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张宗祜院士等试图解决的一个问题 精选

已有 8188 次阅读 2016-4-4 20:43 |个人分类:科研随笔|系统分类:人物纪事


两院院士张宗祜先生是在2014年冬季逝世的。中国水文地质界的两院院士极为罕见,张宗祜先生早在1980年已经成为中科院学部委员,1994年又被评为首届中国工程院的院士,2000年还获得何梁何利基金科学与技术进步“地球科学奖”。可见老先生在地学界有很大的影响力。我在武汉攻读研究生的时候,读到张宗祜等编著的《华北平原地下水环境演化》,已感受到老先生研究科学问题的气魄。到了北京以后,又从同事那里拿到一本张宗祜等2006年出版的《区域地下水演化过程及其与相邻层圈的相互作用》,更加被老先生的恢弘气势所震撼。实际上,张宗祜院士还牵头编著了《中国北方晚更新世以来地质环境演化与未来生存环境变化趋势预测》(1999年出版)这一鸿篇巨著。总之,张宗祜院士在科学研究上的气派不输于同样在地学界叱诧风云的叶笃正、施雅风等大家。我辈一般只能在某个狭窄的研究方向上玩一点雕虫小技,难以望其项背。

最近几年,我留意到张宗祜院士等曾试图解决一个地下水资源评价中的棘手问题。对于这个问题的存在性,多数水文地质工作者都很清楚。但是,张宗祜院士等所做的这个努力,似乎并没有引起大家足够的重视,甚至很多人还不知道。为此,我在这里写个注记,以便大家再次和这个问题相遇的时候能够回想起他们这些前辈的开拓之举。

在地下水资源评价领域长期存在一个没有充分解决的问题:对地下水资源进行开采,能够允许地下水位下降多少,有没有量化标准可以执行?常规的水文地质图中会告诉我们一个地方的“富水性”(用单井涌水量表示)如何,却对地下水的允许开采量有多少这个问题躲躲闪闪。由于全国缺少量化标准,地下水资源可开采量的评价始终有点乱,算不清帐。为什么会这样呢?因为很多事情其实说不清楚。比如,在一个泉水旁边开采地下水,水位一降这个泉可能就断流了,水位下降的许可幅度取决于你要不要保住这个泉,要不要保住与这个泉有关的生态系统。这个约束条件水文地质学家决定不了,是当地百姓、政府等利益相关者或者环保人士的事情。从事地下水工作的人只能告诉大家每年开采1000 m38000 m3水位将下降多少、可能会有什么后果等等。

在一般情况下,我们当然可以用各种理由来摆脱建立上述量化标准的要求。但是,如果需要对全国的地下水资源量及其可开采潜力做出评价,拿给战略规划部门做参考,这件事情就没有办法推掉了。我想,当张宗祜和李烈荣2位先生成为“第二轮全国地下水资源评价”项目编撰委员会的主任委员时,他们就面临不得不解决这个问题的局面。当然在委员会里面还有陈梦熊、卢耀如等其他院士专家,需要一个大家都相对认可的标准,应该是集体智慧的结晶。

于是,在《中国地下水资源》(综合卷, 2004)中,我们可以看到关于地下水可开采资源数量评价的一些要求,有:

(1)防止盐渍化发生的地下水埋深约束条件,一般为大于或等于2.0~2.5 m(根据当地情况确定);

(2)乔、灌木分布区防止沙化的地下水埋深约束条件,一般为小于或等于8 m(根据当地情况确定);

(3)草甸分布区防止沙化的地下水埋深约束条件,一般为小于或等于3~4 m(根据当地情况确定);

(4)对于第四系下伏新第三系承压含水层和中生代裂隙、孔隙承压含水层的地区,采用顶板以上水头下降1/2的约束条件;

(5)对于第四系下伏奥陶系、寒武系、震旦系等岩溶含水层的地区,采用水头下降不超过含水层顶板的约束条件。

   以上是我摘抄的5条量化参考标准,很多非量化性质的参考要求就不再重写了。注意在前3条的末尾都有“根据当地情况确定”的字眼,可见张宗祜院士等权威专家在做出这些决定的时候是小心谨慎的。他们还明确指出,这些只是参考性质的标准,并非面向全国的强制性规范。尽管如此,我认为这改变了以往躲躲闪闪的局面,朝着解决地下水可开采资源评价的量化标准问题,勇敢向前走了一大步。但是,权威专家的意见并不等于就把问题解决了。上述量化的参考标准是否真的合适?如何完善?这还需要广大水文地质工作者继续努力,拿出科学合理的答案。





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