1、引言

　　地下水在生態(tài)和地質(zhì)環(huán)境中具有不可替代的作用，地下水具有資源、生態(tài)、環(huán)境等多重屬性功能，它在維持生態(tài)環(huán)境的平衡方面起著十分重要的作用。針對人類活動(dòng)對地下水環(huán)境的影響，以及如何解決地下水資源為人類發(fā)展提供持續(xù)的服務(wù)功能等問題，在地下水科學(xué)與工程研究領(lǐng)域已經(jīng)開展了大量的深入研究，主要集中在環(huán)境水文地質(zhì)問題、地下水環(huán)境演化、地下水的脆弱性評(píng)價(jià)、地下水可持續(xù)利用與管理方面。

　　2、地下水環(huán)境概述

　　2.1地下水環(huán)境演化

　　干旱半干旱氣候區(qū)地下水的形成、演化及各種影響因子，包括與人類活動(dòng)的關(guān)系研究，是科學(xué)地開發(fā)利用地下水資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展不可缺少的基礎(chǔ)性工作，也是國際上水科學(xué)界研究的熱點(diǎn)問題。

　　早期的環(huán)境水文地質(zhì)工作把重點(diǎn)集中在地下水污染的研究：

　　20世紀(jì)70年代以后，隨著工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，導(dǎo)致地下水系統(tǒng)水量衰減、水質(zhì)惡化，人們主要集中于地下水循環(huán)特征，以及影響水的分布、可利用性和水質(zhì)等因素的研究;

　　至80年代，地下污染治理成為主要研究方向，并開始利用計(jì)算機(jī)技術(shù)開展污染物在地下水系統(tǒng)中遷移轉(zhuǎn)化的數(shù)值模擬研究。

　　20世紀(jì)80年代中期以來，隨著人們對環(huán)境問題的日益重視，在可持續(xù)發(fā)展理念的指導(dǎo)下，人類在地下水的開發(fā)利用過程中越來越多的考慮資源、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境等制約因素，地下水資源的科學(xué)管理更多體現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的原則。

　　90年代以來，地下水不合理開發(fā)引起了地面沉降、巖溶塌陷等生態(tài)環(huán)境問題，于是對地下水環(huán)境演化的問題，開始由傳統(tǒng)的地下水流場、水化學(xué)場的理論研究轉(zhuǎn)向重視人類工程活動(dòng)的影響及其變異的研究，主要集中在人類活動(dòng)對地下水環(huán)境演化進(jìn)程、路徑和方向的影響及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)方面。研究地下水環(huán)境演化規(guī)律及其與地質(zhì)環(huán)境、生態(tài)環(huán)境的相互制約作用，科學(xué)地總結(jié)地下水環(huán)境演化模式，可為生態(tài)環(huán)境的預(yù)測和充分合理地利用自然資源提供科學(xué)依據(jù)。

　　2.2地下水環(huán)境脆弱性

　　地下水環(huán)境脆弱性是指地下水環(huán)境由于自然條件變化和人類活動(dòng)影響遭受破壞帶來一系列問題的敏感程度，它反映了地下水環(huán)境的自我防護(hù)能力，也是衡量地下水環(huán)境健康的重要因素。地下水環(huán)境的脆弱程度是衡量地下水環(huán)境對外界脅迫的恢復(fù)能力的重要指標(biāo)。

　　“地下水脆弱性”是法國的Albinet等于1968年首次提出的，他們認(rèn)為地下水脆弱性是在自然條件下污染源從地表滲透與擴(kuò)散到地下水面的可能性。目前，國際上公認(rèn)的地下水脆弱性的定義是美國國家科學(xué)研究委員會(huì)于1993年提出的，地下水脆弱性是指污染物到達(dá)最上層含水層之上某特定位置的傾向性與可能性，據(jù)此可將地下水脆弱性分為本質(zhì)脆弱性和特殊脆弱性。

　　國外許多學(xué)者較早地開展了地下水脆弱性的研究，并取得了頗為豐碩的研究成果;國內(nèi)20世紀(jì)90年代中期才開始地下水脆弱性研究，大多集中于地下水的本質(zhì)脆弱性方面，對于影響地下水特殊脆弱性的敏感因子考慮較少。由于地下水系統(tǒng)的復(fù)雜性和人們認(rèn)識(shí)的差異性，目前對地下水環(huán)境脆弱性的研究還存在許多問題，有待進(jìn)一步完善。

　　2.3地下水的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)

