水文地质学篇1

1.1溶解作用在长时间的地下水和岩石的接触过程中，在岩石中存在的一些钠、钾等离子以及一些含酸的盐类可以直接溶于地下水，随着时间的积累，这些含有了腐蚀性物质的水会对岩石的结构造成不利的影响。而且，由于在岩石内部，尤其是那些颗粒之间都不可避免的存在大量的裂纹，然而存在于岩石空隙中的不同溶液可以逐渐渗透到岩石的颗粒中，并发生不同的化学反应。除此之外，在水溶液中含有的二氧化碳等气体也会对岩石的溶解产生不利的影响。同时，岩石的组成成分以及岩石所处的温度和湿度条件的变化都会对岩石的溶解造成不同程度的影响。

1.2水解作用由于在地下水中存在有大量的氢离子和氢氧根离子，因此使地下水成为了具有极强腐蚀性的溶液，正是由于这两种离子的存在，很容易使弱酸或是弱碱的盐类矿物质发生解离，解离物可以和水中的这两种离子结合生成新的物质，使岩石原有的结构和成分发生变化。岩石的水解作用是普遍存在的一种水岩化学作用。而且，随着水解过程的不断进行，会产生大量的粘土物质，进而对斜坡的稳定性造成不利影响。

1.3氧化还原作用由于地下水也存在一定的流动性，使得地下水中含有一定量的游离氧。而氧化作用发生的先决条件就是存在有游离的氧离子。因此，水岩作用过程通常发生在地下水面以上的地表岩层，而在游离氧较少的地区，主要发生还原反应。

1.4离子交换作用由于在地下水溶液中存在有多种的阴离子和阳离子，在这些离子中那些结合能力强的离子可以将岩石中含有的一些离子置换出来，进而产生新的物质。最为常见的是，水中含有的氢离子可以将岩石中含有的钾离子和钠离子置换出来，进而导致岩石的溶解。地下水和岩石之间的水化作用严重破坏了岩石的结构，并降低了岩石的强度。1.5其他因素这些因素主要包括酸性腐蚀和化学沉淀等。所谓酸性腐蚀就是在水中含有的酸性物质对岩石的腐蚀作用，其主要是含有的弱酸性盐类物质导致的岩石的溶解。而所谓的化学沉淀则是指因为水分的蒸发和伴随着温度的变化，使某些物质从岩石中脱落，破坏岩石结构的稳定性。除此之外，化学沉淀也是导致矿床形成的一个关键性因素。

2水岩化学作用与斜坡水文地质之间的联系

2.1水岩化学作用和斜坡风化分带之间的关系在气候湿热等地区，水岩化学作用会严重影响斜坡的演化过程。我们知道土壤层和落叶层是组成土层的两个重要部分，但是在实际条件下，在土壤层的下层还有一层由氧化物质和粘土物质等成分组成的残坡积层。而水岩化学作用是土层形成的关键。经过漫长时间的转化，腐岩带可以形成土层，而腐岩带则是由风化岩带逐渐形成的，风化岩带的主要特征是含有众多的核心石。风化岩带出现的高度非均匀质的特性，使得岩石的结构变得不稳定，而导致这一现象出现的重要因素就是水岩化学作用。

2.2地下水的含量与分布与斜坡水文地质之间的关系地下水在诱发斜坡岩体演化过程的同时，也会影响地下水本身的含量和分布发生相应的变化。例如，在温湿气候的区域，斜坡演化过程更容易受到地下水分布和含量变化的影响，尤其是在含有丰富土层粘土矿物的地区，由于地下水位的升高，会导致粘土物质向下的迁移。同时，当地下水中含有丰富的有机质时，粘土物质可以扩散到水中并随着水流发生相应的移动。这些看似细微的变化，随着时间会逐渐的积累，最终严重影响到斜坡水文地质结构的稳定性。

3水岩化学作用对斜坡失稳的控制

水文地质学篇2

【基金项目】贵州省科技厅联合基金（黔科合LH字[2014]7617）;贵州大学引进人才科研基金项目（2014-61）。

【中图分类号】P64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）11-0215-02

0 引言

高校专业课的教学过程中，要结合课程特色及学校的实际情况采取适宜的教学模式（赵建军，2010;高文，1998）。“专门水文地质学”作为水文水资源专业的应用型专业核心课程，是研究地下水勘查及其应用的技术理论和方法的课程，具有很强的综合性和应用性。教学的目的是培养学生运用所学的水文地质学理论与技术开展地下水科学研究及分析解决与地下水有关的资源、环境、地下水危害等实际问题的能力，从而为以后从事专业技术工作打下基础。鉴于该课程理论教学部分较为枯燥，在学习中，如何带动学生在学习中的积极性，使学生在轻松的环境中掌握该课程的主要内容，是该课程教学中的难点（张发明，2006;毕孔彰，2004）。笔者结合在实际教学中发现的主要问题，结合教学经验，探索该课程的教学模式。

1.课程教授过程中出现的主要问题

在课程学习后的课程设计是对 “专门水文地质学”课程知识的具体运用。根据以往实习反馈的信息发现学生在实习过程中往往不知如何开展水文地质调查工作，现象产生的原因主要有3 个方面：（1）对课程的基础概念、基本技术方法和课程的基本结构体系没有掌握;（2）无法将学习到的知识在具体的水文地质工程中进行应用，课程的教学过程中，工程实例的讲解不足;（3）对水文地质问题认识不够全面和深入，致使方案设计难以满足要求。主要原因是对水文地质调查方法的适用性没有掌握。

