（一）填圖

歐盟地區地質填圖工作始于19世紀初，隨著社會經濟發展的需要，地質填圖內容不斷豐富和拓展。截至目前，歐盟已基本完成了中小比例尺（1∶100萬、1∶50萬、1∶25萬或1∶20萬）的地質填圖，英國、法國、德國等部分國家1∶10萬、1∶5萬地質填圖已基本完成[65]。在基礎地質填圖基礎上，各國開展了水文地質、工程地質、自然災害等環境地質調查與填圖工作。總體而言，歐盟各國已基本完成了1∶25萬或1∶20萬水文地質填圖工作，1∶20萬以大比例尺（1∶10萬、1∶5萬、1∶2.5萬）的水文地質填圖情況各國差異很大。

英國于20世紀70年代和80年代系統開展了含水層調查工作，編制形成了全國水文地質圖系，包含1∶62.5萬—1∶2.5萬各種比例尺圖件。基于以往水文地質調查資料和鉆孔數據，近年來開展了全國1∶5萬水文地質圖編圖工作，目前已基本完成，即將提供給授權用戶使用。瑞典除西北山區外完成了1∶25萬水文地質填圖，人口稠密區和地下水開發區完成了1∶5萬水文地質填圖，目前正在開展其他地區的1∶5萬水文地質調查。捷克2008年編制完成了1∶2.5萬水文地質圖和工程地質圖，并作為全國1∶2.5萬地質圖系的組成部分，2010年啟動了地下水資源重新評價計劃，采用建立的模型對全國的地下水資源進行評價。丹麥于1999年啟動了為期10年的全國地下水填圖計劃，調查覆蓋全國所有地下水含水層，占全國國土面積的37%，比例尺根據土地利用規劃等要求確定，通過大比例尺調查，摸清各含水層結構、脆弱性和地下水質，建立地質和水文地質模型，劃分地下水保護區[66]。波蘭1995年之前完成了1∶20萬水文地質填圖，1996～2004年完成了1∶5萬水文地質填圖，編制完成了包含有1069張圖件的水文地質圖系，主要反映了水文地質單元含水性能、地下水質、地下水動力學特征、鉆孔和相關的災害等內容。奧地利2003年完成了1∶50萬水文地質圖編制，2007年完成了1∶20萬水文地質圖編制；阿爾巴尼亞1974年編制完成了1∶20萬水文地質圖，1983年完成了第二版1∶20萬水文地質圖；匈牙利1971年開始1∶1萬工程地質調查和填圖工作；克羅地亞正在開展1∶10萬水文地質填圖和工程地質填圖工作。

在歐盟層面，在德國政府與聯合國教科文組織的共同資助下，由德國聯邦地球科學與自然資源研究所牽頭，自1960年開始經過50余年的努力，編制完成了1∶150萬歐洲水文地質圖系，圖系由25幅圖及說明書組成，覆蓋整個歐洲大陸和部分近東地區（圖2–8）。1982年，歐共體環境總司組織編制了1∶50萬歐洲地下水資源圖系，由38幅、148張圖件組成，覆蓋了比利時、德國、丹麥、法國、愛爾蘭、意大利、盧森堡、荷蘭和英國等9個國家，包括含水層分布、含水層水文地質、地下水開采、地下水資源潛力等4個主題[67]。2013年，在對1∶150萬歐洲水文地質圖進行矢量化的基礎上，Cornu等人編制了歐洲地下水生境分布圖，反映與生物相關的地下水流、含水層孔隙大小和滲透性的空間變化[68]。

圖2-8 1∶150萬歐洲水文地質圖（柏林幅）

（二）監測

2000年以前，各成員國根據各自需要建設環境監測站網，相互之間監測標準不一、內容不一、頻率不一、數據格式不一，難以滿足歐盟環境政策實施的需要。2000年以來，歐盟致力于一體化環境監測站網建設，統籌部署監測資源，統一監測技術標準，統一為歐盟、各成員國、科學研究和公眾提供環境監測信息。經過十多年的努力，目前歐盟形成了由全球環境與安全監測系統、水環境、自然災害、海洋環境、土壤等監測站點組成的環境監測體系。

全球環境與安全監測系統（GMES）是由歐盟與歐洲航天局共同資助開展的地球觀測計劃，于2005年正式啟動建設，目的是向政府部門、科研機構、企業提供環境污染、水災、地質災害、地震等可靠的、獨立的環境與安全信息服務。監測系統由遙感衛星與陸地、海洋、大氣等監測傳感器組成，包括6個主要模塊：大氣監測、海洋環境監測、土地監測、氣候變化監測、應急管理和安全管理。目前，土地監測、應急管理模塊已經投入運行；大氣監測、海洋環境監測模塊進入預運行階段。2013年，該項目更名為“哥白尼計劃”，以擴大地球觀測計劃在公眾中的影響力[69]。

