比例為53.7％－53.9％)，對專業課進行較大調整，將礦物巖石、構造地質、水文地質學基礎、地下水動力學等課程列入專業必修課，擴大選修課專業領域；將專業調整為環境水文地質、水污染控制兩個方向，但其反映的專業面偏窄，仍不能完全符合現代教育對人才培養的要求，不完全適應市場的人才需求。因此對2003－2004級教學計劃進行適當調整，公共基礎和學科基礎課所占比例調整為55.7％；進一步調整拓寬專業必修課內容，增加土質學與土力學內容，將專業方向確定為環境地質和污染控制工程。

根據教育教學中存在的問題2005年對該專業人才培養計劃再次進行調整。其特點是進一步明確培養目標、基本要求和培養措施；增加實踐教學時間與學分；明確不同專業方向的專業必修課程。調整后的課程具體安排是：公共基礎課約占總學分的37.37％；專業基礎課約占總學分的17.17‰專業必修課按照環境地質和污染控制兩個方向分別設立課程，環境地質方向開設地下水

動力學、水文地球化學、水資源開發與保護、水文地質與工程地質勘察技術、地下水污染防治、地質災害防治等；污染控制方向開設給排水工程、物理性污染防治、固體廢物處理與處置、大氣污染控制工程、環境規劃與管理、環境工程實驗等，專業必修課約占總學分的14.65％。專業選修課開設環境工程技術經濟、環境工程施工技術、環境遙感技術、地理信息系統、同位素水文地質學、地下水數值模擬、環境地質與工程、清潔生產、環保設備基礎、CAD輔助制圖、ISO14000環境管理體系等。

實踐教學內容包括課程實驗、實習和畢業設計等。課程實驗結合課程講授進行，約占6.61％的學分。實習環節包括一年級認識實習、二年級教學實習和三年級生產實習，分別占總學分的1.02％、2.50％、3.03％，并且針對實習內容分別建設有相應的實習基地。畢業實習與畢業設計環節要求學生參加教師的科研或生產項目，依據實習內容完成畢業設計或論文，進行論文答辯。該環節約占總學分的7.55％。

(2)　教學方法

在教學方法上，結合環境工程的特點，非常注重實踐教學，理論結合實際，培養學生的動手能力，增強學生對課堂知識的理解、掌握和運用能力。在實驗室方面，投資百萬元建設了水污染控制實驗室和環境微生物實驗室，該實驗室可以進行常規的水污染控制實驗和微生物實驗；完善了水力學實驗室、水質分析實驗室和滲流實驗室，可以進行水力學實驗、地下水污染物遷移規律和凈化機理演示實驗，可以進行地下水、地表水和污水的水質分析檢測。結合課程內容，使學生在能動手實驗的同時，增強對課堂知識的理解、掌握和運用能力。在實習方面，為了保證實習的效果，保證實習時間和實習內容，針對三次實習分別建了三個固定的實習基地，實習基地具備完善的生活實施和實習場地，為培養學生的學習興趣，加深對課堂理論知識的理解、掌握和鞏固，培養動手能力，了解從事生產工作的方法、思路提供了有力保障。

三、特色人才培養的效果

本校環境工程專業到2006年已經有四屆畢業生，人才培養方案的調整，突出辦學特色，堅持教學與實踐結合、教育教學面向社會需求，服務于用人單位的辦學思路。結果反映畢業生的就業、專業去向、考研和用人單位的意見反饋等均取得的良好效果。

1.畢業生就業率(截止到當年7月)。1999級(2003屆)為86％；2000級(2004屆)為95.4％；2001級(2005屆)為95.8％；2002級(2006屆)為100.0％。

2.應屆畢業生考取研究生情況。2003屆考取16名，占畢業生總數的17.6％，占報名人數的37.2％；2004屆考取9名，占畢業生總數的13.9％，占報名人數的34.6％；2005屆考取27名，占畢業生總數的28.4％，占報名人數的51.9％；2006屆考取16名，占畢業生總數的17.2％，占報名人數的39.0％。

3.畢業生從事專業技術工作情況。為反映畢業生就業從事專業技術工作的狀況，我們對2003屆至2006屆畢業生從事工作的單位進行了調查統計，調查結果顯示，本校環境工程專業畢業生以從事地學類及其相關工作為主體，其所在單位為地質工程、環境地質、巖土工程、地質勘查、水文與工程地質等單位。2003、2004、2005、2006屆畢業生在這些單位工作分別為37人、45人、72人、67人，占應屆畢業生人數分別為40.7％、69.2％、75.8％、72％；從事環境工程、水利水電方面工作的畢業生分別為7人、6人、14人、15人，占應屆畢業生人數的7.7％、9.2％、14.7％、16.1％；從事地熱、石化、公務員、高校及其他行業的分別為47人、14人、9人、11人，占應屆畢業生人數的51.6％、21.5％、9.5％、11.8％。

4.考取研究生的應屆畢業生專業分布情況。調查結果顯示，本校環境工程專業畢業生考取研究生的專業分布主要為環境科學與生態學、環境地質與礦產資源、水資源與水環境、地質與巖土工程、環境工程等為主。其中2003屆畢業生考取這些專業的學生分別為2人(占12.5％)、2人(占12.5％)、5人(占31.3％)、0人、4人(占25％)、；2004屆分別為0人、4人(占44.4％)、3人(占33.3％)、1人(占11.1％)、1人(占11.1％)；2005屆分別為4人(占14.8％)、8人(占29.6％)、5人(占18.5％)、2人(占7.4％)、5人(占18.5％)；2006屆分別為1人(占6.3％)、6人(占37.5％)、6人(占37.5％)、0人、2人(占12.5％)。