要解决以上问题，可以依靠优化“专门水文地质学”课程设置及探讨新的教学模式来解决。

2.“专门水文地质学”教学课程设置

“专门水文地质学”课程总体上可以分为3 个部分（曹剑峰，2014）：第一部分为水文地质调查方法，是从事水文地质工作的基础和基本技术，该篇主要介绍了水文地质勘查方法种类、手段、工作阶段和工作程序，水文地质测绘，水文地质钻探，水文地质物探水文地质试验，地下水动态与均衡，水文地质调查成果等;第二部分为供水水文地质，是该书的核心和重点内容，主要内容为供水水文地质概论，供水水质评价，地下水水量计算与评价，地下水资源的合理开发利用、保护与管理等;第三部分为矿床水文地质，是应用性和针对性很强的内容，主要介绍了矿床水文地质基础知识（矿床及矿床开采的某些基本知识，矿床充水条件，矿床水文地质类型等）矿坑涌水量预测，矿床水文地质调查及矿坑水防治方法等。

根据大纲安排，教学课时为48 学时。如何在有限的时间内，使学生掌握本门课程的重点内容，成为教学内容安排的难点。笔者依据学生在实习中表现出的种种问题，在“专门水文地质学”课程设置上，考虑以下3个原则：（1）详细讲解水文地质调查方法及其适用性;（2）突出讲解供水水源、勘查阶段和使用的各种勘查方法的特点和要求;（3）适当压缩矿山水文地质勘查内容;（4）根据各行业最新工程地质勘察规范更新教学内容。根据上述原则，第一部分安排16个学时，占总学时数的33%，第二部分安排20学时，占总学时数的41%，第三部分安排12学时，占总课时的25%。

3.课程教学模式探讨

对于“专门水文地质学”这种应用型课程，使学生能够在生产实践中将学习到的知识进行应用是学习的最终目标。根据该课程特点，笔者制订了“以工程案例引导讲授课程基本理论和方法”的教学模式（图1）

图1.专门水文地质教学模式图

在教学结构模式的指导下，根据课程教学内容的特点和学生实践中所表现出来的问题，将“专门水文地质学”课程内容分为专门水文地质学理论和工程应用两个部分，两部分采用不同的教学方式。

（1）理论和方法部分突出强调各种水文地质调查方法的适用范围;供水水文地质的基本概念及计算评价方法;矿山水文地质的基本概念和技术方法。让学生认识到各种方法之间不是独立的，是相辅相成，互为补充的一项系统工程。

（2）工程应用方法的授课目的是使学生在掌握水文地质调查、评价和计算的基础上，对各种方法进行综合应用，针对不同的水文地质问题，选用合适的工程案例，首先提出问题，让学生回答这些问题应该应用何种方法和理论进行解决，然后教师依据学生回答情况，分析讲解解决问题的方法及过程中注意的问题。

4.课程教学过程

为了让学生在问题导向下掌握课程的关键内容，课程教学过程中应坚持以下内容：

（1）以不同类型的水文地质工程实例为主线，串联每堂课的关键知识点，建立知识结构体系。应以多媒体列举工程实例，提出问题，调动学生参与课题讨论的积极性，在讨论中掌握知识点，如水文地质调查中，可以结合贵州某地区水文地质调查中需要调查的项目，分析调查这些项目所需要的手段，再紧密围绕这些手段提出具体的调查方案，最后对水文地质调查的方法和要点进行总结。

（2）在“专门水文地质学”的教学中，仔细备课，认真准备工程案例，利用多媒体软件展示工程现场的细节，让学生有身临其境的感觉。同时利用启发式教学，让学生回答问题，自己主动的去寻找答案，活跃课堂氛围，使课堂教学不乏味，形成针对课程本身的良性互动。

5.结束语

（1）“专门水文地质学”是一门应用型地质课程，该课程的内容繁杂，在有限的时间内让学生们掌握该课程的重点内容就需要对课程内容进行合理设置，教学过程中突出重点内容。 （2）“专门水文地质学”的教授过程中，易结合具体工程实例，采用问题引导式教学，带动学生参与课程的积极性，同时在解答问题的过程中让学生掌握该课程的知识点。

（3）做好试卷分析，对学生没有掌握的内容对学生进行再次讲解，同时也可为未来的教学过程提供借鉴和参考。

参考文献：

[1]赵建军，王运生，巨能攀. “工程地质勘察”课程教学模式探讨[J].中国地质教育， 2010，（4）：35-38.

[2]高文.现代教学的模式化研究[M]. 济南：山东教育出版社，1998.

[3]张发明， 高正夏， 袁宝远，等. 地质工程专业创新型人才培养的实践[J]. 中国地质教育，2006，（3）：60-65.

[4]毕孔彰， 胡轩魁. 中国含地质类专业高等院校（系）简介[M].北京： 地质出版社， 2004.

水文地质学篇3

2002年地调项目取得的主要成果简介如下：

一、全国地下水资源及其环境评价

“全国地下水资源及其环境评价”项目，在部环境司的领导和监测院、地科院的协调组织下，通过全国32个省（市、区）水文地质环境地质工作者的大力配合和努力，经过2年多的艰苦工作，取得了如下重大进展：

1．本次全国地下水天然补给资源评价面积为914.97万km2，地下水天然补给资源总量为9234.72亿m3/年，其中淡水资源8836.5亿m3/年。全国地下淡水可开采资源量评价面积为619.34万km2，地下淡水可开采资源总量3527.78亿m3/年。

