盡管19世紀已開始使用水文地質學一詞，但到20世紀初科學家Mead才給出這個術語一個廣泛的含義：水文地質學是研究地表以下水的發生與運動。20世紀50年代末期到80年代早期這將近30年的時間里，水文地質學一下子成熟了，成為地球科學羽翼豐滿的一員。1960年之前，水文地質學主要是地質學家的領域，作為一個自然科學家，對于控制地下水流動的因素和規律，毫無興趣或者知之甚少，任憑差分方程式去加以描述。另一方面，工程師在估算井的單位出水量和總出水量時，只顧得計算，處于巖層“透水”和“不透水”之間的灰域之中，無所適從。

　　久遠以前直到20世紀50年代，兩種分叉的、幾乎完全獨立的方法，各不相關地沿著平行的路徑研究著地下水；一邊被科學家好奇心所驅使；另一邊受到工程師務實精神的推動。兩個分支的演變在時間上也可以分為兩個階段：以理論與假說的定量表述，以及數學上的嚴格推導為其分界（圖1）。

　　17世紀處在“自然科學分支”的“猜想”階段，關于泉的成因以及水循環，出現了首批記錄在案的問題與解答。偉大的思想家們，從公元前8世紀的荷馬開始，包括亞里士多德、泰勒斯（Thales）、柏拉圖，甚至笛卡兒和開普勒（17世紀）都曾猜想：泉水來源于海洋中擠榨出來的水，或者是在洞穴中冷凝而成的；而雨水不足以保持河水流量。然而，在另一個陣營中，波爾洛（Marcus Vitruvius Pollo）認為，泉來源于入滲的雨水，這一看法受到文奇（Leonardo da Vinci）和帕利西（Bernard Palissy，16世紀）的支持。定量水文觀測始于17世紀，佩羅（Pierre Perrault，1608-1680）在塞納河盆地測量了3年降水量，得出降水量是河流流量的6倍。馬利奧特（Mariotte，1620-1684）驗證了佩羅的觀測結果，而哈雷（Halley，1656-1742）證明了注入地中海徑流的不足部分消耗于蒸發。梅瑟利（La Metherie，1791）開始測量巖石的滲透性，將入滲水區分為地表徑流和深部儲存，于是，水均衡的初步概念形成了。

　　20世紀50年代晚期到60年代早期，也許是由于偶然的巧合，也許是由于下意識地交流滲透，絕對隔水性的觀念受到來自兩個分支的強烈質疑——工程師們從評價含水層和井的出水量出發產生疑問，而地質學家在研究盆地地下水流動時發現了問題。雅可布、漢圖斯、諾曼（Neuman）、威瑟斯龐等，引入并發展了越流含水層的概念，并將其擴展到盆地尺度的含水層系。自然科學分支這邊，托特的均質的“統一盆地”被弗里澤和威瑟斯龐“非均質化”了，通過數值模擬，揭示了不同形態、不同規模含水巖系的基本流動型式。兩方面共同的最終結論是，巖體存在水力連續性�；�于巖體存在水力連續性的結論，很快人們就認識到，存在著時空尺度差別很大的流動系統，而每個系統具有自己的作用過程與伴隨現象。于是，統一的觀念誕生了，不斷流動著的地下水是一種地質營力。

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