水文地质学-教学大纲

1《水文地质学》课程教学大纲【英文译名】：Hydrogeology【适用专业】：地质工程【学分数】：2【总学时数】：32【实践学数】：0一、本课程教学目的和课程性质《水文地质学》是地质工程专业的一门专业基础必修课。本课程重点讲授有关的基本概念、地下水赋存、地下水运动的规律、地下水的补给与排泄、地下水的物化性质、地下水资源、地下水的生态环境特性。介绍了地球上水的循环、包气带水的运动、化学成分成因类型、地下水的动态与均衡等。本课程的目的是通过本课程的教学使学生系统掌握水文地质的基本知识，学会分析区域水文地质条件的问题的基本方法，能阅读和分析常用的水文地质图件和资料，为学生从事该方面的工作打下基础。二、本课程的基本要求通过本课程所有教学环节，要求学生掌握水文地质的基本知识，熟悉水文地质工作的技术和方法，能阅读和分析常用的水文地质图件和资料。通过以上学习，学生应具有分析、研究、解决水文地质实际问题的基本能力。三、本课程与其他课程的关系本课程学习前必须学习《普通地质学》、《矿物学》、《岩石学》、《构造地质学》等课程。后继课程有《土力学与基础工程》等课程。四、课程内容注：“*”为重点部分；“＃”为难点部分。绪论水文地质学概念；研究内容；地下水在国民经济中的作用；水文地质学的分支；水文地质学的发展简史及发展趋势。第1章地下水概论1.1地球上的水及其循环地球上水的分布；2*水循环的概念、水文循环、地质循环；*影响水循环的因素；我国水文循环概况。*1.2地下水的赋存岩石的空隙性：孔隙、裂隙、溶穴的概念、表征和特征；岩石中水的存在形式：岩石骨架中的水、岩石孔隙中的水(重力水*、毛细水*)。岩石的水理性质：容水性、持水性、给水性和透水性的概念、表征及相互间的关系；有效应力原理与岩土压密：有效应力原理*、地下水位变动引起的岩土压密；包气带与饱水带：概念；含水层、隔水层与弱透水层：理解掌握概念；地下水的分类：按埋藏条件分为：上层滞水、潜水、承压水；按介质条件分为：孔隙水、裂隙水、岩溶水。*1.3地下水的物理性质和化学成分*地下水的物理性质：色、嗅、味、比重、透明度、温度等；*地下水的化学性质：PH值、硬度、矿化度、侵蚀性。*地下水化学成份的形成作用：溶滤作用、浓缩作用、脱碳酸作用、脱硫酸作用、阳离子交换吸附作用、混合作用及人为作用。地下水化学成分的基本类型：溶滤水、沉积水和内和生水。*地下水化学成分的分析与资料整理：简分析、全分析和专门分析；库尔洛夫式、舒卡列夫分类表。*1.4不同埋藏条件下的地下水上层滞水：概念及特征；*潜水：相关概念、特征(分布特征、补给与排泄特征、动态特征及水化学特征等)、等水位线图及其应用；*承压水：相关概念、特征(分布特征、补给与排泄特征、动态特征及水化学特征等)、等水压线图及其应用；潜水与承压水的转化。第2章地下水的运动和动态*＃2.1重力水的运动3基本概念：渗透、渗透流速、实际流速、水头、水力坡度、迹线、流线、流网、等水头线、潜水等水位线、承压水等水压线、有压流、无压流、稳定流、非稳定流、层流、紊流等；达西定律及其适用范围、渗透系数；地下水流速、流向的测定；地下水向完整井的稳定运动：完整井、非完整井的概念；裘布依公式；饱水粘性土中水的运动规律。2.2毛细现象与包气带水的运动毛细现象的实质；毛细负压；毛细上升高度；包气带水的分布及运动；2.3地下水的动态与均衡地下水动态与地下水均衡的概念；地下水动态的类型；影响地下水动态的因素。第3章不同含水介质中的地下水*3.1孔隙水洪积物中的地下水及其特征；冲积平原中的地下水；黄土高原中的地下水；湖积物中的地下水；实例分析。*3.2裂隙水裂隙水的类型：风化裂隙水、成岩裂隙水、构造裂隙水；裂隙介质的特征，与裂隙的成因有关；裂隙介质的研究方法；断裂带的水文地质意义。