一、地下水与地质环境研究面临的形势

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）。地下水是制约我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我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。

地下水在我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。地下水约占全国水资源总量的1/3，在我国北方地区，地下水在许多地区或城市已经成为唯一水源。据统计，我国有310多个城市以开采地下水作为城市供水水源，约占全国城市的71%；全国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，地下水资源仍将是我国（特别是北方地区）经济社会发展的重要支柱，近几十年来，随着我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我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。

二、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。

三、地下水与生态环境研究面临的任务

为了实现上述目标，地下水与地质环境研究面临的任务可以概括为：重点实施1项基础研究、3项应用研究、3项重大科学工程，发展4方面关键技术，同时加强3个方面科技平台建设力度。

（一）基础研究

大陆水循环与地质环境演化研究

地下水是全球水循环的重要组成部分，其形成与演变受不同尺度的自然与人为因素的共同影响。地下水的形成与演变遵循自然的水循环规律，但是由于人类活动的影响，导致自然水循环条件发生显著改变，引发一系列地质生态环境的变化，因此，保证地下水资源的可持续利用，首先要阐明水循环规律及人类活动对地下水循环过程的影响，建立我国大陆尺度水循环规律、区域地下水形成演化与更新动力学及其地质环境响应理论体系。

（二）应用研究

1、区域地下水可持续利用研究

以黄淮海平原、西北内流盆地、东北平原地区、长江三角洲地区、岩溶石山地区等为重点。重点研究地下水资源属性判释的理念转变与资源可持续利用评价方法和指标体系研究；开展全国地下水污染调查；中国东部浅层地下水（含劣质水）利用方式研究，干旱地区土壤水、凝结水利用技术研究，深部承压地下水补给机制与可利用性研究；研究岩溶水资源的控制因素与分布规律，解决水资源调蓄与节水利用实用技术，实现岩溶地下河和岩溶大泉的有效开发利用；工程调水-地表水-地下水联合运用研究、山前巨厚含水层及疏干含水层地下水库调蓄研究、区域地下水脆弱性与可持续利用应用编图研究等。实现地下水调蓄—环境影响—经济效应的协调发展。

2、城市及重大工程地质环境综合评价研究

以经济转型城市、重要能源矿产城市、集中城市群、水资源紧缺城市、地质灾害危害严重城市等类型城市为重点，研究城市化进程中地质环境脆弱性的评价及城市可持续发展的地质环境容量问题，探讨城市地质环境质量和承载力评价理论、指标体系和方法，为实现城市的可持续发展服务。研究大江、大河兴建水利枢纽工程产生的地质环境效应调查评价和预测问题，重点探讨长江流域、黄河流域上中下游生态环境问题的发展趋势和保护措施；研究跨流域调水、西气东输和青藏铁路等重大人类工程活动对地质环境的干扰效应，研究人类工程活动与自然环境耦合作用下地质环境的演化规律和变化趋势，提出控制人类工程活动产生的环境地质问题的对策；探讨矿业开发环境地质效应形成机理，并开展矿业开发环境地质问题的危害性调查评价工作，提出治理这些环境地质问题的可行性方案。

3、脆弱生态系统调控与修复研究

以我国南方岩溶石山地区、北方黄土地区和荒漠化严重发展地区为重点。分析黄土高原生态系统脆弱性区域差异的地质环境背景和自然地理要素，剖析人类活动对黄土高原生态系统演化的影响，建立黄土高原脆弱生态系统地质环境指标体系，提出服务于黄土高原生态建设布局和土地利用规划需要的应用地学成果；解决西南岩溶石山地区石漠化综合治理形成及问题，确立石漠化脆弱性评价的指标体系，选择主要标志性参数或综合参数建立描述指标体系，构造石漠化预测预警系统，研究岩溶石漠化形成、演化过程中的地质环境因素、人为因素，探讨岩溶石漠化的演化与岩溶生态系统脆弱性之间的定量关系，建立不同类型石漠化综合治理示范区，开展石漠化综合治理工程；研究经济活动产生的绿洲退缩、水土污染、耕地次生盐渍化等生态环境破坏问题，探讨其环境容量评价等理论问题，提出保护绿洲带、河谷平原和山地草原地区的水土资源和生态环境的对策，解决绿洲带社会、经济持续发展与生态保护建设问题；研究制定具有鄂尔多斯能源基地特色的生态环境评价指标体系和生态环境保护的技术标准，制定能源开发与生态环境承载力相适应的生态环境保护建设方案，实现环境扰动最小化和生态恢复最优化，为建立“生态能源”示范基地提供科学依据。