2．与第一轮（1984年）全国地下水资源评价成果相比较，地下水资源量变化有如下特征：

（1）全国地下水资源总量较1984年略有增加；

（2）北方地下水资源量减少，南方地下水资源量增加；

（3）平原区地下水资源量减少，山区地下水资源量增加；

（4）新增加评价了深层承压水和微咸水、半咸水资源。

3．资源量发生变化的原因主要是：

（1）评价精度明显提高；

（2）评价面积有所增加，特别是可开采资源评价面积明显增大；

（3）区域降水量发生变化；

（4）人类工程活动使地下水补给量减少，尤其是北方平原区；

（5）对水文地质参数进行了必要修正；

（6）评价方法有所改进；

（7）可开采资源量评价充分考虑了维护生态环境的需要。

4．1999年全国地下水开采量达到1116×108m3/a，全国平均开采程度为29.9%，其中河北省、天津市、北京市全境超采。近20年来，地下水占总供水量的比例一直呈增加趋势，已从1980年的14%增长到1999年的18.7%。农业用水量呈递减趋势，从80年代的88%，逐渐下降到1999年的61.6%，而工业用水量和生活用水量的比例却明显上升，80年代工业和生活用水量的比例为12%，1999年工业用水量比例上升到18.6%，生活用水量比例上升到19.8%。

5．根据国家地下水质量标准GB/T14848-93，在全国地下水资源中，95%的地下水质量可用作生活饮用水水源及工农业供水。其中80%的地下水可供直接饮用，大于10%的量为适当处理后可供饮用，5％为不宜饮用但可直接为农业和部分工业利用，另有不足5％的地下水资源因遭受污染等的影响，需经处理才可利用。南方地区地下水质量优良，大多地下水可供直接饮用，其中江西、福建、广西、广东、海南、贵州、重庆等省区市，优质地下水分布面积占全省面积90%以上。北方山区及山前平原地区水质较好，中部平原区较差，滨海地区水质最差。全国31个省（区、市）不同程度地存在着与饮用水水质有关的地方病区。尤其在我国北方丘陵山区较普遍地分布着与克山病、大骨节病、氟中毒、甲状腺肿等地方病有关的高氟水、高砷水、低碘水和高铁锰水等。据不完全统计全国有5000多万人仍在饮用不符合（饮用水）标准的地下水。

6．全国已形成区域地下水降落漏斗100多处，面积达15万平方公里。河北平原深层地下水已形成了跨冀、京、津、鲁的环渤海区域地下水降落漏斗。全国有近50个城市由于不合理开采地下水而发生了地面沉降，其中沉降中心累计最大沉降量超过2米的有上海、天津、太原，天津塘沽个别点最大沉降量已达3.1米。在河北平原、西安、大同、江苏的苏、锡、常等地区，过量开采地下水已导致了地裂缝。沿海地区的大连、秦皇岛、沧州、青岛、北海、海南新英湾等城市和地区地下水位的下降，引起海水入侵，导致地下水水质恶化。其中，胶东半岛、辽东半岛海水入侵严重。

7．本次全国地下水资源评价，编制了全国性图组10幅，包括中国政区图、中国地势图、中国降水量图、中国干旱指数、蒸发量图、中国水系图、中国水文地质图、中国地下水资源分布图、中国地下水化学图、中国重点城市供水中地下水所占比重图、中国地下水环境图。

编制了地区性图组21幅，包括黄河流域、西北地区、黄淮海平原、松嫩松辽平原、三江平原、南方岩溶石山地区、长江三角洲地区的地下水资源分布图、地下水资源开发利用状况图、地下水环境图。编制了分省性图组96幅，包括各省的地下水资源分布图、地下水资源开发利用状况图、地下水环境图。本次全国地下水资源评价，完成了数据库建设，包括原始数据建库、计算过程数据建库、分省图件建库、各省评价报告、总报告建库、技术分档建库等。

二、华北地下水可持续开发利用前景

由水环所组织实施，河北、北京、天津、河南、山东等省（市）地调院参加，在项目组全体成员的不懈努力下，取得重大进展。

1、通过对钻孔资料的研究分析，将华北平原第四纪下界统一到世界较为认可的2.58Ma，确定了华北平原第四纪各时代下界的区域埋藏深度。

2、提出了深层地下水的补给模式。现代地下水分布在山前平原，是局部直接入渗补给。中部平原深层地下水是末次冰期补给。天津一带滨海平原地下水推测为末次冰期间冰阶补给。

3、碳14同位素研究结果表明，华北平原区域地下水存在三个流动系统：

（1）来自太行山前的水流系统；

（2）来自燕山山前的水流系统；

（3）来自鲁中山区的水流系统。

区域地下水总体上具有活塞流的特征，三个区域水流系统集中流向中部平原，最终在天津一带排泄入海。三个水流系统中，以太行山前的水流系统影响强度较大，鲁中山区水流影响较小。

4、根据水文地质、同位素资料，绘制了石家庄-衡水-沧州-天津-渤海的地下水同位素剖面。受地下水开采的干扰，山前平原局部水流已经不明显，衡水形成了一个局部水流系统，上部浅层地下水明显向下流动。在东部沧州和滨海平原，地下水形成以漏斗为中心的局部水流系统，区域流被截断，但更深部的区域流尚未受到影响。

5、初步查清了华北平原浅层地下水位和深层地下水位分布现状和变化情况，以及地下水漏斗的分布。浅层地下水降落漏斗分布于山前沿线中心城市；深层地下水头整体大幅度下降，致使华北平原大部分深层地下水头低于海平面，以地下水封闭的“0”m等值线圈定的低于海平面范围为76732km2。

6、通过综合研究得出华北平原深层地下水环境约束条件的临界界限值为水位埋深50米，并将70米作为严格控制界限，以防止地面沉降等环境问题的加剧。目前华北平原深层地下水头埋深大于50米的面积已有32106km2，大于70米的面积7145.34km2。

7、详细调查了华北平原地下水开采量，2000年华北平原地下水开采量为211.98×108m3，浅层地下水开采量为178.40×108m3，占地下水总开采量的84.2％，多集中在全淡水区。深层地下水开采量为33.58×108m3，占地下水总开采量的15.8％，主要集中在咸水区。

