水文地質條件(hydrogeological condition) 是指有關地下水形成、分布和變化規律等條件的總稱。包括地下水的補給、埋藏、徑流、排泄、水質和水量等。一個地區的水文地質條件是隨自然地理環境、地質條件，以及人類活動的影響而變化。開發利用地下水或防止地下水的危害，必須通過勘察，查明水文地質條件.。
基本介紹
- 中文名：水文地質條件
- 外文名：Hydrogeological conditions
- 定義：地下水形成、分布和變化條件總稱
- 包含內容：地下水的補給、埋藏、徑流、排泄
- 影響因素：自然地理環境、地質條件等
- 研究對象：地下水
釋義,分類,研究,研究對象,研究內容,發展簡史,萌芽時期,奠基時期,套用水文學興起時期,現代水文學,發展過程,20世紀50年代之前,20世紀50年代晚期到60年代早期,1980年前後,研究方法,研究方法：,套用的技術手段：,
釋義
水文地質條件(hydrogeological condition) 是指有關地下水形成、分布和變化規律等條件的總稱。包括地下水的補給、埋藏、徑流、排泄、水質和水量等。水文地質條件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採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。
分類
研究
研究對象
水文地質條件的主要研究對象是地下水。
地下水（groundwater）：賦存並運移於地下岩土空隙中的水。含水岩土分為兩個帶，上部是包氣帶，即非飽和帶，在這裡，除水以外，還有氣體；下部為飽水帶，即飽和帶，飽水帶岩土中的空隙充滿水。狹義的地下水是指飽水帶中的水。
利：①分布廣泛，便於就地開採使用；②潔淨、不易被污染，水質普遍較優；③不占用地表空間；④動態比較穩定；⑤供水量受氣候變化影響較小，具有較大到調蓄能力等。
害：①不合理的灌溉可造成次生鹽鹼化；②過量開採，可造成：在沿海地區，海水入侵，水質惡化；地面沉降，使區內建築物失去穩定；不同含水層之間誘發水力聯繫，產生水的混合作用，使水質惡化；岩溶區地面塌陷；③其它，如礦坑湧水、基礎及邊坡的穩定問題等。
研究內容
前邊講過，水文地質學是研究地下水的科學，在人類從事開發利用地下水活動的漫長過程中，通過長期實踐經驗和認識的不斷積累，逐漸形成和充實、發展了有關地下水的知識，按其內涵範疇涵蓋水文學、土壤學、地質學與流體力學等學科。
隨著水文地質科學的發展，它的研究內容越來越廣泛，主要研究內容可歸納為六個方面：
⑴ 形成與轉化：
闡述地下水起源與形成的基本知識（包括地下水的賦存條件），並探討大氣水、地表水、土壤水與地下水相互轉化、交替的基本規律。
⑵ 類型與特徵：
闡述地下水的儲存條件及其基本類型，包括地下水的主要理化特性。
⑶飽水帶及包氣帶中水分和溶質的運動：
⑷ 動態與水均衡：
討論在不同的天然因素和人為因素影響下的地下水動態變化規律，以及不同條件下的地下水水均衡方程。
⑸ 資源計算與評價：
分別討論局部開採區和區域性大面積開採區地下水資源評價的主要方法，並具體介紹有關含水層參數測定及地下水補給量和排泄量的計算方法。同時，闡述地下水水質評價的有關知識。
⑹ 資源系統管理：
闡述地下水資源管理與保護方面的基本知識，著重討論地下水資源系統管理模型及其套用。
發展簡史
人類探索除水害、興水利的歷史，猶如人類的文明史那樣悠久。在生產實踐中，特別在與水旱災害的鬥爭中，人類不斷觀測各種水文現象，思考和研究它們的規律，積累起關於水的豐富知識，逐漸形成並不斷發展了水文科學。