（三）重大科学工程

1、中国含水层探测科学工程

实现从宏观尺度的地下水资源评价向中观尺度的含水层管理-可再生性维持的转变，促进地下水研究的跨越式发展，为地下水可持续利用提供基础依据。重点控制黄淮海平原、长江三角洲、山西六大盆地、松嫩平原、辽河平原、三江平原、塔里木盆地周边、河西走廊、柴达木盆地、准噶尔盆地、银川平原、呼包平原、关中平原、鄂尔多斯（黄土）高原、四川盆地、珠江三角洲、江汉平原等平原与盆地。

2、中国地下水水质与污染评价科学工程

地下水污染是一个复杂的环境地球化学作用过程，具有隐蔽性、复杂性和难恢复性等特点，因此地下水污染调查与地表水污染调查及其它的环境污染调查有根本的区别。地下水污染调查与有效防控必须结合地质、水文地质的综合调查来进行。需要查明全国地下水污染状况，综合评价地下水污染程度及变化趋势，编制全国地下水污染防治与保护区划，建立地下水水质与污染预警系统，为国家地下水污染防治和地下水资源保护、完善饮用水水质标准、保障饮水安全和健康、促进人与自然和谐相处提供依据。

3、中国地质环境指标监测科学工程

系统开展我国主要地质环境指标的动态监测，为全面评价我国地质环境状况，保护地质环境，促进区域发展提供科学依据。

（四）关键技术研究计划

1、地下水与环境同位素技术

开展惰性气体（He、Ne、Ar、Kr、Xe）古环境重建，环境示踪剂（稳定同位素、¹⁴C、氚、惰性气体、CFCs和SF₆）确定地下水驻留时间和补给强度、复杂裂隙水系统地下水测年、河水-地下水相互作用、地下水污染来源等的技术方法发展与研究，提高地下水与地质环境研究的技术支撑水平，达到国际发达国家技术应用水平。

2、地下水与环境物理模拟-数值模型技术

在引进消化吸收的基础上，结合我国地下水系统研究的特殊需要，研发具有自主知识产权的地下水与地质环境物理模拟-数值模拟系统，提高我国地下水与地质环境模拟研究水平。

3、地下水有机污染分析技术

研究地下水中有毒有害物质，包括杀虫剂、挥发性有机物、重金属等的微量、痕量分析测试技术体系，为全面开展我国地下水水质与污染评价科学工程提供技术保障。

4、地下水与环境微生物修复技术

探索开发适宜我国土壤、包气带、地下水硝酸盐污染的微生物菌群修复技术，研制具有微生态特点的制剂及其实施方法，进一步完善已有的微生物降解转化硝酸盐污染的应用技术，用于地下水的保护与土壤硝酸盐污染的原位治理和修复。

（五）科技平台建设计划

1、领域创新研究基地建设

包括：地下水科学与工程、岩溶动力学、脆弱生态环境整治、城市地质和矿山环境地质研究基地。

2、野外试验研究基地网

建立由若干个具有各自特色的典型地区地下水与地质环境野外试验研究基地，保障地下水与地质环境科研工作对资料积累和动态分析的需要。包括华北平原地下水可持续利用实验研究基地、岩溶石山地区水土资源配置与生态恢复实验研究基地和西北干旱内流盆地水土资源优化配置实验研究基地。

3、专业信息传播与服务网络

确立地质工作服务社会的新理念，构建地下水与地质环境研究成果社会服务信息化网络。