8、华北平原地下水评价结果表明，华北平原地下水天然资源为220.78×108m3/a，其中矿化度小于2g/L的地下水天然资源为175.48×108m3/a。浅层地下水开采资源192.54×108m3/a，其中小于2g/L浅层地下水开采资源171.36×108m3/a；深层地下水可采资源24.23×108m3/a，其中小于2g/L深层地下水可采资源24.19×108m3/a。从华北平原整体来看开采程度为108％，仅超采16.42×108m3/a，整体上基本处于采补均衡，但是开发利用在平面和垂向上分布极不均匀。

三、宁夏地下水（含地热）资源评价

与生态环境建设示范

“宁夏地下水（含地热）资源评价与生态环境建设示范”项目，是中国地质科学院与宁夏回族自治区科技合作项目。项目按照科研与生产相结合的方式，形成了由中国地质科学院水文地质环境地质研究所、宁夏地质工程勘察院、中国地质调查局水文地质工程地质技术方法研究所、宁夏地质调查院和宁夏物探勘查院等科研生产人员组成的项目组。

下设五个课题，通过课题组成员的努力，均取得重要成果及认识，现分述如下：

（一）宁南水资源综合评价与合理开发利用

1．在开展工作过程中，始终以地下水系统理论为指导，无论从控水分析、含水层结构分析、地下水补径排分析，还是地下水质和量的分析上，均按照地下水系统理论，对其进行整体系统的研究，使目标从一个目标趋向于多目标，利用模型功能向多功能方向发展，在考虑不确定因素的基础上，通过智能型水资源支持系统，用模型系统取代整体模型，解决地下水系统划分中的实际问题。在调查评价地下水资源形成演化工作过程中，将地下水质量、数量作为一个整体进行综合研究，把地表水和地下水、不同含水介质中的地下水之间的相互转化关系进行分析，利用水循环理论，不仅分析地下水补径排特点，还对其已经发生的变化及可能发生的变化进行调查研究，突出了动态调查评价的新思路。

2．通过对不同含水介质岩相古地理、时空分布的分析和研究，尤其是地下水资源形成演化的探讨，对白垩纪沉积盆地、第三系地层和第四系地层对地下水数量、质量的控制作用进行了深入研究，分析了高氟水、苦咸水成因进行了深入探讨，尤其分析了对现代生态环境的影响作用，从而将岩相古地理-地层时空分布-地下水循环演化-地表生态环境等作为一个相互联系的整体进行了调查评价，取得许多新认识。

3．在对宁南地区弧型构造形成演化机理进行分析基础上，结合岩相古地理分析，首次对旋卷构造、拉分盆地、环状构造等不同构造类型对含水层的时空分布、地表水系的分布及地下水资源形成演化作用进行了系统分析，提出了构造控制不同含水介质地下水作用规律。

4．通过大量的综合地质-水文地质调查及物探、钻探调查评价工作，对整个宁南地区控制地下水时空分布的边界条件进行了调查，明确了控制地下水时空分布的边界位置和性质，查明了不同时空条件下地下水补径排变化规律及相互独立相互联系相互依存的内在因素，从而第一次对整个宁南地区地下水系统进行了划分。尤其是在南北古脊梁地区各种边界性质及位置进行了深入勘查，对该地区地下水资源时空分布及其形成演化规律进行了系统性研究，划分了该区地下水系统，对该区特殊的地下水水质类型形成原因进行了初步研究，对该区地下水资源进行了系统评价，对该区三大泉域成因进行了分析从而形成了具有突破性的认识和成果。

5．通过地下水分布规律和地下水资源形成演化的调查评价，对宁南地区找水方向给出了明确的结论性认识，认为以清水河沉陷构造为界，东部地区以寻找基岩裂隙水和深部岩溶水为主，西部则应以第四系孔隙和浅层地下水为主。

6．宁夏同心县下马关地区是历史上严重缺水地区，我们通过大量的地面综合调查和物探等工作，认为下马关白家滩-了马山地段是一富水地段，可以布置一个探采结合孔，课题组成员在老专家的指导帮助下，通过精心工作，2001年探采结合孔施工完毕，经抽水实验和水资源评价结果是地下水出水量可以达到3000-5000方/天。经验收认为：勘查区是一个严重干旱缺水山区，在该地区找到丰富的地下水，这是对该区水文地质认识的重大突破。

（二）宁夏河套灌区灌溉方式优化配置实验示范研究

1．通过示范区野外调查、监测和水土样品的采集分析，查明了浅层地下水位动态变化特征、包气带水盐运移过程与种植结构及引黄水量的相关关系。在示范区，近10年来人口、耕地与引黄灌溉水量同步增长，增幅在30%以上。地下1.2m以浅土壤样品可溶盐（离子）含量分析表明，土壤水盐运移聚集变化主要受引黄灌溉、降雨和蒸发的影响，季节性变化明显，年际变幅不大。引黄灌溉水量的增加导致排泄不畅部位地下水位抬升，蒸发加强，局部土壤盐渍化呈加重态势。结合课题的问卷调查显示，村民最关心的是降低水位有利于耕种，对渠井联合灌溉方案表示支持。

2．在深入分析浅层地下水补径排条件基础上，建立了研究区的水文地质模型和数学模型，对模型和参数进行了识别与勘察模拟。在此基础上，对优化灌溉配置管理模型和约束条件进行了研究、对示范区渠井灌溉优化配置模式进行了多方案的研制与开发，用响应系数矩阵把地下水流模型与多目标规划模型有机地耦合求解，以2000年的水位和农田布局及不同灌溉用水条件，得出向后30年、控制地下水位埋深在不同深度的计算结果。如果控制浅层地下水位埋深不大于2m，在现状条件下，示范区引黄水量可减少1/5，每年可开采利用浅层地下水70万m3，引黄河水255×104m3/a。考虑目前黄河流域水资源紧缺状况，如果进行节水灌溉，节省1/3灌溉用水，需水量减少到217×104m3/a，控制潜水水位埋深在2m以内，可开采利用潜水48×104m3/a，引黄河水169×104m3/a。