　　地下水作為水資源的重要組成部分，其開發(fā)利用必然會(huì)對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生重大影響：地下水位過高會(huì)引發(fā)土壤鹽漬化和沼澤化;地下水位過低會(huì)引起土壤干化、沙化和天然植被退化，下墊面變化，減少地表徑流，包氣帶變厚，減少地下水的補(bǔ)給量。

　　俄羅斯學(xué)者V.N.Ostrovski提出了“生態(tài)水文地質(zhì)學(xué)”的概念，將水文地質(zhì)的概念引入到生態(tài)系統(tǒng)中，他認(rèn)為：生態(tài)水文地質(zhì)學(xué)研究目的是控制地下水圈的體制以防止發(fā)生一些不可逆轉(zhuǎn)的對生態(tài)環(huán)境不利的影響，一方面要預(yù)防人類活動(dòng)對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的不利影響，另一方面要科學(xué)地預(yù)測人類活動(dòng)對生態(tài)環(huán)境所產(chǎn)生的影響。

　　近年來，國內(nèi)外學(xué)者加強(qiáng)了地下水的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的研究，有學(xué)者提出了合理生態(tài)水位概念，研究了地下水位與植被生長狀況的關(guān)系，研究了作物產(chǎn)量與地下水位埋深的關(guān)系。以協(xié)調(diào)發(fā)展為目標(biāo)，建立地下水引起的表生生態(tài)效應(yīng)遞階層次評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，豐富水資源生態(tài)價(jià)值理論。

　　這些研究表明，無論是對于整個(gè)區(qū)域的地表景觀格局變化，還是對于局部典型的生態(tài)系統(tǒng)的演化，維持適宜的地下水系統(tǒng)狀態(tài)都是很重要的。研究表明，無論是對于整個(gè)區(qū)域的地表景觀格局變化，還是對于局部典型的生態(tài)系統(tǒng)的演化，維持適宜的地下水系統(tǒng)狀態(tài)都是很重要的。

　　地下水的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的研究主要是土壤水鹽運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、潛水水鹽動(dòng)態(tài)、潛水位埋深等與植物生長關(guān)系。地下水位生態(tài)環(huán)境指標(biāo)是指與生態(tài)環(huán)境狀況密切聯(lián)系的地下水和與地下水有關(guān)的各種臨界指標(biāo)的總稱，主要包括土壤含水量、土壤允許含鹽量、地下水位適宜礦化度、地下水位臨界深度、潛水蒸發(fā)極限深度、潛水零補(bǔ)排差深度和地面控制沉降臨界水位等，這些指標(biāo)是地下水資源管理和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要依據(jù)。地下水的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的研究，可為地下水環(huán)境生態(tài)功能紊亂的辨識(shí)、確定合理的健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系提供重要的理論依據(jù)。

　　2.4地下水資源可持續(xù)利用與管理

　　水資源的可持續(xù)利用與管理是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展極為重要的保障，水環(huán)境健康是水資源可持續(xù)利用的目標(biāo)與方向。

　　近年來，國內(nèi)外學(xué)者對水資源可持續(xù)性的研究方興未艾。有學(xué)者運(yùn)用總量控制來研究地下水的可持續(xù)性，從生態(tài)環(huán)境角度評(píng)價(jià)了地下水資源的可持續(xù)性。有學(xué)者運(yùn)用水、生態(tài)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)復(fù)合系統(tǒng)理論研究地下水的承載力，從地下水資源承載力角度研究地下水資源的可持續(xù)性。

　　地下水資源的可持續(xù)利用是指在確保地下水開發(fā)利用不對生態(tài)環(huán)境造成危害的前提下，地下水在數(shù)量上和質(zhì)量上最大限度滿足當(dāng)前及長遠(yuǎn)的需求。維持地下水環(huán)境狀態(tài)的健康是地下水資源可持續(xù)利用與管理的戰(zhàn)略方向，因此，地下水可持續(xù)利用與管理的研究為地下水環(huán)境健康的研究奠定了理論基礎(chǔ)。

　　目前對于地下水資源的可持續(xù)性研究仍處于探索之中，現(xiàn)在還沒有一套公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)方法。地下水可持續(xù)利用涉及到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)系統(tǒng)的方方面面，因而主要任務(wù)是在掌握廣泛資料的基礎(chǔ)上，找出適應(yīng)評(píng)價(jià)區(qū)域的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、指標(biāo)體系。