*3.3岩溶水岩溶发育的基本条件：岩石可溶、透水、地下水流动且具有侵蚀性；4影响岩溶发育的主要因素：地质构造、可溶岩的成份与结构、气候、径流条件；岩溶水系统的演变：起动阶段、快速发展阶段、停滞衰亡阶段；岩溶水的特征：介质特征、富水特征、运动特征、动态特征；岩溶水的富水规律。3.4泉泉的概念；泉的分类；研究泉的实际意义。第4章地下水资源评价*4.1地下水资源地下水与地表水的比较：空间分布、时间调节性、水质、可利用性；地下水资源概念的演变；地下水资源的特征：系统性、可恢复性、调节性。4.2地下水资源量的组成*相关概念；补给量及其计算；消耗量及其计算；贮存量及其计算。*4.3地下水水质评价饮用水水质评价；灌溉水水质评价：一般评价、定量评价；地下水对混凝土侵蚀性的评价：结晶性侵蚀、分解性侵蚀、结晶分解复合性。*第5章地下水与环境5.1过量开发和排除地下水引起的环境退化；5.2过量补充地下水引起的环境退化；5.3过度开发水资源引起环境退化的实例；5.4地下水污染。本章内容鼓励学生查相关资料，结合实例自己讲。第6章矿床水文地质6.1矿坑充水条件：充水水源、充水途径；56.2矿坑涌水量预测：水文地质比拟法、回归分析法、解析法、水均衡法、模拟法；6.3矿坑水的防治：防水措施、地表水治理、地下水治理。本章内容只简单的涉及。五、教学方法建议本课程采用多媒体，教学效果不错。同时注意调动学生学习兴趣，部分章节(如第5章)适于将教师讲授与学生自己讲解相结合，使学生对地下水与环境的关系有更深刻的理解，能在日常生活及将来工作中更好地保护地下水资源、保护环境。六、考核方式本课程为考查课，采用结构评分制，将平时表现、课后作业、期末闭卷考试相结合，来公平公正地进行考核。平时表现占10%、课后作业上30%、期末闭卷考试占60%。七、其它作业：第1章：1、什么是岩石的孔隙性，自然界岩土的空隙有哪些种类？各有何特点，衡量指标是什么？2、岩石中存在哪些形式的水？各有何特点？它们在地下是如何分布的？3、何谓岩石的水理性质，包括哪些内容，各用什么衡量指标，它们之间有何关系？4、地下水的物化性质有哪些？5、简述潜水及其特征？潜水等水位线图能解决哪些实际问题？如何解决？6、何谓承压水；它与潜水有何区别？承压水等水压线图能解决哪些实际问题？如何解决？第2章：1、达西定律的原理、表达式及适用条件？2、地下水渗透流速与实际流速有何区别？3、简述地下水动态及其类型？4、水文地质(潜水方面)资料整理与分析。(大作业)要求：绘出ABCDEF区内的等水位线；绘出EF剖面柱状图；计算含水层的渗透系数K；计算含水层厚度H；用三点法计算水力坡度I；计算EF断面的水流量Q。第3章：1、洪积扇中地下水的分布规律。简述其纵剖面特征？62、断裂构造如何制约地下水的富集？3、喀斯特水的特征表现在哪些方面？第4章：1、地下水资源评价主要解决哪些问题？2、地下水资源的组成及其之间的关系？3、地下水水质资料整理与分析及水质评价。(大作业)要求：计算各阴、阳离子的浓度；写出库尔洛夫式；对地下水进行命名；分别对水样1、水样2做出饮用水、灌溉用水的综合评价。第5章：1、过度开采地下水对环境有何影响？2、过度补充地下水对环境有何影响？3、如何防治地下水污染？八、选用教材及主要参考书1、教材《水文地质学基础》，王大纯等主编，地质出版社，1995年版。2、参考书1)、戚筱俊编《工程地质及水文地质》中国水利水电出版社1997年5月2)、房佩贤等编《专门水文地质学》地质出版社1996年11月3)、李正根编《水文地质学》地质出版社1980年7月九、学时分配课程内容讲课实验大作业时间小计绪论2第一章地下水概论662小时第二章地下水的运动和动态645小时第三章不同介质中的地下水731小时第四章地下水资源评价533小时第五章地下水与环境431小时第六章矿床水文地质2合计3219注：作业时间学生自己安排，如有问题指定时间和地点集中解决。