3．对银川平原浅层地下水开发利用潜力进行了初步分析。银川平原浅层地下水主要补给源是引黄渠系及田间灌溉入渗，补给丰富，据计算每年天然补给资源量约21亿m3，可开采资源量约16亿m3。利用示范区的研究成果，对银川平原渠井优化灌溉模式应用前景进行了分析，在现状条件下得出了概算结果。目前浅层地下水的开发利用程度很低，从人口、资源、环境与社会经济可持续发展的长远利益出发，应加强开发利用浅层地下水，推行渠井结合的农业灌溉方式与节水灌溉的措施等。

（三）宁南典型地区生态环境调查与生态建设模式

1．将宁夏南部山区的彭阳县（古城乡、王洼乡、罗洼乡）、西吉县（城郊乡、马建乡）、泾源县（东峡乡、白面镇）划分为阴湿土石质山区、半阴湿土石质黄土梁峁区、干旱、半干旱黄土梁峁区三个不同的气候地貌类型，并完成生态环境地质调查1087.17km2，查明了工作区地质生态环境背景，及相关基础图件编制。

2.分析了现有生态模式及产业特征，总结了现有模式的优劣，为今后产业结构调整，规划提供了科学依据。

3．在彭阳县王洼乡高建堡小流域实施了GPS监测土壤侵蚀动态监测，监测面积15.1km2；建立典型地段监测控制网,进行水土流失动态监测，分析总结了不同地形、地貌条件下水土流失规律，以及不同工程措施、生物措施水土保持条件下水土流失治理效果。

4．对已实施的退耕还林工程效果进行跟踪调查分析，研究提出了存在的问题、改进方向：退耕还林应根据地质、气候特征采取不同措施，山区以水土保持涵养林为主，黄土梁峁区生态林与经济林并重；增加草地比例，发展隔坡梯田；发展优良果树品种，走规模化、产业化道路；对山前覆盖层薄的地区应优先退耕，以免造成土壤层彻底破坏；根据当地恶劣的生态条件，适当增加退耕还林扶持年限。

（四）宁夏特色作物农业地质背景调查与利用研究

1、查明了枸杞、葡萄的果实中化学成分中酸性和碱性二类组分，前者是以总糖为代表的碳水化合物、粗脂肪等。后者是以甜菜碱为代表的含氮化合物，主要包括粗蛋白、氨基酸、粗纤维等。在此基础上提出了用酸碱二类组分的含量及其协调关系，同时参考农业部门的质量标准作为评判内在品质的依据。优质枸杞子的定义是：在一定糖含量的基础上，总碱应与之协调平衡。其化学本质为在一定酸性组分(总糖)含量水平上，酸碱二类组分适度平衡。

2、通过糖(酸)碱图的分析对比，找到了品质优良的枸杞的原因，从而得出如下结论：糖(酸)碱比位于0.3-0.6之间时为最优。

3、初步探讨了矿质营养元素在剖面中的运移特征，找到了影响枸杞、葡萄品质的特征元素组合，为改善它们的品质提供了新的思路。

4、元素在不同的土壤类型中具有不同的含量，不同的土壤类型具有不同的自然肥力。根据土壤肥力的高低划分了优越型、中等型、较低型和极低型。枸杞一般都在土壤肥力优越型的土壤中品质最好。

5、总结出了枸杞、葡萄的生产酸碱平衡的规律。

6、首次建立了特色作物生长的农业生态地质模式，并对不同的农业生态地质模式提出了特色作物的可栽培性。

（五）宁夏地热远景调查及银川平原地热资源评价

1、通过野外调查，在南部山区初步发现了2个地热远景区：泾源县黄花乡楼房沟，泉水温度为23℃，为断裂带出露的上升泉，有臭鸡蛋味；固原县双井子乡双井子村，南水泉群的水温26℃。若按当地年平均气温加10℃计算，此两处均属明显异常区。

2、通过地质、构造、地球物理特征及地热井和温泉的稳定同位素、年龄同位素和水化学特征分析，阐明了地热水的来源和成因，进行了热储层温度估算和潜力分析，并进一步确证了前期野外调查初定的2个地热异常区，提出在同心县新庄的太阳山泉和青铜峡市庙山湖清凉寺的庙山湖泉所在地区存在地热异常的可能性。

3、预测了三个地热远景区，并根据研究程度采用不同方法分别评价了地热资源量：

（1）银川平原地热资源最有利的区（Ⅰ）

采用热储法估算得知：在银川平原热储面积2514.86km2范围，3000m深度内＞40℃热储层蕴藏的热能储存量980.31×1014kcal，地热水储存量为4193.93×108m3，地热资源潜力巨大，为宁夏地热资源远景最有利区。

（2）卫宁平原地热资源远景有利区（Ⅱ）

1988年，宁夏地矿局矿调所在卫宁北山黄石坡沟金矿勘查中，先后在ZK9102、ZK9301和ZK8901三个钻孔中发现了地下热水，孔深分别为310.74m、298.54m和243.70m，水位埋深分别为127m、147m和205m，地下热水储存于泥盆系东西向构造的破碎带中，出水温度32-41℃，单井出水量360-768m3/d，矿化度＞5g/L，水化学类型为SO4·Cl-Na·Ca水。该地热显示的发现，预示着卫宁平原及卫宁北山地区将成为宁夏地热资源有利区。

（3）六盘-龙首断裂带地热资源远景较有利区（Ⅲ）

在断裂带及附近出露多处温泉，水温＞20℃的温泉有楼房沟泉、双井子泉、太阳山泉、鸽子山泉，4处温泉的天然放热量为1721.82×104kcal/a，预示着该地带将成为宁夏地热资源远景较有利区。