2000年，歐盟發布了《水框架指令》，要求各成員國建設水環境監測站網，按照統一的標準化方法對地表水和地下水進行監測[70]。目前，歐盟共建成57300個地表水監測站和51400個地下水監測站，其中地下水水量（以地下水位為主）監測站28970個、地下水水質監測站34970個，有部分監測站既監測水量，又監測水質。28個成員國中，英國水環境監測站數量最多（12807個），其次是意大利（8311個）、德國（6688個）、丹麥（6085個）。地下水監測站主要分布在中歐地區，而北歐地區分布較少。從單位面積地下水監測站數量來看，最高的是馬耳他，每1000km2分布120個地下水量監測站；其次是奧地利（40個）、斯洛伐克（31個）、德國（25個）（圖2–9）。

圖2-9 歐盟各成員國單位面積地下水監測站數量

在GMES支持下，歐盟于1999年啟動了歐洲地形變災害監測計劃。該計劃利用永久散射體雷達干涉（PSI）遙感技術，通過距離地球800km處的歐洲航天局人造衛星精確地探測細微的地面運動。基于地面運動監測數據，獲得火山、地震、地面沉降、滑坡、采礦塌陷等變化信息，為地質災害防災減災提供準確的數據支持。通過三個階段計劃的實施，目前已查明了歐洲構造運動、沿海低地沉降、滑坡、地下水開采引發的地面沉降、廢棄礦山地面塌陷等地質災害。

根據“土壤保護主題戰略”，歐盟委員會于2009年啟動了“歐洲流域土壤變化”項目，對以土壤為核心的地球關鍵帶進行長期觀測，監測內容主要包括陸地-大氣水碳轉化、土壤含水量變化、孔隙水化學、地表水—土壤水—地下水轉化、土壤長期演化等。

（三）機理研究

基于自然資本的理念，歐盟認為地下水不僅為經濟發展提供了所需的水資源，而且作為生態系統的重要組成為經濟社會提供了所必需的生態服務：維持地下水位，防止地面沉降；補給地表水；污染物凈化與過濾；熱能儲存介質等[71]。近年來，歐盟地下水科學研究重點包括地下水環境作用、地下水生態系統和污染物污染機理研究等方面。Wendland等基于含水層巖相、水文條件、水動力條件研究提出了歐洲含水層生境分類[72]；Hahn等研究提出了地下水生境分類的層次模型：宏觀尺度，群落受生物地理特征影響，中觀尺度，受含水層的水文地質條件控制；局域尺度下，群落取決于與地表水的水文交換以及相應的來氧氣和營養物的補給[73]；Griebler等針對地下水生態系統狀態評估、自然背景值、生物指標進行了研究，提出了地下水生態系統生態評估概念框架[74]。地下水污染方面，重點開展了氮、磷等有機污染研究。Folkard等對英國境內209個供水井中的揮發性有機污染物進行了調查，發現TCE和PCE是最主要的有機污染物；Cavallero等研究發現工業原料和廢棄物是造成意大利米蘭地區地下含水層嚴重有機污染的主要原因；Keuskamp等研究提出了歐盟尺度地下水氮遷移轉化模型[75]。

歐盟土壤保護專題戰略將地質災害列為危害土壤的8種威脅之一，加強了滑坡等地質災害機理研究，重點包括滑坡誘發機制與滑動過程研究，不同規模、強度、發生機制的滑坡風險定量評估方法研究，氣候變化、人類活動和政策變化對滑坡風險模式的研究，滑坡風險管理策略（包括風險降低措施和預防措施）研究，早期預警系統和遙感監測技術研發等[8]。為了推進不同空間尺度的地質災害風險評估與區劃研究，歐盟實施了安全國土計劃，以提高各成員國地質災害評價與風險評估能力。歐盟委員會聯合研究中心對各成員國地質災害數據庫建設情況進行了梳理，認為有6個國家地質災害數據庫可以支持風險分析，有14個國家地質災害只能支持易損性分析，需要補充大量信息才能開展歐盟層面的地質災害風險區劃[76]。歐盟還提出了綜合性地質災害控制與管理的概念，通過建立綜合性地質災害（地面塌陷、滑坡、泥石流、火山、地震等）預警系統，提升地質災害應對水平和能力。

2002年歐盟環境行動計劃確立了應對氣候變化為未來優先發展的目標，并于2009年頒布CO2地質儲存指令，有力地推進了CO2地質儲存機理與技術研究。近年來，開展了歐洲CO2點源、基礎設施以及地質儲存的GIS編圖，評價了歐洲深部咸水含水層、油氣構造與煤層中CO2的地質儲存能力。在此基礎上，研發了各種CO2的捕獲與儲存技術，包括從工業能源消耗中分離CO2技術、CO2運輸技術、石油天然氣田或咸水含水層儲存技術。2009年，世界首座燃煤氧燃燒捕獲CO2地質儲存發電廠示范項目在德國的Spremdurg建成運營，所捕獲的CO2通過公路氣罐車運往Ketzin的研究試驗基地，注入地下咸水含水層[77]。