水文學源遠流長，經歷了漫長的醞釀時期，而它的飛躍發展則是一個世紀的事。同自然科學的許多學科相似，人們還難以找出公認的里程碑，把水文科學的歷史進程劃分成若干明確的階段。我們只是順著它前進的足跡，大體劃分為：
萌芽時期
在尼羅河、幼發拉底河、恆河和黃河這些古老文化發祥地的遺蹟中，我們可以看到這一時期已經開始了原始的水文觀測，最早的水位觀測是在中國和埃及開始的。
約公元前22世紀，中國傳說中的大禹治水，已“隨山刊木”（立木於河中），觀測河水漲落。此後，戰國時李冰設於都江堰的“石人”，隋代的石刻水則，宋代的水則碑等，表明水位觀測不斷進步。
最早的雨量觀測於公元前四世紀首先在印度出現，中國於公元前三世紀的秦代已開始有呈報雨量的制度，到了公元1247年，已有了較科學的雨量器和雨深計算方法，並開始用“竹籠驗雪”以計算平均降雪深度。明代劉天和在治理黃河工作中，已採用手制“乘沙量水器”測定河水中泥沙的數量。
中國古籍《呂氏春秋》中寫道：“雲氣西行云云然，冬夏不輟；水泉東流，日夜不休，上不竭，下不滿，小為大，重為輕，國道也。”提出了樸素的水文循環概念。成書於公元約六世紀初的《水經注》中，記述了當時中國境內1252條河流的概況，成為水文地理考察的先驅。
誠然，這些原始的水文觀測和水文知識是膚淺零星的，但已為當時生活和生產提供了重要的水文資料。例如，根據雨量多少決定稅收的多少，根據上游的水位向下游傳遞水情等，標誌著水文科學的萌芽。
奠基時期
歐洲文藝復興帶來的科學思想的解放和科學技術的進步，為水文科學發展成為獨立的學科奠定了基礎。這一時期，水文儀器的發明使水文觀測進入了科學的定量觀測階段。
1663年雷恩和胡克創製了翻斗式自記雨量計，1687年哈雷創製測量水面蒸發量的蒸發器，1870年埃利斯發明旋槳式流速儀，1885年普賴斯發明旋杯式流速儀。這些近代水文儀器使流量、流速、蒸發、降水的觀測達到了相當的精度，利用這些近代水文儀器進行水文觀測的各種水文站陸續出現。
1746年，中國在黃河老壩口設立了全國第一個正規水位站，開始系統觀測水位，並進行報汛。這些成就使水文現象的觀測視野在深度和廣度上空前擴大，為水文科學在理論上的發展創造了條件。
在這一時期，近代水文科學理論開始逐漸形成。1674年佩羅提出了水量平衡的概念，成為水文科學最基本的原理之一；1738年伯努利父子發表水流能量方程，1775年謝才發表明渠均勻流公式；1802年道爾頓建立了研究水面蒸發的道爾頓公式；1856年，達西發表了描述孔隙介質中地下水運動的達西定律；1851年莫萬尼提出了匯流和徑流係數的概念，並發表了計算最大流量的著名推理公式。
這些科學理論的創立，為水文科學在河道水流、蒸發、地下水運動、徑流形成和水文循環等領域的發展奠定了理論基礎，它表明人類對水文現象的認識已由萌芽時期那種膚淺零星的知識，發展到了比較深刻系統的知識。同時也表明，人類對地球上水的運動、變化規律的探索，已發展到以大量觀測事實為基礎，進行假說、演繹和推理，進而建立各理論體系的近代科學方法論。
19世紀末，專門水文研究機構開始出現，一些國家開始出版水文年鑑。弗里西著的《河流水文測驗方法》、福雷爾著的《日內瓦湖湖泊志》、馬略特著的《水的運動》等水文學專著陸續出版。這些著作總結了當時水文觀測和理論研究的成就，標誌著水文科學作為一門近代科學已奠定基礎。
套用水文學興起時期
（約公元1900～1950年）
進入20世紀，特別是第一次世界大戰以後，大量興起的防洪、灌溉、交通工程和農業、林業乃至城市建設向水文科學提出越來越多的新課題，解決這些課題的方法也由經驗的、零碎的逐漸理論化和系統化，水文科學的套用特色逐漸表現出來。