四、黄河中下游主要环境地质问题调查评价

由我水环所负责组织实施，陕西、山西、河南、山东等四省地调院参加。

1、完成并查明了河龙段9.7万km2（1/25万）岩土侵蚀的环境地质背景、岩土侵蚀的种类、分布规律、典型地段的岩土侵蚀的发育机理，认为区域构造格局、新构造运动、地层岩性及其组合、地形地貌等是河龙段岩土侵蚀的主要环境地质背景，控制着岩土侵蚀的强度、类型、速率和发育程度。探索了利用遥感技术（RS）及地理信息系统（GIS）定量评价岩土侵蚀的方法。为河龙段的岩土侵蚀或水土流失治理积累了资料和提供了科学依据。

2、重点解剖了劈砂岩地层性质、地层的岩性组合、劈砂岩的裂隙等对岩土侵蚀的影响。认为劈砂岩地层的强烈的岩土侵蚀现象主要是由其内在的因素如岩石的力学性质、水理性质、矿物组成、化学成分、矿物结构特征等所决定；地层岩性组合加重了劈砂岩的岩土侵蚀；劈砂岩的垂直裂隙不都是由于构造运动所引起，还存在由于岩土侵蚀所造成的次生构造裂隙。

3、首次利用GPS精确测量技术和GIS的分析功能相结合，对黄河中游劈砂岩分布地区的沟边坡重力侵蚀量、淤积坝的泥沙淤积模数进行了定量评价探讨，并摸索出了利用精确测量的GPS技术在野外调查中的有效应用方法。

4、完成并查明了下游近8万km2（1/25万）区域环境地质条件、河道带环境地质特征，评价了悬河稳定性，对危险地段进行了预警，从地学角度提出了防洪减灾的8种对策。

5、基本查明了断流区地下水开采资源量为148亿m3/a,地下水开采资源潜力总量为50亿m3/a；地下水漏斗区调蓄库容73亿m3、可调蓄水资源6亿m3/a；与80年代比较，黄河对地下水的补给量减少了5亿m3/a，约减少48%，浅层地下水开采资源量减少了4.76亿m3/a，约减少3.3%。

6、对中游的岩土侵蚀、下游悬河稳定性和水资源短缺的问题之间的内在联系，及黄河水沙的变化趋势进行了研究。初步认为中游地质环境控制着岩土侵蚀的发生和发展，下游的悬河稳定性受到中游岩土侵蚀及下游地质环境的制约，人类活动对岩土侵蚀及入黄水沙产生了较大影响，黄河水沙自上世纪50年代以来呈逐年代减少趋势。

五、鄂尔多斯白垩系自流水盆地地下水赋存规律研究

1．配合“鄂尔多斯白垩系自流水盆地地下水勘查”项目的进行，先后沿东胜梁两侧、鄂托克旗～跨毛乌素沙漠～乌审旗的剖面、青铜峡～盐池～靖边沿白于山的东西剖面、泾源～平凉～庆阳剖面和沿南北方向布设的横跨库布齐沙漠、毛乌素沙漠、白于山和黄土地区的剖面等进行了调查，2000-2002年采集氢氧同位素（D、18O）样品126组，同位素分析数据同位素T样品126组，碳-13、碳-14同位素样品67组，地下水化学分析样品126组，按实施项目要求，完成了地下水同位素研究报告初稿；

2．通过对该区以往研究资料系统收集、2000-2002年野外调查及所采样品的综合分析，对鄂尔多斯白垩系自流水盆地地下水形成过程的认识上取得重要进展。该区地下水同位素年代分层和分区明显，浅层地下水年龄多小于5000年，从地下水样普遍含有一定量的氚来看，水的更新过程比想象的要快。深层地下水是在过去两万多年的时间里形成的。地下水的水质变化主要受地区岩相古地理条件和两万多年来气候干旱化过程所控制，人类活动是这一地区水环境条件恶化和复杂化的重要因素。

3．鄂尔多斯白垩系自流水盆地地下水的同位素调查表明盆地不同层和不同区地下水及其与地表水的同位素组成差异明显，环境同位素技术是进行盆地地下水研究可依赖的重要手段（方法可行）。不同层地下水同位素组成和地下水年龄的分布特征可作为水文地质分区及地下水分层的基本依据或主要证据。地下水14C和T的分布及其关系证实白垩系地下水在某种程度和一定深度内是可更新的，可以作为重要水源予以开发利用。地下水年龄的测定和地下水氢氧同位素的分析结果表明，该区的气候变化和环境演化，特别是晚更新世以来的干旱化过程是影响地下水质量及其分布变化的最重要影响因素。白垩系自流水盆地循环深度小于100米浅层水，主要是近几十年来大气降水补给形成的，北部由东胜-四十里梁-盐池分水岭向东西两侧径流排泄；陇东黄土高原区地下水主要接受区域大气降水和来自六盘山一带的侧向补给；深层承压水的年龄（大于300米埋深）多大于1万年，最大可达2万多年，为全新世以前补给形成的水，水的氧-18贫化特征明显，地下水的含盐量普遍较低，与当时的气候较寒冷气候密切相关。

六、我国地下水资源可持续利用战略研究

1、完成了“我国地下水资源可持续利用战略研究”报告

总体报告从三个方面论述了我国地下水资源现状、问题和前景。第一部分：在阐明全国地下水资源状况的前提下，论述了我国地下水资源的现状、特征与特性；第二部分：分析了我国地下水资源开发利用情况，研究国民经济发展对地下水资源的需求形势。用可持续利用的观点，阐述了地下水资源在国民经济建设中的战略地位。综述建国五十年来，在地下水勘察、研究方面取得的巨大成就的前提下，阐述由于不合理开发利用地下水而引发的影响地下水资源可持续利用的问题；第三部分：提出了我国带有普遍性的和典型地区的地下水可持续利用战略。