5.用人單位反饋意見。在對4年來學生就業單位的信函調查的反饋評價意見中，認為該專業畢業生服從組織領導、發揚團隊協作精神優秀的占88.2％；認為專業理論水平和知識結構優秀的占23.5％，良好的占64.7％；認為實際工作能力優秀的和良好的各占41.2％；認為開拓創新精神優秀的占29.4％，良好的占52.9％；認為職業道德和吃苦精神優秀的占64.7％；認為人際溝通能力優秀的占64.7％。在是否愿意繼續招聘本專業學生的調查問卷中，85.1％的單位作了肯定的回答，4.9％的單位作了否定的回答，10.0％的單位作了不明確的答復。

四、結論

1.本校環境工程專業建立于地礦類水文地質與工程地質專業基礎上，源于水、工、環一體的已有地礦系統專業模式，在1998年專業整理后一度按照該專業指導委員會制定的框架進行人才培養。

2.經過人才培養與市場需求關系的實踐證明，本校環境工程專業畢業生就業不能放棄原有地礦系統對環境地質人員的需求市場，為適應這一市場的需要，必須確立本校環境工程特色人才的培養，使人才培養方案在國家專業目錄的框架下培養環境地學特色型人才。

3.特色人才的培養需要不斷實踐，不斷調整培養方案與教學計劃，使其既貼近生產實踐需要，又不脫離專業目錄限定的框架，形成寬基礎、厚專業、重實踐的應用性人才。

4.在教學過程中加大實踐教學的力度，重視實踐技能訓練，做到教學與實踐相結合，增強學生動手能力，適應工作單位的需要。

5.對畢業生的跟蹤調查顯示，絕大部分用人單位對本校的畢業生比較滿意，認為可以適應工作的需要，具有很好的動手能力，給出了較高的評價，證明本校環境工程專業的特色人才培養方案，符合高校學生培養面向實踐、面向社會經濟和市場需求的要求。

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0.前言

煤炭是我國的主要能源，在我國一次性能源中占76％以上，必定要進行大量的采煤。采煤過程中破壞了煤層所處的環境，使其原來的還原環境變成了氧化環境。煤炭中一般都含有約0.3％～5％的硫，主要以黃鐵礦形式存在，約占煤含硫量的2/3。

煤層開采后處于氧化環境，流鐵礦與礦井水和空氣接觸后，經過一系列的氧化、水解等反應，生成硫酸和氫氧化鐵，使水呈現酸性，即生產了酸性礦井水。PH值低于6的礦井水稱酸性礦井水。酸性礦井水在我國部分煤礦特別使南方煤礦分別較為廣泛。我國南方煤礦的礦井水pH值一般在2.5～5.8，有時達2.0.pH值低的原因與煤中含硫量高有密切關系。酸性礦井水的形成對地下水造成了嚴重的污染，同時還會腐蝕管道、水泵、鋼軌等井下設備和混凝土井壁，也嚴重污染地表水和土壤，使河水中魚蝦絕代，土壤板結，農作物枯萎，影響人體健康。

1.酸性礦井水的危害

礦井水的pH值低于6即具有酸性，對金屬設備有一定的腐蝕性；pH值低于4即具有較強的腐蝕性，對安全生產和礦區生態環境產生嚴重危害。具體有以下幾個方面：

1.1腐蝕井下鋼軌、鋼絲繩等煤礦運輸設備。如鋼軌、鋼絲繩受pH值

1.2探放pH值低的老空水，鐵質控水管道和閘門在水流沖刷下腐蝕很快，使放水失去控制而帶來災害。

1.3酸性礦井水中SO42-含量很高，與水泥中某些成分相互作用生成含水硫酸鹽結晶。這些鹽類在生成時體積膨脹。經測定，當SO42-生成CaSO4.2H2O時，體積增大一倍；形成MgSO4.7H2O時，體積增大430％；體積增大使混凝土構筑物結構疏松、強度降低而受到毀壞。

1.4酸性礦井水還是環境污染源。酸性礦井水排入河流，pH質小于4時，會使魚類死亡；酸性礦井水排入土壤，破壞土壤的團粒結構，使土壤板結，農作物枯黃，產量降低，影響工農關系；酸性礦井水人類無法飲用，長期接觸，可使人們手腳破裂，眼睛痛癢，通過食物鏈進入人體，影響人體健康。

2.酸性礦井水形成的原因

煤系地層大多形成于還原環境，含黃鐵礦（FeS2）的煤層形成于強還原環境。煤炭中一般都含有約0.3％～5％的硫，主要以黃鐵礦形式存在，約占煤含硫量的2/3.煤層開采后處于氧化環境，流鐵礦與礦井水和空氣接觸后，經過一系列的氧化、水解等反應，生成硫酸和氫氧化鐵，使水呈現酸性，即生產了酸性礦井水。酸性礦井水形成的主要原因即發生的主要化學反應如下：

2.1黃鐵礦氧化生成游離硫酸和硫酸亞鐵：

2FeS2＋7O2+2H2O=2H2SO4+2FeSO4

2.2硫酸亞鐵在游離氧的作用下轉化為硫酸鐵：

4FeSO4＋2H2SO4＋O2=2Fe2（SO4）3＋2H2O

2.3在礦井水中，硫酸亞鐵的氧化作用，有時也不一定需要硫酸：

12FeS2＋3O2+6H2O4=Fe2（SO4）3＋4Fe（OH）3

2.4礦井水中硫酸鐵，具有進一步溶解各種硫化礦物的作用：

Fe2（SO4）3＋MS＋H2O＋3/2O2=MSO4+2FeSO4＋H2SO4

2.5硫酸鐵在弱酸性水中發生水解而產生游離硫酸：

Fe2（SO4）3+6H2O2=Fe（OH）3＋3H2SO4

2.6在礦井深部硫化氫含量高時，在還原條件下，富含硫酸亞鐵的礦井水也可產生游離硫酸：

2FeSO4＋5H2S2=FeS2＋3S＋H2SO4＋4H2O

酸性礦井水的性質除與煤中含硫量有關外，還與礦井水涌水量、密閉狀態、空氣流通狀況、煤層傾角、開采深度及面積、水的流動途徑等地質條件和開采方法有關。礦井涌水量穩定，則水的酸性穩定；密閉差、空氣流通良好，則水的酸性較強，Fe3+離子含量較多；反之，則酸性較弱，Fe2+離子較多；開采越深，煤的含硫量越高；開采面積越大，水的流經途徑越長，則氧化、水解等反應進行得越充分，水的酸性越強，反之則弱。