首先，從1914年到1924年，經過黑曾、福斯特等人的工作，把機率論、數理統計的理論和方法系統地引入了水文科學，使水文變數（如洪峰和洪量）和它出現的機率聯繫起來，為預估工程未來運行時期內可能出現的水文情勢開闢了道路。
接著，從1932年到1938年，謝爾曼、霍頓、麥卡錫、斯奈德等人在產流和匯流計算方面取得開拓性進展，為根據降雨推算洪水開闢了道路。隨後，克拉克、林斯雷等人在單位線、多個水文變數聯合分析和徑流調節的理論、方法等方面發展並豐富了上述內容。
在此期間，水文站在世界範圍內發展成規模宏大的水文站網系統，這些成就為套用水文學的興起在理論上、方法上和資料條件方面奠定了基礎，並率先形成了它最重要的分支學科——工程水文學。接著，農業水文學、森林水文學、都市水文學也相繼興起。
1949年，林斯雷和柯勒、保羅赫斯合著《套用水文學》；同年，姜斯敦和克樂斯合著的《套用水文學原理》、美國土木工程師學會編著的《水文學手冊》等套用水文學專著陸續問世，總結了這一時期的成就，標誌著套用水文學的誕生。套用水文學，以它直接為生產和生活提供多方面服務這一鮮明特徵，獲得迅速發展，成為近代水文科學體系中最富有生氣的分支學科。
現代水文學
首先，由於人類對水資源的突出需求，水文科學的研究領域正在向著為水資源最優開發利用的方向發展，以期為客觀評價、合理開發、充分利用和保護水資源提供科學依據。
其次，大規模的人類活動對自然水體，進而對自然環境正在產生多方面的影響。研究和評價人類活動的水文效應和這種效應的環境意義，揭示人類活動影響下水文現象的規律，進而探討水文分析的新方法和新途徑，防止人類活動對水文循環的影響朝著不利於人類生存環境的方向發展，這一切正在成為水文科學面臨的新課題。
另外，現代科學技術使獲取水文信息的手段和分析水文信息的方法有了長足的進步。例如，遙感技術的套用，使同時觀測大範圍內的巨觀水文現象成為可能；核技術的套用使人們能夠獲得微觀水文信息；水文模擬方法、水文隨機分析方法、水文系統分析方法，使人們研究水文現象的能力發展到新的水平；尤其是電子計算機的套用，使水文科學從水文觀測到基本規律的研究，由人力和機械操作，發展到以電子計算機為核心的自動化。
水文科學和其他科學之間的邊緣科學正在不斷興起，學科間的空隙逐漸得到填補。同時，人們開始看到，水已成為影響社會發展的重要因素。水在表現它的自然屬性的同時，它的社會屬性也日益表現出來，並逐漸為人們所認識。因此，水文科學將有可能發展成為具有自然科學和社會科學雙重性質的一門綜合性科學。
總的來講，水文學從它所隸屬的學科領域看，作為地球物理科學的一個分支，主要研究地球系統中水的存在、分布、運動和循環變化規律，水的物理、化學性質，以及水圈與大氣圈、岩石圈和生物圈的相互關係；作為水利學科的重要組成部分，主要研究水資源的形成、時空分布、開發利用和保護，水旱災害的形成、預測預報與防治，以及水利工程和其他工程建設的規劃、設計、施工、管理中的水文水利計算技術。
發展過程
儘管19世紀已開始使用水文地質學一詞，但到20世紀初科學家Mead才給出這個術語一個廣泛的含義：水文地質學是研究地表以下水的發生與運動。20世紀50年代末期到80年代早期這將近30年的時間裡，水文地質學一下子成熟了，成為地球科學羽翼豐滿的一員。1960年之前，水文地質學主要是地質學家的領域，作為一個自然科學家，對於控制地下水流動的因素和規律，毫無興趣或者知之甚少，任憑差分方程式去加以描述。另一方面，工程師在估算井的單位出水量和總出水量時，只顧得計算，處於岩層“透水”和“不透水”之間的灰域之中，無所適從。
