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水文地質圖的編圖歷史與發展方向

著名的水文地質學家陳夢熊院士,在他近年的專著中,對國內外水文地質圖的編圖歷史作了很好的總結。他把我國水文地質圖編圖歷史劃分為三個階段:

第壹階段是自1950年開始到60年代末。隨著國家有計劃的開展區域普查工作,我國陸續編制和出版了大量按國際圖幅編制的綜合性水文地質圖和少數按自然單元編制的區域性水文地質圖,如1∶100萬的黃淮冀平原和松遼平原水文地質圖系。其編圖方法主要采用了前蘇聯水文地質圖的模式,地質內容較多,而水文地質要素相對不足。

第二個階段,即整個的20世紀70年代。我國在總結以往水文地質編圖經驗的基礎上,參考了國際水文地質學家協會(IAH)制定的國際水文地質統壹圖例,結合我國實際情況,制定了新的編圖方法與統壹圖例。在編圖原則上強調了水文地質圖緊密為國民經濟建設服務的指導思想,強調了地下水的開發利用條件和開采模數等內容。各省、自治區、市或重點地區都分別在多年水文地質普查工作基礎上,編制出版了各類中小比例尺的水文地質掛圖、圖系或圖集。其中最有代表性的是由地質礦產部水文地質工程地質研究所組織編制的《中華人民***和國水文地質圖集》,這些成果對我國國民經濟建設發揮了重要的作用,《中華人民***和國水文地質圖集》得到國際水文地質界高度的評價。

第三階段,從1980年到現在。該階段為配合國民經濟高速發展,結合許多經濟區開發、能源基地建設和流域規劃等不同目的,編圖工作的重點轉向了“水資源”與“環境水文地質”方面。如北京、遼寧、寧夏等省、市、自治區,均編制出版了環境水文地質圖集;長江、黃河等大江大河的流域以及華東、東北、京津唐等經濟區,都分別編制了水文地質圖,地下水資源圖和環境水文地質圖,為國民經濟的建設規劃提供了地下水方面的科學依據。

關於國際上的水文地質圖編圖歷史,陳夢熊院士指出,國際水文地質學家協會壹直十分重視這壹工作,早在1950年就成立了國際水文地質圖委員會,並建立了專門工作組,制定了國際統壹圖例,1965年首先以歐洲為試點,編制了比例尺1∶150萬的歐洲分幅圖,1970年由英國科學院與國際水文地質學家協會聯合出版了國際水文地質圖圖例,開始在各國試用,並於1974年譯成中文引入我國,對提高我國20世紀70年代的編圖水平起到了很好的作用。

1989年在德國漢諾威召開了第壹次全球性的國際水文地質圖學術會議。大會展出的大量圖件反映了80年代各國水文地質編圖所取得的巨大進步。相比之下,我國進展緩慢,仍基本停留在70年代水平上。“其主要差距是由於我國水文地質編圖的指導思想仍停留在水文地質單元或含水層劃分的理論基礎上,以反映壹般水文地質條件和富水性為主,而未能應用地下水流系統的觀點,反映水資源和動態環境發展。在制圖技術方面,計算機系統和地理信息系統的應用,在我國水文地質編圖工作中尚未起步”(陳夢熊,2000)。

20世紀90年代以來,國際水文地質編圖工作又有了新的進展。著名的德國水文地質編圖專家史特洛克邁爾(W.F.Struck-meier)與法國的馬爾加(J.Margat)***同編著出版了最新《水文地質圖編圖指南與標準圖例》(國際水文地質學家協會1995年出版)。該指南除對編圖方法與原有國際圖例進行補充和修改外,還提出了按不同工作階段與不同要求建立水文地質圖分類系統,其中主要包括普通水文地質圖、地下水資源圖及地下水脆弱性圖,並按研究程度劃分為低、中、高3個等級,高級程度的水文地質圖,應編制成相當於水文地質概念模型的區域地下水系統圖。與此同時,國際水文地質學家協會還出版了伏爾巴(J.Vrba)與紮波羅切克(A.Zaporozec)編著的《地下水脆弱性編圖指南》。根據以上兩個新出版的指南,已在好幾個地區編出了樣圖。以上的指南和樣圖雖具有權威性,但無論在理論上和編圖方法上,除反映含水層富水性為主的水文地質圖比較成熟外,地下水資源圖和地下水系統圖等都還不夠成熟,仍處於探索階段,需要進壹步完善。與之相比,水文地質圖的計算機編圖技術已走在了編圖理論方法的前面。在許多發達國家,壹些先進的計算機編圖軟件的編圖功能已遠超過人工編圖的水平。

為提高我國水文地質編圖水平,1995~1998年期間陳夢熊院士和林學鈺院士在國家自然科學基金資助下,開展了松嫩盆地地下水開發模式和系列編圖的研究工作。他們按國際上最新的編圖理論編出《松嫩盆地地下水系統與地下水資源分布圖》、《松嫩盆地地下水水質圖》、《松嫩盆地地下水水環境脆弱程度圖》、《松嫩盆地生態環境地質圖》和《松嫩盆地地下水開發模式圖》,並全部實現了編圖工作的計算機化。盡管由於原始水文地質資料不足的限制,使圖件的內容不盡完善,但不失為壹次很有意義的嘗試,這標誌著我國水文地質編圖工作正進入國際水文地質編圖的新潮流。