3.酸性礦井水的預防與治理

3.1酸性礦井水的預防

根據酸性礦井水形成的條件和原因，可以從減源、減量、減時等三個方面進行預防或減輕其危害程度。

3.1.1減源

撿選利用造酸礦物，化害為利。煤礦床的主要造酸礦物時夾雜在煤層中的黃鐵礦結核和煤本身的含硫量。煤的開采率低、殘留煤柱或浮煤丟失多，黃鐵礦結核廢棄在井下采空區中，被積水長期浸泡，是產生酸性水的重要根源。減少工作面丟失的浮煤、積極撿選利用黃鐵礦結核，能減少產生酸性水的物質。攔截地表水，減少入滲量。例如回填矸石，控制頂板，防止地面水沿塌陷裂隙浸入老空區。在井下，特別是老井或廢棄封閉井巷處，對礦井水施放適量的抑菌劑，抑制或殺滅微生物的活性，或者減少礦井水中微生物的數量。通過降低微生物對硫化物的有效作用，達到控制酸性礦井水生成的目的。

3.1.2減少排水量

設立專門排水系統，集中排酸性水，并在地表攔蓄起來，使其蒸發、濃縮，而后加以處理，免除污染。

3.1.3減少排放酸性水的時間

減少礦井水在井下的停留時間，可在一定程度上降低微生物對煤中硫化物的氧化作用，從而有助于減少酸性礦井水的形成。對含黃鐵礦多、硫分高、地表水滲漏條件又好的淺部煤層，或已形成強酸性水的老窖積水區，在開拓布局上要權衡利弊，統籌安排，在礦井前期不予開采或探放，留待礦井水末期處理，避免長期排放酸性水。

3.2酸性礦井水的治理

在一定地質條件下，酸性水中的硫酸可與鈣質巖石或其它基性礦物發生中和反應而降低酸度。用燒堿作中和劑用量少，污泥生成也少，但水的總硬度往往很高，雖降低了水的酸度，但增加了硬度，而且成本高，現已基本不用。目前，處理方法有以石灰乳為中和劑的方法、石灰石為中和劑的方法以及石灰石――石灰法、微生物法和濕地處理法。石灰乳中和劑處理法適用于處理酸性較強、涌水量較小的礦井水；石灰石――石灰法適用于各種酸性礦井水，尤其是當酸性礦井水中的Fe2+離子較多時適用，還可以減少石灰用量；微生物法基本原理時應用氧化鐵細菌進行氧化除鐵，此菌能從水生環境中攝取鐵，然后以氫氧化鐵形式把鐵沉淀子在它們的粘液分泌物中，時酸性水的低鐵轉化為高鐵沉淀出來，然后再用石灰石中和游離硫酸，可降低投資，減少沉渣。濕地法又稱淺沼澤法，此法具有成本低、易操作、效率高等優點，具體方法在這里不再詳述。

4.結論

煤系地層大多形成與還原環境，煤層開采后處于氧化環境，流鐵礦與礦井水和空氣接觸后，經過一系列的氧化、水解等反應，使水呈酸性，形成酸性礦井水。對地下水以及其它環境和設施等造成一定的環境影響和破壞，同時會對人體健康造成一定的影響。通過對酸性礦井水的形成原因進行分析，并采取一定的預防和治理措施，可減少酸性礦井水對地下水的污染、其它環境和設施等造成的破壞以及對人體健康的影響。■

【參考文獻】

篇（9）

【基金項目】重慶市研究生教育教學改革研究項目（yjg143038）：研究生創新能力與學術規范教育平臺課程的實踐與改革。

【中圖分類號】G42 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）06-0249-02

一、地學教學中存在的問題

1.地學的學科特點

地學是指有關地球科學的所有學科的統稱。除具有與其他基礎自然學科的相同之處外，地學還具有其獨特的學科特點：（1）地學研究內容的復雜性，既包括物質的復雜性，從基本離子到地球構成，從有機分子合成到生命演化的物質運動；也包括四維的時―空性，從毫秒到十億年，從納米到星系的大跨度時―空緯度；（2）既有放之四海而皆準的地學原理的普適性，又有各地域演化的獨特性；（3）由于人類日益強大的改造能力，人―地關系已經不再是一城一地的環境污染問題，而是成為威脅到整個地球環境的全球問題，如碳循環與全球變暖。

地學基礎課是包含地球科學內容的基礎學科。在筆者所工作的教研室把《普通地質學》、《礦物巖石學》、《構造地質學》、《水文地質學》和《地貌學與第四紀地質學》等作為地質基礎學科（以下所致地學基礎課均為上述課程）。除地學課程的上述特點外，現存的部分問題也使地學基礎課的教學具有一定的難度。

2.存在的問題

地學是以整個地球為研究內容的學科，面對紛繁復雜的信息，必需經過對描述對象進行哲學意義的抽象剝離和數理分析，才能獲得有效認識。而目前的中學教學體系既沒有基礎哲學的講授，也缺少科學思維訓練。這使得學生在大學一年級學習《普通地質學》課程中各種地質現象時，即使經過適度引導，也無法形成知識框架體系，疲于堆疊撲面而至的海量信息。

現有的中、小學教育方式，形成了以家庭和校園等人造建筑為主要環境的生活模式。這種成長于人造環境的圈養式生活方式從情感上割裂了人與自然的關系，致使相當數量的學生帶著對自然的陌生和恐懼感，參加本來就不多的實地考察，不能放松體驗和形成直接感受，因此也無法獲得應有的感性認識，這為進一步提升為理性認識造成了先天的障礙。

