汪民

原中国国土资源部副部长

山水林田湖草沙之所以是生命共同体，关键在水。借助太阳和大气，通过蒸发蒸腾、降水、浸润吸附渗透和地表地下流动，水将其它自然因素联系在一起，相互作用，循环往复。无水死寂沉沉，荒漠一片，有水则全盘皆活，生机盎然。

自然状态下，一条河道，沿其垂直方向，有河流、漫滩湿地和广泛分布的地下水。在不同时段和地段，地表水与地下水相互作用，互为补充，滋养万物。河流一条线，地下水一大片。线成网，片成面。以线带面，以面补线，地上地下水位上下起伏，决定着一个盆地或流域生态的基本格局和演化方向，是生态保护修复顶层设计首先应当考虑的基本问题。

以往研究，多侧重于水的资源属性。在生态环境方面，则存在更多的薄弱环节。30多年前，为改良盐碱地，曾经开展过深入的水文地质研究。结果发现，地下水位如果埋藏过浅，将加快水分蒸发和盐类堆积，产生土壤盐渍化；如果过深，则会破坏其对土壤水的支持，引起地表干化，影响农作物生长。通过大量调查监测，得出将黄淮海平原地下潜水位控制在2米左右的重要结论，对农业发展起到了很好的保障和促进作用。这启示我们，潜水与毛细水、包气带土壤水势与饱水带重力场紧密联系、相互转化，不仅具有重要的资源意义，而且具有重要的生态环境意义。研究生态环境，要高度重视地下水位的变化，大力加强包气带水分特征和运移转化的监测研究。开展生态环境保护修复，应当将区域潜水位埋深作为重要调控因素。包括结合水，仅有人在讨论达西流动和粘性土变形时有所涉及，对其具体的生态环境效应则还缺乏相关研究。

在水文地质研究领域，1856年诞生的达西定律，建立了渗流概念，揭示了渗流与介质渗透性及水力梯度之间的数量关系，极大促进了水文地质学的发展和应用，至今仍然是水文地质学的基石。从岛状承压含水层稳定流，到泰斯非稳定流，再到多层三维数值模拟，从局部供水到全盆地区域地下水资源评价，均以达西定律和含水层理论为基础。上世纪60年代诞生的Tóth理论即地下水流系统理论，到80年代走向成熟。Tóth理论揭示了地下水流系统的多级次性和三维流场的形成机制，将渗流场、水化学场和温度场耦合为一个时空有序的有机整体，深入阐述了流动的地下水是普遍的地质营力，是许多自然作用过程与现象的基本动因，为水文地质学科从实用性学科走向地球系统科学的基础性学科提供了前提。多年来，Tóth理论不断完善，但总体偏于理论分析，应用实践不够。这些，在以张人权教授为主编著的《水文地质学基础》（第7版）中均有论述。我的体会是，从事了这么多年水文地质工作，回过头来再看看有关基础性概念和理论的新进展、新认识，大有裨益。作为一门实践性很强的实用性学科，水文地质学迫切需要加快理论创新和技术方法创新。

创新的源泉来自于实践。目前，一线人员的业务主要以生产项目的形式推进，按流程走常规，发现问题、想研究也无能为力；相反，研究人员则远缺乏一线的感受与体会，从而造成调查与研究的严重脱节。解决此类问题，不仅需要深化体制机制改革，还需要广大地质工作人员的高度敏感与不懈努力，做到理论与实践相结合，从实际问题出发，攻坚克难，推陈出新。

在河北平原，深层承压水曾遭长期过量开采，许多人担心其上的咸水会下移破坏深层淡水资源，但经多年监测，咸水层一直没有出现明显变化，而从粘性土压密释水和深层侧向补给角度，又难以解释水量平衡问题。这又涉及到含水层理论。有学者认为，自然界中，连续稳定分布的含水层与隔水或弱透水层很少出现，尤其是后者，多呈透镜体状，上下含水层之间存在大量的“天窗”。在深层地下水被大量抽取时，上层地下水就有可能通过“天窗”向下层流动；而且，这种流动的水力梯度、过水断面都要比水平侧向流动大得多，所以，深层抽取的水量有相当一部分来自于上层补给。但是，若果真如此，为何咸水层不动？是否因为所谓的“天窗”，只是粘粒成分相对减少，隔盐不隔水？这也只是一种推测。科学上一时无法解释的问题，往往是理论创新需要抓住的关键。表面看似普通的现象，实际上有可能是涉及区域地下水流动、资源评价和管理、以及地质环境作用过程的重大基础问题，一旦在认识上取得突破，就有可能极大推动社会实践的进步。

类似例子还有很多。地下情况错综复杂、变化万千，用现有理论进行解释概括，难免具有一定的局限性，因此，绝不能局限于现有理论认识，对“异常现象”习以为常，见怪不怪，遇问题而不见，这将会阻碍学科的发展。上世纪80年代，国外一位著名地下水动力学专家来华访问，看到河北平原水文地质剖面图，认为不可能如此复杂，竟多次质疑图件的真实性，可见脱离实际的严重程度。对这种现象，一定要保持高度警惕，切实增强创新的敏感性。

地热资源是宝贵的人类财富。理论上讲，从地表往下，只要是足够深，就会有足够高的温度；只要开发得当，就会取之不尽，用之不竭。而且，它几乎不受外界影响，不对人类环境产生污染和破坏。从这种意义上讲，它甚至优于太阳能、风能和水能的开发。李四光先生讲过，地下是一个大热库，是人类开辟的一个新的自然能源，就像人类发现煤炭、石油可以燃烧一样重要。

近年来，我国地热产业快速发展，已经成为新能源行业的生力军。但总体看，仍然局限于传统的供热取暖、洗浴等方面，迫切需要加快理论和技术方法进步，开辟新的局面。2020年，山西大同地热勘查取得重大突破，在1585米深处探获高温高压地热流体，孔内测温最高167°，井口温度160°。这颠覆了我们的传统认识，对深化地热资源形成机理研究、推动地热理论创新和加快地热资源合理开发利用，具有重大意义。要借助这次突破，把握规律，深化认识，既要争取更多像山西大同这样的勘查新突破，又要防止一哄而起，简单地大干快上，出现新的问题。构建清洁低碳安全高效能源体系、加快推动发展方式绿色转型，地热资源合理开发利用使命光荣，任重道远。

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