科技导报

作者：董东林, 姚宇鹏, 张婉秋, 林刚

单位：1中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院，北京100083；2中国科学院地理科学与资源研究所，北京100101；3中国科学院大学资源与环境学院，北京101408；

关键词：水文地质学,地下水资源评价,多模态数据融合,矿区数字孪生,多过程耦合

基金：国家自然科学基金面上项目(4257012371)

水文地质学是研究地下水数量、质量时空变化规律，以及如何合理利用或防治其危害的学科[1]。近年来，水文地质学的研究方向从传统的找水勘察，扩展到了更广泛的资源与环境领域，发展趋势呈现出更注重多学科交叉（如同位素技术、数值模拟、地理信息系统应用、智能计算等）和生态环境问题（如包气带水盐运移、气候变化对地下水的影响等）。传统机理模型难以应对复杂、非线性、高不确定性问题，纯数据驱动模型则既依赖大量高质量数据，又存在明显的“黑箱”特性[2]，因此，有必要通过深度交叉融合与技术创新来保障地下水韧性，这已成为当前重要的行动方向。2025年9月，第52届国际水文地质学家协会（International Association of Hydrogeologists，IAH）大会在澳大利亚墨尔本成功召开，会议进一步明确了当前水文地质研究的聚焦方向，如气候变化下的地下水补给与水质安全、可持续管理，以及人工智能（artificial intelligence，AI）、同位素示踪等新技术应用等[3]。随后，全国水文地质学术年会在北京召开，大会以“变化环境下的水文地质学”为主题，探讨了地下水系统对极端气候和人类活动的响应机制，以及推动新技术、新方法在水文地质研究中的交叉融合。AI与智能计算成为全场瞩目的焦点。会议不仅集中研讨了机器学习、地球物理勘探与水文模型的深度结合，更是专门开设分论坛讨论了物理信息神经网络（physics-informed neural networks‌，PINN）在参数反演、地下水动态预测以及区域水资源评价中的创新应用[4]。回顾2025年，水文地质学在全球合作、学科交叉和技术创新上向前迈了一大步，精准体现了从“方法探索”到“解决实际问题”的范式转变，研究主题都紧扣“可持续管理”“气候变化”和“变化环境”等现实问题。同时，AI与智能计算已深度渗透到所有水文地质前沿主题的研讨中，中国水文地质学研究也正积极拥抱智能计算，致力于构建更精细、更智能的地质数字孪生体系，以科技创新支撑水资源的安全与可持续管理。

来源：2026年第1期

《科技导报》期刊编辑部

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