以高考為目的的高中教育體系中，地理被劃歸為文科，而在高等教育中與地學相關的專業，基本上都是接受理科高中畢業生。根據筆者的部分學生講述，在其高中階段，除會考內容外其余內容基本不做講授。這使得相當部分學生缺乏基礎地學知識，如不能閱讀地圖，甚至不能理解方向。

此外，在教育部寬口徑、厚基礎的培養模式號召下，如何在上述條件下和基礎課程總學時降低的趨勢下改善教學效果，成了擺在授課教師面前的一道難題。

二、把小組報告引入課堂的嘗試

為了克服上述問題，筆者及同事們進行了把小組報告引入地學基礎課程的教學嘗試，并取得了一定的結果，在此簡要介紹。

本文中的小組報告是指，由學生自由成組、自由選擇與課程相關的題目，主動通過圖書館和網絡收集信息，分析整理后形成文字報告或幻燈片，在課堂上展示和問答的學習形式。筆者及同事們在所講授的《普通地質學》、《礦物巖石學》、《水文地質學》等地學基礎課上，進行了學生小組報告的教學改革嘗試。

1.時間上的保證

在所講授的三門課總學時超過120學時的條件下，每次大課第二節課的前5分鐘為學生進行小組匯報時間。短時多次，既保證了更多小組的參與機會，也由不同面孔給學生帶來新鮮感。從學生表現來看，小組報告形式提高了上課的注意力。

2.在機會上的保證

每個小組一般可分為4-5人。較小的組員人數，給更多的學生參與鍛煉的機會。給學生更多的語言表達和邏輯訓練的嘗試，也使學生更快地適應校園生活和今后走上工作崗位打下能力基礎。

3.題目選擇的自由

關于題目選擇，只要求和本課程相關即可，一般要求為以講過內容為基礎，以便同學們能夠理解。從學生的題目選擇來看，如在《普通地質學》中，內容大多為孤立的知識點，隨著課程深入，學生題目選擇逐漸趨于更高綜合性或更深的描述和解釋。題目難度的提升可以理解為學生的對知識消化后，在廣度和深度上逐步提高的表現。給予學生題目選擇的自主性后，對個別興趣點的深入挖掘，不僅在內容對課堂內容進行了有益的補充，也在形式上影響了其他同學學習的積極性。

4.本課程的綜合報告

此外，在課程期末考試前后，另要求學生進行一次綜合小組報告。要求以小組某一成員的家鄉為對象，以課程內容為分析工具，描述和分析其地質現象的形成和演化。綜合小組報告與課間小組匯報不同，人數更少，一般以3-4人分組，時間延長為10分鐘，并安排問答環節。由于該次綜合報告被計入課程總成績，學生參與較為積極，取得效果也較好。因要求和形式的安排，學生們稱之為模擬答辯。

三、成果和存在的問題

經過筆者和同事們自2011年開始在課堂中引入各種形式的小組報告以來，取得了一些成果，也發現了一定的不足。現總結如下：

1.針對地質學原理理解不足，缺少足夠的野外實習時間

小組報告以學生的家鄉為研究對象，這既為作報告的學生提供了研究自己家鄉的機會，也給其他同學學習了解其它地域提供了窗口。使學生能夠更好地理解地學原理的普適性和區域的差異性。

2.根據學生信息收集能力較低，對網絡信息不能有效甄別的現狀

課堂上下補充講授學術搜索引擎的使用，如百度學術、谷歌學術等。對圖書館資源的利用，講授圖書分類體系和電子數據庫的使用，如本大類圖書編號，和CNKI和維普等電子資料的利用，既提高小組報告中的科學水準，也為高年級撰寫論文提供基礎訓練，同時提高了圖書館資源的利用率。

3.針對學生良莠不齊的計算機水平，要求在小組報告中使用Word、PowerPoint等常用的辦公軟件

經過三個學期的學習，學生通過自己制作和他人的錯誤中（課堂小組報告后進行的約1分鐘點評）吸取經驗，不斷提高軟件水平。同事反饋在歷屆畢業答辯中，經過小組報告訓練的學生無論畢業論文（設計）的排版和幻燈片的設計制作，都表現出了質的提升。事實上，這在小組報告的進程中亦可見提高的跡象。

4.由老師主動的知識灌輸，變為學生參與的主動學習

改變以往以體系完整為重的知識傳授模式，強調學生參與感受的主動學習模式。強調能力培養，“授人以魚不如授人以漁”，逐步培養學生主動學習的習慣和能力。

由于引入小組報告教學方式，目前還只是教學嘗試階段，不可避免的存在了一些問題：

（1）小組間差異較大。有的小組內形成了互幫互助的學習風氣；同時個別小組中，也存在“搭車現象”，即坐享其成，完全交由同組組員完成的。這在一定程度上挫傷了學生的積極性。

（2）在報告中，可見較為嚴重的抄襲現象和對于網資源的利用不加標注的剽竊。但考慮到學生的實際情況，承認這是學習過程中必要的模仿階段；但同時也嚴厲指出尊重他人勞動的必要性，剽竊的違法性。并注意在不同階段中鼓勵和告誡的引導比例，既鼓勵其主動性，又不挫傷其積極性。

參考文獻：

[1]余成.結合地方特色改進地學類課程的教學工作. 科學咨詢（科技?管理）. 2014（9）. P5.