　　綜上所述，目前水文地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域開展的地下水環(huán)境演化、地下水環(huán)境脆弱性、地下水的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)和地下水資源可持續(xù)利用與管理等方面的研究已經(jīng)為地下水環(huán)境健康的研究奠定了良好的理論基礎(chǔ)。但目前所進(jìn)行的水資源可持續(xù)利用的研究局限在對這種理念的理解、研究內(nèi)容的拓展，同時(shí)，地下水環(huán)境演化、地下水脆弱性、地下水生態(tài)環(huán)境效應(yīng)等方面的研究也局限在地下水環(huán)境問題的某一方面，至今仍未進(jìn)行綜合性的研究與探討。由于地下水環(huán)境健康問題的復(fù)雜性，以及影響因素的整體性與持續(xù)性，決定了我們必須從整體上來把握地下水環(huán)境健康的研究。

　　3、地下水環(huán)境健康研究現(xiàn)狀

　　地下水環(huán)境健康作為水環(huán)境健康的組成部分，對于促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的良性發(fā)展具有舉足輕重的作用，然而，地下水環(huán)境健康理論的研究及其應(yīng)用仍未展開，其基本理論、評(píng)價(jià)體系與方法是需要進(jìn)一步探討的重要問題。

　　通過對生態(tài)系統(tǒng)健康、水環(huán)境健康理論與研究方法的分析，人類在對地下水的大規(guī)模的開發(fā)利用以后，必須重新審視地下水的生態(tài)環(huán)境功能與資源價(jià)值，探求人與自然的和諧發(fā)展道路，維護(hù)地下水環(huán)境健康必將成為地下水資源可持續(xù)利用與生態(tài)環(huán)境管理的重要戰(zhàn)略方向。

　　對地下水環(huán)境健康理論體系的研究，有以下幾方面的發(fā)展趨勢：

　　(1)研究地下水環(huán)境的演化機(jī)制。在自然環(huán)境和人類活動(dòng)的持續(xù)脅迫下，地下水環(huán)境始終處于發(fā)展和演化狀態(tài)。人類活動(dòng)的強(qiáng)度決定了地下水環(huán)境演化的性質(zhì)與速度，是影響地下水環(huán)境健康的主導(dǎo)因素。開展人類活動(dòng)影響下地下水環(huán)境的演化機(jī)制可以深刻揭示地下水環(huán)境的劣變原因，并為地下水環(huán)境健康狀態(tài)的演變趨勢分析奠定理論基礎(chǔ)。

　　(2)地下水環(huán)境健康的概念及評(píng)價(jià)體系的研究。地下水環(huán)境健康是生態(tài)系統(tǒng)健康的基礎(chǔ)，是水環(huán)境健康的重要組成部分，維持地下水環(huán)境狀態(tài)的健康可促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的良性發(fā)展。地下水環(huán)境健康的內(nèi)涵是對地下水環(huán)境系統(tǒng)狀態(tài)和功能的總結(jié)與概括，是地下水環(huán)境健康評(píng)價(jià)的理論基礎(chǔ)。地下水環(huán)境健康評(píng)價(jià)體系是實(shí)現(xiàn)地下水環(huán)境健康評(píng)價(jià)的先決條件，包括地下水環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)價(jià)方法、評(píng)價(jià)模型等。

　　(3)地下水環(huán)境健康評(píng)價(jià)指標(biāo)研究。在地下水環(huán)境健康內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，結(jié)合地下水環(huán)境演化機(jī)制分析，概括地下水環(huán)境健康的驅(qū)動(dòng)因子和狀態(tài)響應(yīng)，并利用主導(dǎo)性、獨(dú)立性的評(píng)價(jià)指標(biāo)表征地下水環(huán)境系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)因子和狀態(tài)響應(yīng)，并構(gòu)建各評(píng)價(jià)指標(biāo)的健康等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，這一環(huán)節(jié)是聯(lián)系地下水環(huán)境健康理論與實(shí)踐的重要紐帶。

　　(4)現(xiàn)代理論與先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用。地下水環(huán)境健康的研究是在已經(jīng)發(fā)展成熟的地下水科學(xué)理論與技術(shù)方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合、系統(tǒng)的研究，因此，在開展地下水環(huán)境健康研究中，應(yīng)該綜合運(yùn)用現(xiàn)代系統(tǒng)理論和空間數(shù)據(jù)綜合采集技術(shù)、系統(tǒng)模擬預(yù)測技術(shù)和綜合評(píng)價(jià)技術(shù)，以提高研究的實(shí)用性、科學(xué)性，也有利于推動(dòng)地下水綜合評(píng)價(jià)理論與方法的發(fā)展。