這篇文章講瞭什麼:

  • 專業研究的都是什麼?
  • 為什麼需要研究這些?
  • 我們需要掌握哪些技能才能學好這個專業?
  • Tips——大局觀比細節更重要

Part1 我們在研究些什麼?

自從筆者開始活躍在知乎上後,接到很多私信,最開始的問題總是始於“這個專業到底是幹什麼的啊?”——網上對於“水文地質”或者“地下水科學與工程”專業的介紹很多,但大多冗長且對於初學入門者來說太長又太晦澀。那麼,筆者爭取用最短的篇幅,把它講的明白些,且對於有志留學的朋友,筆者加入瞭所有專業名詞的英文,希望可以讓你們對專業術語的英文能有些最開始的感性認知。

嗯,首先讓我們來看一張圖(怕是一張在之後的專業課每個老師都會給你們看的圖)

水文循環(water cycle/ hydrological cycle/hydrologic cycle)

改進自:https://www.canada.ca/en/environment-climate-change/services/water-overview/basics/hydrologic-cycle.html

簡單來說,這就是一滴水在地球上的命運,這個循環可以從任何一個環節開始然後周而復始。而對於水文地質學傢(hydrogeologist),我們的主要關註的過程就是,雨水在落地後的入滲(percolation/infiltration)以及地下水(groundwater)在含水層(aquifer)裡的形成、分佈、運動和變化。然而水文循環的任意環節,都與地下水有著千絲萬縷的緊密聯系,尤其是與地表水之間的水量,水質的交換——是一定需要被統一起來的。在國內大部分情況下,地下水與地表水之間都是被分開研究,這實際上有點蠢哦。

那麼,地下水究竟是什麼?地下難道不是石頭和土方嗎?怎麼會有水?

所以,下一個要科普的術語叫做 含水介質(aquifer media/medium)。

所謂含水介質,簡單來說就是地下水在地下賦存的空間,水在巖土間的縫隙裡繞著障礙物克服著艱險一直往前不停的流動,是不是感覺超牛X? 下圖是含水介質的一種——孔隙介質(porous media)示意圖。

引自 http://www.frackoptima.com/userguide/theory/fluidflow-porousmedium-carter.html

那麼,我們對地下水的研究,都包括什麼呢?首先要明確的一點,研究一定為瞭應用。我們不妨打開地下水科學與工程的教學大綱看看——

總的來講,本專業的應用包括但不限於地下水資源的勘查(prospecting)、評價 (assessment/evaluation)、開發 (exploitation)、管理(management),地下水環境和地質環境的調查 (investigation)、監測 (monitoring)、評價和治理 (governance).

在此筆者引用瞭筆者本科母校中國地質大學(北京)的本科培養方案內容http://www.swre.cugb.edu.cn/jx/bksjy/406702.shtml

Part 2 我們研究它幹嘛?

Part 1其實已經承上啟下的講明,研究(research)必是為瞭應用(application),而應用必是因為有需求(demand)。這種需求,有不同的層面。

首先,從基本生存需求上來講,水乃生命之源。地球有多麼缺水,我們的國傢有多麼缺水不需再贅述。供水(water production)是一個區域,國傢社會經濟發展的基本。下圖為北京市2017年的供水結構,地下水供水占到瞭總供水量的45%,而這一比例在歷史上的幹旱年所占的比例甚至高達65%。可見,地下水作為人類重要的水源,需要被得到重視,對其的研究十分必要。

引自:北京市2017年度水資源公報

其次,地下水資源作為一種戰略資源,其合理的開采利用,是對一個地區甚至國傢的發展起到決定作用的。目前地下水資源超采、污染,是在我國甚至世界范圍亟需解決的問題。我國如今更是將生態文明建設作為國傢發展的重中之重,祥參(http://paper.people.com.cn/rmrb/html/2018-05/20/nw.D110000renmrb_20180520_2-01.htm),那麼,水文地質作為一個研究地下水為主體的學科,其研究的重要性與必要性,自然不必言說也顯而易見。

再次之,對於地下水的研究,也是一些其他學科的輔助科學。如與地下水有密切聯系的地質災害、巖土工程等專業,在此先不一一贅述。但以此也可知,水文地質的觸角不僅僅紮根於地質行業,更能觸及到水利、城建、環保、交通等部門相關領域。

Part 3 我們需要有什麼樣的技能?

在這裡,筆者想對技能(skill)先做一個簡要的定義;在筆者看來,技能是承接“知識 (knowledge)”與“能力 (Capability)”的橋梁。純熟的技能,可以將獲取的知識轉化為解決問題的能力。

知識可以通過教授或者自我學習在短時間內獲得。而技能,確實需要在日久天長中慢慢培養與鍛煉。而針對於初入水文地質行業的新人們,究竟有哪些技能需要被培養呢? 筆者自知粗淺,一直對於知識與技能之間的差異感覺很難界定。在這一部分裡,歡迎大傢與我進行更多的探討,以進行添加與刪減:

  • 理科思維——對於基礎的工程科學的悟性
  • 地質人思維——對於地質現象,以及抽象的水文地質概念的想象與理解
  • 計算機操作——對於專業學科軟件的熟練使用
  • 野外能力——對於體能還有方向感這種天生無解的東西
  • 語言能力——至少,好好學學英語吧?
  • 質感——

這裡相對質感這個概念,想要做出一個解釋。筆者認為,對於任何事物的學習,都很考驗個體對於研究對象的靈性。我一直不知道質感在英文裡的準確翻譯,我暫且將其定為“sensation”。水文地質的研究,多數時候是不可見(invisible)不可觸(untouchable)的。因此,對於藏於層巒疊嶂中的這一汪水的研究,說白瞭,大部分時候靠猜想。但就像天生有人對數字敏感,而有人就是數學白癡一樣。對於事物的領悟能力,是存在個體差異的。但我不將它定義為“天賦”是因為,我認為“質感”也是可以靠後天培養的。針對此,我會在之後開一篇專欄文章展開來講。

暫且先這麼多吧,因為實際上每個所羅列的技能裡,都包含著很多東西,而作為開篇,這裡先簡明扼要的羅列一下就好啦。

Part 4 一個Tip

自認為一篇文章超過2K字就已經不會有人再讀下去瞭,那麼最後給一個tips作為我們的結語好瞭。

筆者認為,學習水文地質,是一個“一眼萬年”的事情;我們如今所看到的河流山川,驚奇地貌,是遠古至今大自然的鬼斧神工,我們的地球母親用46億年造就瞭這樣的神跡,我們卻需要用相對於46億年的須臾——幾十年的時間去認知她,何其之難卻又何其美妙。

在我們的學習過程中,一葉障目時常發生;但朋友啊,請用更廣闊的眼光,用宏觀的思維來看待它。我們不需搞懂每一次考試裡的每一個復雜的公式,但希望每學完一門課程。你閉上眼睛,所有的關鍵,所有的要點全部都在你的腦子裡能織成一張壯闊的藍圖。知識總會被忘,但是隻要藍圖在,你總能再找到他。

以上。