篇（10）

1.地面沉降成因

1.1地面沉降形成條件

粘性土的巖性、厚度、固結性和滲透性是產生地面沉降的重要內在條件。唐山市新生代以來持續下降，第四紀地層多為沖積、湖積、海積的細顆粒松散沉積物，厚約400m～500m，以細顆粒為主，其中粘性土厚度占60%～70%。根據工程地質勘查和實驗結果，唐山市埋深0m～80m地層多屬欠固結，自上而下超固結比0.39～0.87。說明淺部地層具備產生地面沉降的內在條件。

1.2地面沉降影響因素

1.2.1自然因素

根據國家地震局地形變第一監測中心三十年來多期精密水準測量資料，研究了環渤海地區現今地殼垂直運動、華北沉降帶沉降背景值1mm/a～1.5mm/a。但是現代地殼垂直運動是地殼層在發生緩慢變化，而地震影響地面沉降表現為突發性和不均勻性，沉降層位主要是固結程度低、發育淺部地層，所以唐山7.8級地震影響至1979年底已基本結束，80年代以來主要是過量開采深層地下水的影響。

1.2.2人為因素

長期過量開采深層地下水，承壓水水位持續下降，是產生地面沉降的根本原因。唐山市由于區內強烈開采，區外襲奪，上游補給下降等影響導致濱海及灘涂地區水位下降。豐南區東田莊一帶由于受到上游開采影響，1977年～1980年承壓水位下降4m～6m，地面沉降100 mm。該地區地面沉降與深層地下水水位下降有較好的對應關系，空間展布及形態特征相似（見圖1）。從圖中可以看出：南堡開發區和唐海縣城三個時間段的水位下降值最大，與此相匹配的地面沉降量也出現了峰值，空間展布規律十分的相似，從另一個側面反映出了唐山市地面沉降災害主要是由于人為過量開采地下水所致。

圖1 水位下降與地面沉降關系剖面圖

2.地面沉降防災減災對策

2.1加強地面沉降監測，完善監測預警體系

2.1.1要完善地下水動態監測網

動態監測是有效防治的“眼睛”，其所獲得的資料為地下水資源保護和合理的開發利用有限的淡水資源提供了最主要的依據。在唐山市現有的地下水動態監測網點的基礎之上，進一步加密監測點，調整優化監測網絡，修復破損的專門監測井，優化調整監測點。加快地下水動態監測信息網絡的建設，提高唐山市及其周邊地區監測成果的時效性和服務水平，建立地下水信息管理系統（GIMS），實現地下水資源的動態管理，實現唐山市地面沉降在線監測。

2.1.2提高地面沉降監測技術，加強地面沉降預測預警能力

由于唐山市地面沉降研究起步比較晚，再加上在研究過程中地面沉降監測資料一直停留在常規精密水準測量階段，數據資料的監測不連續、不完善、不精確，再加上唐山市沒有自己的基巖標，長期以來該地區測量工作需要引測天津市基巖標，這些問題增加了后期地面沉降研究的難度，資料的實用性不強。鑒于此，唐山市地面沉降的研究應當積極吸取國內外經驗，合理布設基巖標和分層標，采用先進的地面沉降監測技術，如：

①建設GPS地面沉降監測網。

②基于INSAR（合成孔徑雷達干涉測量技術）的地面沉降監測。

③建立基于Arc GIS的地面沉降監測管理信息系統。

2.2建立地面沉降監測網絡，做好地面沉降監測工作

依據國土開局和地面沉降現狀及發展趨勢，地面沉降監測網應當由三條測線組成。見圖2。施測路線總長2750km，利用原Ⅰ等水準點30個、三角點5個、埋設水準點12個。根據輸油管線需要，埋設三組分層標，布設在南堡嘴東輸油管路上岸轉運站、南堡經濟開發區和唐海縣城。分層標控制Ⅰ承壓含水亞組上部弱透水層，埋深80m，Ⅰ承壓含水亞組底部隔水層埋深250m～300m，Ⅱ承壓含水亞組底界埋深400m左右，油氣田地熱田控制深度700m～1000m。

圖2 唐山市地面沉降監測網

2.3督促含水層修復和存儲

含水系統中由于各含水層組沉積環境、巖性、結構、水文地質特征及工程地質性質不同，使得各含水層組的臨界開采水位、臨界開采量均不相同。因此，調整開采層位，分層開采，是加強含水系統管理，有效控制地面沉降的重要措施。調整開采層位主要調整那些沉降速率大的含水組。首先，對補給條件差、含水層薄、粘性土層厚的含水組，要大幅壓縮開采量；對夾有海相淤泥層并且次固結作用明顯的含水組，則需停采；而對于具備補給條件好、含水層厚、粘性土層薄的含水組，開采量壓縮幅度，則相對要小些。調整開采層位、分層開采的方案可在地面沉降定量預測預中，利用三維地下水流動模型及其垂向水流――沉降耦合模型，多方案對比后，進行評估。

2.4統籌水資源合理利用

（1）加強污水處理，提高污水使用率對污水進行處理，消除地表水污染，積極開拓再生水（處理后的污水）的利用范圍，在實現污水資源化的同時，回收部分資金用于污水處理，使污水資源化過程納入良性循環軌道。

（2）結合本地區水資源條件，調整產業結構，推廣節水工業和節水農業，提高水的投入產出比。

①加快節水工業建設。

努力控制非關聯性大耗水型企業發展，推動產業結構向耗水少的資金密集和技術密集型產業發展，提高支柱產業（冶金、化工、建材等原料加工業和機械電子等加工工業）的科技密集程度，加速發展高新技術產業（電子信息、新型材料、精細化工、生物工程等），降低萬元產值耗水量，提高工業用水重復利用率。 （下轉第48頁）

（上接第37頁）②加快節水農業建設。

推廣工程節水技術，實施平原區低壓管道、北部山區水池水窖及棚菜區滴灌微噴節水灌溉工程，加快洼地深渠河網化臺田建設，抓好灤下灌區、陡河灌區續建配套節水工程；科學調度水源，推行節水灌溉制度；因地制宜推廣旱育稀植、地膜覆蓋等農藝節水技術。推廣農業用水計量收費，提高農民節水積極性。到2010年，全市爭取新發展節水灌溉面積6.67萬公頃，減少農業灌溉用水1.5億m3。建立農業――水資源――環境系統，建立生態農業，以適應水資源條件。充分利用土壤水，發揮土壤水庫的調節能力，推廣雨養型農業、適水種植和科學灌溉制度，積極采用管道輸水、噴、灌和秸稈覆蓋等先進技術，提高水資源利用效率。

