摘要： 本专辑是由中国地质大学（北京）水资源与环境学院和中国地质大学（武汉）环境学院共同组织为纪念王大纯先生110周年诞辰而发起出版的。
王大纯先生是我国水文地质学科的开拓者和奠基人之一，他是中国首位水文地质学教授、首批博士生导师，曾担任北京地质学院和武汉地质学院水文地质工程地质系主任、中国地质科学院水文地质环境地质研究所副所长，兼任中国地质学会理事、中国地质学会水文地质专业委员会副主任、国际水文地质学家协会（IAH）中国国家委员会委员等重要职务。他将毕生精力奉献于祖国水文地质事业，在水文地质理论与实践方面均作出卓越贡献。1960年他主编了我国第一部水文地质教科书《普通水文地质学》，结束了我国高等学校水文地质专业完全使用苏联教材和观点的历史，是中国水文地质学科走自主发展之路的开端；1980年，以全新的思路为指导，以多年研究得出的系统理论为纲，编写了《水文地质学基础》一书。该书是我国水文地质学科的经典教科书，于1988年荣获全国高等学校优秀教材奖。
王大纯教授在地下水资源评价、地下水分类、地面沉降等领域提出了众多创新性的理论和观点，也为青藏高原矿产资源普查勘探、干旱地区地下水勘查开发等作出了卓越贡献。在20世纪60年代，他先后提出了中国地下水分类、中国潜水分带规律及裂隙水的分类。在水资源概念问题上，他提出地下水补给资源与储存资源二者的差异与功能，从理论上澄清了地下水资源的概念，是中国国内最早将地下水作为重要资源问题对待并加以研究的专家。他不仅注重学术创新与发展，更关注水文地质学的实际应用。20世纪60年代初，为解决山西晋南地区农田供水与盐碱地改良问题，王大纯先生在晋南开展了3年野外工作，总结归纳了该地区第四系发育史、地下水分布与形成规律。20世纪70年代，王大纯先生经过深入调查和研究，结合地质结构和补给条件分析后，得出河北平原深层地下水资源比较贫乏的结论，这一结论已被后续的实践所证实，也对当前华北平原地下水超采治理问题提供了有用的指导。
为弘扬王大纯先生“急国家之所需”的担当精神和育人不倦的师者风范，传承并发展其在水文地质学领域的学术思想，进一步推动我国水文地质学科建设与人才培养，《地学前缘》特设以“变化环境下现代水文地质学进展”为主题的专刊，向国内从事水文地质学研究的知名专家学者征集了38篇论文。
本专辑共分为六个专栏，包括：（1）地下水关键带相互作用与修复；（2）水岩相互作用及效应；（3）污染水文地质；（4）深部水文地质；（5）特殊地貌地下水；（6）水文地质新技术新方法。
“地下水关键带相互作用与修复”栏目共有5篇文章，该栏目聚焦地下水与地表水、土壤等相互作用，围绕水文与生态过程，开展了变化环境下地下水与地球关键带的相互作用过程中物质能量交换及其生态效应的定量研究。在葛洲坝库区，通过构建三维裂隙耦合模型，定量揭示了基岩河岸带地表水与地下水的交换机制；针对水库消落带，研究揭示了水位变动通过改变氧化还原环境驱动氮磷释放并影响水质的规律；在垂向潜流带，研究阐明了河流温度与溶解氧波动对CO2产生速率的关键调控作用；对毛乌素沙地的研究则揭示了地下水动态如何影响旱柳的根系吸水策略，并提出了应对干旱的优化模式。此外，子牙河流域的研究定量解析了气候、土壤及人类活动等多因子对植被生产力的交互影响。这些研究为水资源管理、生态环境保护及应对气候变化提供了重要的科学依据。
