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