（3）改革行政管理體制，建立水資源統一管理體系。

實施“事企剝離，各司其政，實事求是”的原則，在統一行政部門的宏觀指導下門真正做到產權清晰，責權明確，建立用水戶參與水管理決策的民主管理機制。

3.結語

通過搜集唐山市地形地貌、地質構造、地層、水文地質和工程地質資料，廣泛查閱國內外關于地面沉降研究的相關文獻，應用水文地質學、工程地質學、土力學等理論知識，結合唐山市的實際情況，深入分析了區內地面沉降形成的機理和發展趨勢，提出地面沉降防治措施。從合理利用地下水資源的角度出發并結合唐山市的具體情況，制定了合理詳細的地下水開采方案和地下水虧損補償方案，并對該區今后的控沉工作提出了防治建議。

篇（11）

論文摘要：綜述了地下含水層系統中微生物作用。引用研究實例論述了微生物作用不但可以改變地下水化學組分，而且還可以改變含水層的水力性質。微生物作用對地下水系統的影響程度主要受微生物代謝速度?水文地質條件?含水層巖性等多種因素控制。地下水系統中電子供體與電子受體間的豐度關系是影響微生物代謝速度的主要因素。在未污染的含水層中，電子供體的可用性限制了微生物的新陳代謝，而在人類活動污染的含水層中，微生物的新陳代謝受電子受體的可用性的限制。利用微生物作用可以降解地下水系統中氯代化溶劑?烴類?硝酸鹽?有毒金屬等多種化學污染物。并對今后的發展方向進行了探討。

1 引 言

地下水系統具備了微生物生長發育所需的營養?水分?酸堿度?滲透壓和溫度等條件，為微生物提供了良好的生存場所。微生物(主要指各種細菌菌群，如異養菌?自養菌?好氧菌?厭氧菌等)成為地下水生態系統中主要生命組分，是地下水演化過程的重要影響因子，在地下水系統的能量轉換?物質循環?營養輸送?信息貯存以及元素形態的轉化?聚集和遷移中微生物都起著極其重要的媒介作用。地下水化學性質的演變中微生物的控制和改造是其主要因素之一。

地下水系統是一個復雜綜合體，包括了地下水流經的介質，地下水中各種物理化學成分和地表的天然通道等。加之人類對地下水的開發利用活動已經并將繼續改變地下水環境，如地下水的污染?過量的開采以及其它流體礦產的開發等都對地下水系統的天然環境產生影響。環境因素的變化相應地也影響了地下水中生物的生存條件，導致微生物的形態?生理?遺傳特性的改變，促使各類微生物不斷演替。地下水系統中各種環境因素又是制約微生物生長?繁殖的重要因素。

地下水微生物學是地下水科學與微生物學緊密結合而形成的一門新興學科，它將地下水視為一個有生命的系統加以研究，主要研究與認知微生物生命過程與地下水化學密切相關的科學問題，是研究微生物活動與地下水環境相互關系的科學，也就是探索微生物直接參與地下水化學形成演化過程的微生物地球化學作用，是地下水科學研究的前沿領域。

2 微生物作用改變地下水化學組成

早在1900年人們就發現未受污染時含有高濃度硫酸鹽的地下水，受石油污染后卻常常缺少溶解性硫酸鹽。1917年Rogers首次提出這是硫酸鹽還原菌新陳代謝的作用所致。這個假設在從受石油污染的水中分離出硫酸鹽還原菌時得到證實。在以后的幾十年里，很多學者對地下水化學組成的微生物影響作用進行研究后認為，微生物對地下水化學組成具有重要影響作用(Chapelle 2000)。如，鐘佐燊(2001)研究認為，在石油烴污染的地下含水層中，如果發生了生物降解反應，則其水文地球化學標志是：水中溶解氧很微，NO-3和SO2- 4明顯降低，Fe2+ 和HCO-3升高，出現HS-或H2S 和CH4。

地下水系統中電子供體與電子受體間的豐度關系是影響微生物代謝速度的主要因素。在未污染的含水層中，電子供體的可用性限制了微生物的新陳代謝，溶解性無機碳沿著含水層流動路徑慢慢聚積，可用的電子受體依照溶解氧>硝酸鹽>三價鐵>硫酸鹽>二氧化碳(甲烷生成)的次序不斷被消耗。在人類活動污染的含水層中，常存在過剩的可用有機碳，電子受體的可用性限制微生物的新陳代謝。

美國南卡羅萊納州Black Creek含水層是區域地下水化學類型變化受電子供體限制的很好例子。McMahon等(McMahon 1991a1991b，Chapelle 1990)對該系統進行詳細研究后，描述了微生物作用對含水層地下水化學組成的影響。該水文地質單元，水流從補給區向下游150 km到排泄區，溶解性無機碳濃度從不到1 mM/L 增加到超過12 mM/L。由微生物代謝作用產生的溶解性無機碳促進了含水層中碳酸鹽的溶解，根據公式：CaCO3 (碳酸鹽)+CO2 (微生物)Ca2+ +2HCO-3計算得出，大約一半的溶解性無機碳來自微生物代謝作用(約6 mM)，有研究表明該地區地下水補給大約需要用15萬a，由此推出，微生物代謝作用產生溶解性無機碳的速率約為10-4 mM/La。因此，盡管沿地下水流溶解性無機碳濃度增加很大，但微生物代謝速度很低(Chapelle 1990)。其主要原因是，含水層中可代謝的有機碳含量低。McMahon(1992)研究認為，Black Creek含水層中有機碳含量只占沉積物干重的0.1±1.0%。由于低速率的微生物代謝作用，系統中可用電子受體的量(O2?Fe3+?硫酸鹽和CO2)相對有機碳來說是豐富的。

當地下水系統中可用有機碳的含量很高時，可用電子受體缺乏會限制微生物代謝作用。電子受體受限的含水層包括泥炭含水層(普遍在北半球)，石油儲存地，和由人類活動引起化學污染的含水層。1979年美國明尼蘇達州管道爆裂泄漏大約10萬加侖的原油到一個冰水沉積含水層。泄漏時，由于與大氣快速交換，以及含水層天然有機碳含量低，地下水呈飽和溶解氧狀態(約10 mg/L)。隨著可代謝碳的突然流入，油積聚在水面，氧被迅速消耗，并形成三價鐵還原條件。泄漏后5年，在油透鏡體附近含水層中氫氧化鐵被耗盡，甲烷生成成為一個重要作用。這個受原油泄漏污染的淺層含水層是電子受體受限含水層最好例證之一(Baedecker 1993)。