20世紀50年代之前
兩種分叉的、幾乎完全獨立的方法，各不相關地沿著平行的路徑研究著地下水；一邊被科學家好奇心所驅使；另一邊受到工程師務實精神的推動。兩個分支的演變在時間上也可以分為兩個階段：以理論與假說的定量表述，以及數學上的嚴格推導為其分界。
17世紀處在“自然科學分支”的“猜想”階段，關於泉的成因以及水循環，出現了首批記錄在案的問題與解答。偉大的思想家們，從公元前8世紀的荷馬開始，包括亞里士多德、泰勒斯（Thales）、柏拉圖，甚至笛卡兒和克卜勒（17世紀）都曾猜想：泉水來源於海洋中擠榨出來的水，或者是在洞穴中冷凝而成的；而雨水不足以保持河水流量。然而，在另一個陣營中，波爾洛（Marcus Vitruvius Pollo）認為，泉來源於入滲的雨水，這一看法受到文奇（Leonardo da Vinci）和帕利西（Bernard Palissy，16世紀）的支持。定量水文觀測始於17世紀，佩羅（Pierre Perrault，1608-1680）在塞納河盆地測量了3年降水量，得出降水量是河流流量的6倍。馬利奧特（Mariotte，1620-1684）驗證了佩羅的觀測結果，而哈雷（Halley，1656-1742）證明了注入地中海徑流的不足部分消耗於蒸發。梅瑟利（La Metherie，1791）開始測量岩石的滲透性，將入滲水區分為地表徑流和深部儲存，於是，水均衡的初步概念形成了。
儘管第一個自流井是1126年在法國阿圖瓦（Artois）成井的，但是，關於自流現象的第一個有記錄的解釋出現於17世紀，卡西尼（Cassini）和瓦里斯內利（Vallisnieri）都正確地指出：承壓含水層的高水壓是產生自流的原因。進一步試圖將概念精確化的結果是，強化了絕對隔水性的觀念，然而，對廣泛分布的區域性含水層和隔水層的研究，很可能因而形成了地下水盆地的概念，在這方面，最基礎同時也是最有影響的著作，則是赫伯特的“地下水運動理論”（M.King Hubbert，1940）。19世紀後期到20世紀初，開始了並非出於實用目的的地下水化學研究，著重於分類（Palmer，Scholler）及化學成分演變的影響因素分析（Chebotarev，Scholler，Back）。
“工程學科分支”的第一階段，時間從很早前到1856年，主要著力於發展經驗性實用方法技術，構建集取地下水的設施，以及從泉、井、坎兒井，以及其它水源提升輸送地下水。第二階段是“定量評價”階段，以1856年達西定律的發表為標誌。達西方程觸發了根據地下水位變動預測井的出水量的興趣；隨之而來的是一系列人們熟知的計算公式：裘布依、泰斯、雅可布、溫澤爾（Wenzel）等，討論的全是地下水位和理想承壓含水層的定量預測。
20世紀50年代晚期到60年代早期
也許是由於偶然的巧合，也許是由於下意識地交流滲透，絕對隔水性的觀念受到來自兩個分支的強烈質疑——工程師們從評價含水層和井的出水量出發產生疑問，而地質學家在研究盆地地下水流動時發現了問題。雅可布、漢圖斯、諾曼（Neuman）、威瑟斯龐等，引入並發展了越流含水層的概念，並將其擴展到盆地尺度的含水層系。自然科學分支這邊，托特的均質的“統一盆地”被弗里澤和威瑟斯龐 “非均質化”了，通過數值模擬，揭示了不同形態、不同規模含水岩系的基本流動型式。兩方面共同的最終結論是，岩體存在水力連續性。基於岩體存在水力連續性的結論，很快人們就認識到，存在著時空尺度差別很大的流動系統，而每個系統具有自己的作用過程與伴隨現象。於是，統一的觀念誕生了，不斷流動著的地下水是一種地質營力。