“水岩相互作用及效应”栏目共有文章7篇，该栏目聚焦水文地质研究中最重要的作用之一水岩作用展开，进行了水环境与水文地质过程的多维度解析。云冈石窟研究揭示了黄土覆盖层对水盐运移的阻滞作用，为石窟保护提供了依据；鲁北平原研究从区域尺度阐明了浅层地下水锰的空间演化及成因机制；河南省平原区研究利用机器学习方法，实现了对原生劣质地下水分布预测与健康风险区划定；黄河三角洲研究解析了高盐地下水微生物结构及其环境驱动机制；江西稀土矿区研究明确了硝酸盐污染与采矿活动的关联及其转化过程。此外，镁同位素研究系统综述了其在示踪水岩作用中的应用；地震水文地质学研究则综合论述了地壳变形与地下水系统的相互作用机制。这些研究深化了对地下水循环过程中物质运移、生态效应及灾害响应的科学认知。
“污染水文地质”栏目共有8篇文章，主要聚焦于地下水污染物的特征识别、迁移模拟及修复治理，形成了从理论方法到技术应用的全链条研究体系。在污染评估与预警方面，研究构建了地下水污染羽演变的“扩展稳定衰退”多维度评判指标体系，并建立了融合脆弱性、污染荷载与功能价值的风险综合评价体系以划分预警等级。在污染物迁移模拟方面，提出了针对裂隙介质中挥发性有机物（VOCs）传输扩散的高效预测建模框架。在修复技术层面，系统评述了硫自养反硝化技术的工程应用与效益；研发了针对硫酸盐污染的铁碳微电解耦合固定化闭环处理新方法；探究了含硅水铁矿对铬（Cr(VI)）还原过程的调控机制；解析了酸性铀污染原位生物修复的技术挑战与固铀机制。此外，基础研究还揭示了多相流条件下微纳颗粒在孔隙中的迁移与滞留机理。这些研究为地下水污染的精准模拟、风险管控和高效修复提供了系统的科学依据和技术支撑。
“深部水文地质”栏目包含4篇文章，主要围绕深部地热系统与水文地质过程展开。针对新疆地热资源，科考发现其分布具有鲜明地域特征：北疆主要依赖断裂深循环形成的中低温地热资源，而南疆因受印度欧亚板块碰撞影响，具备形成高温地热资源的潜力。在深部水文地质学研究方面，系统综述了深部裂隙渗流面临的科学挑战与发展前景，并发展了融合微地震与水文数据的深部地热储层裂隙结构表征技术。此外，还深入探讨了高地应力与高温环境下裂隙介质中地下水的非线性渗流规律，系统分析了传统立方定律的局限性，介绍了非达西流理论拓展，并评估了热水力耦合模型及数据驱动方法的预测潜力。这些成果为深部地热资源的勘探与开发提供了重要的理论依据和技术支撑。
“特殊地貌地下水”一栏共收集了7篇文章，聚焦于不同区域与系统的水文地质过程研究。在岩溶水文学领域，系统阐述了岩溶水与石漠化治理、生态系统调蓄能力及关键带模型的研究进展，总结了岩溶地下水系统的碳循环过程与固碳机制，并应用机器学习方法实现了对岩溶裂隙空间分布的预测和岩溶大泉水位的精准预报。在海岸带水文地质方面，综述了滨海地下水循环及其环境效应的研究进展。针对青藏高原，研究则总结了该区域地下水类型与资源现状，揭示了在冰川冻土作用下的水循环规律。这些研究深化了对特殊地质与地理环境下水循环机理的科学认知，为水资源管理与环境保护提供了重要依据。
“水文地质新技术新方法”一栏共收集7篇文章，系统展示了现代技术方法在地下水科学中的前沿应用与创新,综述研究总结了地球物理方法在污染探测中的进展，以及机器学习在水文要素刻画、过程模拟与管理优化中的广泛应用。在技术创新层面，研究引入了硬约束物理信息神经网络，显著提高了含水层参数反演的精度；融合数值模拟与机器学习，实现了对干旱区地下水潜力的精准评价，并提出了考虑参数不确定性的模型误差补偿方法，以提升模拟可靠性。在监测与评估实践中，联合重力卫星与基流分割技术，有效分析了青藏高原的地下水储量变化，同时，探索了电阻率法在低渗透介质热传导过程动态监测中的应用，建立了电阻率与温度的定量反演关系。这些研究共同推动了地下水科学研究向多技术融合、高精度化和智能化方向的发展。
上述论文均是水文地质领域的最新成果，既反映了地下水科学与工程领域的研究进展和前沿方向，也体现了水文地质研究与水资源、水环境、水生态等方向的交叉融合，是王大纯先生学术思想的继承和发展。