由于原油泄漏電子供體過剩，在最接近污染源的Bemidji含水層，其水化學特征主要為甲烷生成環境，其次為硫酸鹽還原，鐵還原，和低溶解氧環境。該含水層與Black Creek 含水層的情況完全相反，Black Creek 含水層甲烷生成的地方遠離補給區。而Bemidji含水層的硫酸鹽相對較少，硫酸鹽還原不是主要的作用。這種氧化還原作用的次序是電子受體受限的地下水系統的特征，常見于受石油烴污染的地下水系統。

3 微生物作用改變含水層水力性質

微生物作用除影響地下水化學組分以外，也影響地下水系統的物理性質。地質學家很早就知道在非孔隙巖中，次生孔隙能提高含水層的水力性質 ，還可以積聚石油。人們通過大量的同位素和質量平衡研究得出，有機物的去碳酸基和其它無機作用不能解釋許多系統中的次生孔隙現象(Lundergard 1986)。由于大多數含水層系統中存在大量具有活性的不同微生物種群，微生物代謝作用引起人們的關注，大量研究表明微生物作用能引起硅酸鹽和碳酸鹽巖中次生孔隙產生(Bennett 1987，Chapelle 1988)。地下水中硫酸鹽在有脫硫細菌參與和有機質存在的條件下發生還原反應而產生H2S(Na2SO4+2H2O+2C2NaHCO3+H2S)，這個反應有溶解硫酸鹽的作用，反應產生的H2S 溶于水中也具有溶解碳酸鹽等礦物的能力(李義軍 2002)。

微生物作用除顯著改變了Black Creek 含水層水化學組分外，也改變了這個含水層的水力性質。沿水流路徑的巖心資料顯示了一個顯著的巖性變化。在補給區，不存在次生晶粒間的方解石膠結物。在補給區和排泄區的中間區域，南卡羅萊納州萊克市常見方解石膠結物。在排泄區附近，南卡羅萊納州萊克市Myrtle 海灘，50%的厚層含水層被晶粒間的方解石膠結。McMahon等研究了微生物作用引起Black Creek含水層孔隙的填充現象。該研究表明，Black Creek含水層的砂中含有機碳少，而相鄰的狹窄的層中含有豐富的有機碳。隔水層有機碳的發酵使有機酸在隔水層孔隙水中積聚。有機酸擴散到Black Creek含水層，進而氧化為二氧化碳，引起大量的碳從隔水層遷移到含水層。二氧化碳同含水層物質反應產生碳酸鹽和重碳酸鹽。這個作用導致部分含水層次生孔隙產生。然而，當碳酸鹽和重碳酸鹽在溶液中積聚?運移，地下水的方解石變得過飽和時，就會在含水層的其它部位沉淀下來。由于豐富的晶粒間的方解石膠結物填充了含水層系統的主要孔隙，Black Creek含水層孔隙性減少，透水性降低，以至不能滿足當地用水需求。

有實驗表明，二氧化碳和有機酸的產物能增加礦物的溶解，引起次生孔隙性和滲透性的發展。而碳酸鹽?鐵和硫酸鹽微生物產物能引起方解石或黃鐵礦的沉淀，降低地下水系統的原生孔隙性和滲透性。也就是說，微生物既能破壞(Lundergard 1986)也能提高(Hiebert 199 McMahon 1995)含水層沉積物孔隙性。

4 污染修復中的微生物作用

現代社會產生了大量的化學產品，許多有毒有害的物質被人類有意或無意地投放到地下水系統中，地下水受到嚴重污染，地下水質量日益惡化。近年來，生物降解技術以其可在污染現場進行修復?可在難以處理的地方進行修復?在生物修復時不影響場地內正常生產?對污染地的干擾或破壞小?處理后的產物無二次污染?降解過程快?費用低等諸多優點受到世界各國環境科學界的廣泛關注，激發了人們對污染修復中微生物作用的研究興趣。

對污染地下水進行原位生物修復時，好氧微生物通過將有機化合物氧化成二氧化碳而獲取能量，其中氧為電子受體，當地下存在氧時，好氧微生物可將有機污染物氧化成二氧化碳，從而使污染地下水凈化。厭氧微生物也能將有機化合物氧化成二氧化碳，但其作用過程中的電子受體不是氧，而是以硝酸鹽?硫酸鹽或Fe3+等氧化物作為電子受體。由于許多受污染的地下水環境中缺乏氧，好氧微生物在代謝過程中很快將氧耗盡，此時，好氧微生物將無法對污染物進一步降解。厭氧微生物不同的代謝能力，在污染地下水修復方面顯示了巨大的潛力。最新研究表明，厭氧微生物可有效降解地下水中烴類?氯化溶劑?硝酸鹽以及鈾?鉻?锝?鈷?硒有毒金屬和準金屬等污染物。

在1973年，人們首次發現了淺層地下水中的土著微生物對石油的降解能力，不久，生物降解被用于提高汽油污染的含水層的凈化。自那以后，人們開始使用生物降解地下水系統中各種常見化學污染物，包括氯代化溶劑。

地下水中石油烴的污染主要來自汽油及其它石油產品的地下儲罐的滲漏。其主要污染組分為苯?甲苯?乙苯和二甲苯。生物降解石油烴的實質是在微生物參于下的氧化還原反應。該反應中電子供體烴給出電子，好氧菌僅利用氧作為電子受體，而厭氧菌則可利用NO-3?Fe3+?SO2-4和CO2 作為電子受體。美國密執按州使用原位生物修復技術，成功修復了由于地下儲油罐漏油受到嚴重污染的包氣帶及含水層。其方法是：在污染區，首先注入未污染地下水42 d，第43 d開始注入含NO-3的地下水，到第112 d基本清除了污染物。結果表明： 地下水中，苯從0.76 mg/L降至小于0.001 mg/L ，甲苯從4.5 mg/L 降至小于0.001 mg/L；包氣帶土壤中，苯從0.84 mg/kg降至0.017 mg/kg ，甲苯從33 mg/kg 降至0.103 6 mg/kg(鐘佐燊 2001)。