2、开展了华北和西北重点地区的综合调查与研究工作

充分分析了近20年、尤其是近年来西北找水特别计划、国土资源大调查中地下水资源调查成果和新一轮全国地下水资源评价资料，重点对西北、华北地区地下水环境进行了调查，研究了这些地区由于地下水开采引起的环境地质问题；对我国地下水资源数量、分布及其开发利用情况及地下水开发利用战略进行了分析，认为：

（1）地下水是我国尤其是我国北方地区的主要水源，是支持经济可持续发展的支柱，具有不可替代的作用。1998年全国地下水在总供水量的比重，华北最大，其中河北75.1%，北京、山西在60%以上，河南52.7%，山东、辽宁、陕西等省都超过40%。北方地区70%的生活用水、60%的工业用水和45%的农业灌溉用水均依靠地下水。

（2）供需矛盾日益加剧。目前全国600多座城市中有一半左右的城市不同程度的缺水，年缺水60多亿方，每年因缺水影响工业产值2300亿元；农业灌溉年缺水300亿方，受害面积3亿亩，影响粮食产量250亿公斤；现在全国有7300万人需解决饮水问题。

水文地质学篇4

结合注册公用设备工程师(给水排水)考纲，有的放矢地教学。注册公用设备工程师(给水排水)制度，不仅有利于规范从业人员水平，并对给水排水工程专业的教学改革起到导向作用［1］。注册公用设备工程师(给水排水)考试分为基础考试和专业考试，该考试实行全国统一大纲、统一试题的考试制度。基础考试分为基础考试(上)和基础考试(下)，其中基础考试(下)为专业基础课，共120题(每题1分)，包括水文地质学共计20分。在考试考纲中明确规定了每门课程的考点，因此在教学中，教师可以依据考纲有的放矢地安排教学的重点章节，使学生扎实地掌握给水排水工程专业基础知识，使其具备良好的专业综合素质及应用能力。考纲考点主要分布在地下水储存、地下水运动、地下水分布特征和地下水资源评价等内容中，因而教学中的重点章节应安排在地质构造、地下水形成、分布、循环、地下水流向井稳定运动和地下水储量计算及开采量评价等。对于重点章节的教学要做到条理清晰，在知识的深度和广度上下功夫。

巧用多媒体教学，激发学生学习兴趣

传统的教学对于概念和理论的阐述往往是抽象的，学生无法获得直观的感受，但形象的材料才易于被大脑接受和记忆［2］。多媒体改变了传统教学中粉笔加黑板单一、呆板的表现形式，能将抽象、生涩、陌生的知识直观化、形象化，激发学生学习兴趣，调动其主动学习的积极性。由此可见多媒体教学的优点在于将知识点和图片、动画有机结合起来，直观地展示给学生。另外由于课时所限，省略了实践环节的教学，学生不能通过野外地质工作加深对于概念的理解，故通过多媒体教学展示矿物、岩石和构造就显得尤为重要。例如，将能反映岩浆岩、沉积岩和变质岩的形成过程、结构及构造特点的图片制成多媒体，使学生基本能辨认一些常见的岩石，进而深入理解岩石特性;通过观看火山爆发、地震等短片，使学生了解火成岩的形成、结构以及地球内部状态等。

采用有声、有色、有形的课堂教学模式，加深学生对于概念的理解，有助于记忆。但要避免多媒体放映过快，学生一味抄笔记的现象发生，教师在教学中需配合适当的讲解和板书，将知识要点进行板书，再穿插实际工程讲解，才能使学生充分认识到水文地质是一门与实际工程紧密联系的学科，而且掌握了将理论知识运用于工程实际的方法，提高了学习这门课程的兴趣［3］。

重视课前复习和课后练习

水文地质学篇5

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）11-0146-03

一、引言

“水文地质学基础”是水文与水资源工程、地下水科学与工程本科专业的一门重要主干基础专业课程，同时也是地质工程、勘查技术与工程等工科专业的重要基础课程，但国内理科地质学专业开设该课程的高校较少。

安徽大学立足安徽，服务区域经济社会发展，在环境科学与工程、生态学、地理信息科学等相关专业基础上，于2011年开设地质学专业。在我校地质学本科人才培养方案中，“水文地质学基础”作为专业基础课程开设，以培养学生具有地下水方面的知识和意识。本文就两年来我校地质学专业“水文地质学基础”课程教学过程中的探索和实践进行归纳和总结，以便更好的指导今后的教学工作。

二、教学探索与实践

（一）使用教材优中选优

在教学活动和教学改革中，教材占有重要的地位，是提高教学质量的重要保证。一本好的教材不仅要内容丰富、知识点全面，更要通俗易懂、深入浅出，使学生容易接受，而且要反映学科最近进展。[2]因此，需精心挑选教材。

目前，国内水文地质学基础方面的教材主要有以下几本。①张人权等编著，地质出版社出版的《水文地质学基础》（第六版，2011年），该书是在我国水文地质学重要奠基人王大纯先生主编的《水文地质学基础》（前5版）基础上修订出版，是普通高等教育“十一五”部级规划教材。[1]②崔可锐主编，合肥工业大学出版社出版的《水文地质学基础》（2010年），该书是安徽省高等教育岩土工程和工程地质专业系列规划教材。[3]③陈南祥主编，中国水利水电出版社出版的《水文地质学》（2008年），该书是普通高等教育“十一五”规划教材。[4]④肖长来等编著，清华大学出版社出版的《水文地质学》（2010年）。[5]⑤高宗军等编著，中国矿业大学出版社出版的《水文地质学》（2011年），该书是普通高等教育“十二五”规划教材。[6]③④⑤三本教材针对非水文地质专业方向，不仅包含“水文地质学基础”课程的相关内容，还包括地下水运动、水文地质参数计算、水文地质勘察、地下水资源评价等内容。

