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第一章 学科战略地位分析1

第一节 学科特点1

第二节 国家和社会需求分析7

一、维持水资源安全供给是地下水科学的首要任务8

二、水质利用和地质环境保护的需求强劲11

三、生态文明建设全过程需要地下水科学支撑15

四、地下水科学在地球系统科学发展中具有重要地位和作用16

第三节 学科战略目标与发展重点19

一、深刻认知地球水循环特征，揭示地下水资源形成分布规律19

二、探讨复杂地下水系统中的物质与能量输运机理20

三、提升精细观测、模拟地下水系统性状和行为的能力23

本章参考文献24

第二章 地下水资源与地质-生态环境27

第一节 地下水资源构成与可持续性27

一、地下水资源及其特点27

二、地下水资源分类与构成29

三、气候变化和人类活动对地下水资源构成的影响32

四、地下水资源的可持续利用59

五、关键科学问题65

第二节 地下水与地质环境67

一、区域地下水位下降与上升68

二、地面沉降69

三、岩溶塌陷73

四、海水入侵77

五、土壤盐渍化80

第三节 地下水与表生生态环境84

一、研究现状86

二、关键科学问题92

第四节 特殊类型地下水93

一、地下热水93

二、矿泉水96

三、卤水资源98

第五节 中国区域水文地质101

一、青藏高原101

二、干旱内陆盆地102

三、黄土高原103

四、大型平原103

五、沿海地区104

六、岩溶地区104

七、基岩山区105

八、红层地区106

九、展望106

本章参考文献108

第三章 地下水水质安全131

第一节 地下水水质与人体健康131

一、特殊地下水的水质特征与人体健康132

二、地下水灌溉与食品安全135

三、未来的研究重点140

第二节 原生劣质地下水140

一、概述140

二、我国原生劣质水分布特征141

三、高砷地下水144

四、未来的研究趋势151

第三节 地下水污染与防控152

一、地下水污染研究现状152

二、地下水污染研究中存在的问题160

三、地下水污染研究的发展趋势165

第四节 地下水水源地保护172

一、概述172

二、地下水水源地的区域规划174

三、地下水饮用水源地保护区区划176

四、地下水饮用水源地水质安全保障180

五、地下水饮用水源地风险管理184

本章参考文献193

第四章 前沿与重大科学问题204

第一节 水循环与地下水资源形成分布规律204

一、区域水循环、多水转化、地表水-地下水相互作用204

二、补给、径流与排泄过程208

三、古水文地质与古气候记录209

四、全球变化与地下水的相互作用212

五、人类活动影响下地下水环境的演化213

第二节 复杂地下水系统中的物质与能量迁移微观机理215

一、孔隙度和渗透率的发育和演化215

二、孔隙尺度的过程及其耦合与影响224

第三节 地下水系统的地质微生物学研究236

一、研究现状236

二、科学问题与学科发展趋势247

第四节 地下水非线性系统动态耦合模拟249

一、自下而上的方法249

二、复杂系统理论及其在地下系统中的应用261

第五节 地下水与粮食、能源安全272

本章参考文献275

第五章 新技术与新方法299

第一节 地下水监测299

一、监测技术方法与设备299

二、监测网络设计305

三、监测井新技术306

第二节 水文地球物理310

一、水文地球物理方法及其观测尺度311

二、水文地球物理反演321

三、未来发展趋势325

第三节 水文地质试验327

一、井孔水文地质试验327

二、原位观测试验330

三、室内模拟试验336

第四节 水文地质遥感信息技术338

一、遥感技术在水文地质领域的应用339

二、GIS技术在水文地质领域的应用341

三、GNNS技术在水文地质领域的应用344

四、未来发展趋势345

第五节 地下水模拟346

一、概述346

二、地下水数学模拟347

三、未来发展趋势355

第六节 同位素水文地质技术357

一、同位素测试技术的快速发展357

二、地下水补给的示踪技术361

三、地下水同位素测年技术362

四、水-岩相互作用示踪的非传统同位素技术367

五、地下水污染的同位素示踪技术370

六、地下水古气候信息的提取373

七、未来发展趋势375

第七节 地下水资源评价与管理379

一、地下水资源评价379

二、地下水资源管理381

三、未来发展趋势389

本章参考文献390

第六章 学科资助战略419

第一节 发达国家地下水科学研究的资助战略419

一、国际地下水科学发展战略与研究计划419

二、国际地下水科学研究发展态势文献计量分析424

第二节 我国地下水科学研究的资助战略436

一、研究资助情况分析：布局、研究方向436

二、研究论文产出规模及其影响力445

三、研究论文反映出的主要问题与对策建议448

本章参考文献449

第七章 中国地下水科学发展的建议与措施451

第一节 加大地下水科学领域的重大项目支持451

第二节 加强科技创新平台和地下水观测网建设452

第三节 加强跨学科教育，培养地下水科学领域的拔尖创新人才454

本章参考文献457