多環芳烴具有毒性，對人類健康造成的危害大，尤其是高分子多環芳烴的致突變與致癌特性。多環芳烴生物降解研究日益受到了人們的重視。近年來人們對微生物降解多環芳烴的作用?機理進行了廣泛的研究，研究結果表明，對可降解多環芳烴的微生物有紅球菌屬( Rhodococ2cus) ?假單胞菌屬( Pseudomonas ) ?分枝桿菌( My2cobacterium) ?芽孢桿菌屬( Bacill us ) ?黃桿菌屬( Flavobacterium) ?氣單胞菌屬( Aeromonas ) ?拜葉林克氏菌屬( Beijernckia ) ?棒狀桿菌屬( Corynebacterium) ?藍細菌( Cyanobacteria) ?微球菌屬( Micrococcus ) ?諾卡氏菌屬( Nocardia) 和弧菌屬( V Ibrio)等(溫洪宇 2005)。利用微生物去除地下水中的多環芳烴不會造成二次污染，費用低，易操作，是去除多環芳烴的最佳方法。

飲用水中過量的硝酸鹽能夠引起嬰幼狼高鐵血紅蛋白血癥，我國許多地區淺層地下水已普遍受到硝酸鹽不同程度的污染。張勝(2005)對地下水硝酸鹽污染的微生物修復技術進行了研究。通過兩年多的室內和野外原位的大量試驗研究，優選出反硝化菌液和增強地下水中微生物反硝化作用的營養碳源乙醇?乙酸鈉，利用乙酸鈉作為營養碳源在野外試驗井進行原位微生物脫氮試驗，對地下水中NO-3的去除率可達98%。研究結果得出，利用優選反硝化菌液和乙酸鈉營養碳源對地下水硝酸鹽污染修復效果好，在大面積土體和地下水污染原位修復技術實施是可行的?有效的，它不僅可以在原位有效地修復土壤?包氣帶的硝態氮污染，而且還可以增加土壤的肥力及氮肥的利用率，無負面作用，對修復污染?保護地下水資源和農作物增產都具有重要意義。

5 影響微生物作用的地下水環境因素

微生物作用對地下水系統的影響程度主要受微生物代謝速度，水文地質條件，含水層的巖性等多種因素的控制。

張宗祜，任福弘等(2006)為研究氮素的生物化學循環問題，通過對河北正定野外試驗場貫穿包氣帶的18.5 m的鉆孔剖面土樣的水理性質?地球化學成分?有機質含量的測試和微生物的培養鑒定，發現包氣帶土體的各類細菌在整個包氣帶均有分布，但隨著巖性?物理化學條件的變化，而顯現出不同的細菌含量，特別是在幾個層次上出現細菌含量高的活化層。它的出現充分說明了細菌在包氣帶中分布，不是受深度變化所控制，而是受其環境條件所制約，如含水量?營養元素?土體巖性等。這一研究成果為今后深入研究地下水系統中微生物的作用奠定了良好的基礎。

McMahon(2001)研究了含水層和弱透水層交界面上的幾個重要生物地球化學反應，包括氧還原?反硝化作用和Fe3+?SO 2-4和 CO2還原(甲烷生成)。研究表明，一些地方，生物地球化學反應發生在交界面的弱透水層面，電子受體從含水層運移到電子供體豐富的弱透水層里。另一些地方，生物地球化學反應發生在交界面的含水層一方，電子供體(有時是電子受體)從弱透水層運移到電子受體或微生物豐富的含水層里。影響含水層/弱透水交界面發生生物地球化學反應范圍的因素有，交界面兩邊電子受體和電子供體的豐度和可溶性，電子受體和電子供體反應和越過界面的速度。

6 展 望

地下水沉積物無菌取樣方法的發展完善和微生物綜合評價方法的建立，使微生物代謝作用對地下水地球化學的影響被廣泛認識。隨著當今社會科學技術的不斷進步，地下水微生物地球化學的研究技術也日益得到提高和改進。首先，人們可以利用電子顯微鏡?能普?電子探針?離子探針?質子探針來觀察和分析細胞內部的結構?成分。第二，微生物生態學研究的新技術被用于地下水微生物研究中。如，人們在研究污染或未污染含水層生物群落組成研究中開始使用磷脂脂肪酸分析方法(PLFA)，該方法是基于生物化學手段的一種微生物生態學研究新技術，它具有對細胞生理活性沒有特殊的要求，對樣品保存時間要求不高?不需要進行微生物培養等優點。它能提供微生物群落生物量及其時?空變化?群落結構和功能等多種微生物信息，是一種快捷?可靠的分析方法。.再如，人們通過基因工程，在DNA的分子水平上動手術，使某種細胞結構的基因轉到另一種細胞中去，而使之具有新的遺傳性狀。

隨著我國環境科學界對地下水微生物作用研究的日益關注，我國地下水微生物地球化學?微生物工程學?微生物環境工程學將會作為重點發展學科被大力扶持，地下水微生物的基礎研究應得到優先發展，尤其是在地下水環境中微生物的種類?形態?分布特征?營養和生長的一般規律，微生物的代謝?演替和調控，微生物的基因及其所攜帶的遺傳信息表達等研究方面，從基礎研究中尋找提高地質微生物地球化學作用的研究途徑和方法。地下水微生物研究將進一步與地質學?微生物學?環境生態學?環境微生態學?環境地質學?水文地質學?生物化學等基礎科學的研究交叉與合作，對基礎科學的發展提供動力和應用的驗證方法。

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