1980年前後
可以看作研究地下水的自然和工程科學兩個分支的融合，從此進入成熟的當代水文地質學發展階段。這個地球科學的新成員，既是一門基礎學科，也是一個專門性分支。為了更好地理解幾乎所有的地質活動，絕對有必要熟悉當代水文地質學的基本理論。與此同時，需要培養具有獨特的教育和專業背景的、全職的水文地質學家。
當代水文地質學有以下3個主要特徵概念：①地下水流動系統發育的空間尺度，變化範圍很大；②地下水流動系統發育的時間尺度，變化範圍很大；③流動的地下水是無處不在的地質營力，其作用可以達到地面以下極大深度，對極其廣泛的自然過程與現象，都有著控制性影響。
水文地質學向何處去發展？作為一門成熟科學，建立於工程師的數學嚴謹和科學家自由想像之上，建立於相關學科的技能、方法和技術之上，在可以預見的未來，水文地質學的理論與技術方法不大可能有新的突破；反之，預期將會出現各種“名副其實”的學科分支，例如：環境水文地質學、污染水文地質學、農業水文地質學、油氣水文地質學，等等。
就我國來講，水文地質學的發展歷史是與新中國的建立與發展分不開的，近半個世紀以來，水文地質學的成長與發展大致可劃分為兩個階段：從20世紀50年代到70年代中期，可稱為奠基階段，主要接受前蘇聯學術思想的影響，基本依照前稱聯模式。從20世紀70年代後期到90年代，可以稱為發展階段，這一時期由於實行改革開放政策，國內外學術交流日益頻繁，因此受西方學術思想影響較多，特別是系統科學、環境科學、現代套用數學與計算機技術等新思想、新理論與新技術的輸入，使水文地質學的基本概念與研究範疇發生了巨大的變革，使水文地質學從定性研究進入到了定量研究階段，納入到系統工程的軌道，與現代科學更緊密地融合了起來，因此我們把20世紀50年代到70年代奠基階段的水文地質學稱為傳統水文地質學，而20世紀70年代後期至90年代發展階段的水文地質學，稱為現代水文地質學（圖2）。
現代水文地質學的基本特徵主要有：①與現代科學的新理論新學科緊密結合，比如系統論、資訊理論、控制論及相應產生的系統科學、環境科學、信息科學等，對水文地質學的發展產生了重大影響；②現代套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套用，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；③從地下水系統與自然環境系統相互關係的研究，擴大到與社會經濟系統關係的研究。對地下水資源的研究，也從數學模型發展到管理模型與經濟模型的研究；④許多新的分支學科的產生與發展，比如區域水文地質學、岩溶水文地質學、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；⑤新技術、新方法的套用、除計算機技術外，遙感技術、同位素技術、自動監測技術，室內模擬技術，以及高精度水質分析技術等，都得到普遍套用，推動了水文地質學的發展。
這要強調一點：水文地質學領域中的許多研究都是由水文地質學家、地質學家、水文學家好氣象學家等多個學科領域的專家學者聯合來完成的（圖3）。
研究方法
研究方法：
數學物理方法和機率統計方法兩類。
套用的技術手段：
⑴調查、鑽探、地球物理勘探和遙感技術；
⑵各種觀測和試驗技術（水位、流量等的觀測；抽水試驗、示蹤試驗和彌散試驗等）；⑶各種地下水模擬技術（數值模擬用的較多）；
⑷同位素技術等。
地下水資源勘查項目參照執行的技術標準