考虑到：①我校地质学专业有地下水动力学、专门水文地质学等后续选修课程，因此在基础课程教学中宜使用《水文地质学基础》教材。②调研发现，国内多数高校在水文地质学入门课程使用张人权等编著的《水文地质学基础》教材。该书着重阐明水文地质学的基本概念、基本原理及基本分析方法，广泛吸收国内外最新研究成果，深入探讨地下水资源及地下含水系统概念，引入地下水流系统理论，强调与地下水有关的生态环境问题。[1]因此，我们选用该书作为我校地质学专业本科教材。实践表明，选用该教材是合适的，学生普遍反映该教材通俗易懂，概念清晰，内容丰富且新颖。

（二）教学手段四位一体

心理学研究表明，人通过不同器官获取知识的能力不一样。通过听觉获得的知识一般能记住15%，通过视觉获得的知识能记住25%，同时使用这两种器官能记住获得知识的65%，在交流过程中对自己所说的内容能记住70%。而且，人通过不同媒介认识事物所需的时间也不同，通过实物、图形图像认识事物所需时间最短，通过语言描述认识事物的时间约是上述的2倍。[7]基于这一认识，本门课程采用课堂讲授、随堂讨论与练习、实验实习、上机操作等四位一体式教学手段，以增加知识的保持度，同时缩短学生对新事物认识所需时间。

1.课堂讲授

随着计算机技术的快速发展，多媒体技术已经被广泛地运用到该课程的教学中。[8]因此，课堂讲授主要采用现代化的多媒体数字课件，辅以板书。本门课程的多媒体课件图文并茂，文字简洁精炼，图片（照片）经典丰富，不但配有水文循环、潜水承压水示意图等经典图片（彩色），而且还有黏性土的微观扫描电镜照片、淮南地区猴家山组灰岩（含裂隙）、巢湖地区南陵湖组板状灰岩照片（含裂隙）等任课教师科研中积累的照片及我校学生实习照片，全部课件有照片近200张。给文字、图片配以教师讲解，使讲授内容既丰富多样，又提高了学生的兴趣，吸引了学生的注意力。

2.随堂讨论与练习

随堂讨论与练习主要是为了给予学生思考、联想、创新的启迪，以及调动学生情绪，活跃课堂气氛。在详细了解学生以往所学过的地质学基础课的基础上，教师以实际问题为例，以启发式的方法引导学生根据已有的知识来理解新的概念和专业术语。通过教师和学生互提问题，大家共同讨论的方式，使同学们试图为解决该问题提供思路以加深对概念的理解，而不只是对书本上的知识死记硬背。

比如在地下水运动的基本规律这一部分内容讲授完之后，把学生分成10个小组，随堂讨论达西公式的应用条件、岩土介质渗透系数的测试方法等问题;并进行8个题目的练习，涉及实际流速与渗透流速的关系、地下水流向的判断、水力梯度与单宽流量的计算、地下水水位线的绘制等达西定律的理解与应用问题。通过讨论和练习，增加了学生对达西定律的认识和理解，并提出一些岩土介质渗透系数测试有意义的想法，更重要的是创造了一个轻松愉快的学习氛围。

3.实验实习

由于初学者缺乏对地下水的感性认识，同时，地下水科学具有综合性，只有结合具体问题进行分析才能掌握理解。因此，实验和实习显得尤为重要，通过该环节的训练，有利于提高学生分析和解决问题的能力，有利于培养学生的创新思维。[9]

我校根据中国地质大学（武汉）等知名高校教学实验情况，从上海江科实验设备有限公司定制水文地质实验仪器28台，开设了雷诺实验、孔隙与水、达西渗流实验、砂土中水的毛细运动、潜水模拟演示、承压水模拟演示共6个实验，进行编制潜水等水位线图、达西定律的物理实质及其应用、地下水化学成分形成作用实例分析、读水文地质图等4个实习。

通过开设的实验实习项目，促进了学生创新精神和实践能力的培养，强化了学生对基本知识的掌握和基本技能的训练，提高了我校复合型和应用型高素质人才的培养质量。

4.上机操作

数值模拟可视化是新兴发展的计算机技术，以实时动态模拟可视化教学手段将抽象的公式和概念表达具体化和形象化，以加强学生对计算模拟结果的感官认识，加深对知识的理解，从而提高学生的动手实践能力，提高教学效果。[10] [11]

使用GMS软件，对学生进行了4个学时的上机操作训练，采用直接建模法演练了有降雨入渗、河流排泄、人工取水等条件下的地下水流问题。多数学生在练习之后的报告中直接谈到“通过上机模拟，直观地观察到地下水的运动状态，同时，也将该课程的基础理论与现代技术相结合，把研究问题可视化的呈现在我们面前”。

（三）任课教师团队化

在教学过程中，组建教学科研团队，将“一课一人上”变为“一课多人上”的教学模式，每个教师发挥自己科研领域的独特优势，将精力集中于自己擅长的一个或几个部分，相比传统教学模式，学生可领略不同教师的不同教学风格，丰富模块的知识结构。

同时，任课教师把各自近几年相关科研成果实施到教学工作中来，提前让学生接触科研，打破他们对于科研的“敬畏”，并组建创新团队，对他们的新想法进行创新实验。比如，2013级地质学5位学生在进行砂土中水的毛细运动实验之后，积极思考，主动查找文献，设计并进行了粉煤灰及其改良砂质土壤的毛细上升试验，获取了粉煤灰中毛细水上升规律和过程。

（四）考核方式多样化

在课程教学中，考核方式具备检验和激励双重功能。一方面要全面、客观、公平的检验学生学习情况，另一方面要充分利用它的激励功能，特别是在课外拓展学习中的激励性。在该课程的考核方式中，细化考核因子，采用三级指标体系（图1）进行考核。

图1 考核指标体系及权重

1.增加平时考核的适用性

平时成绩是考核学生学习知识的重要方面，要客观公平、全面，且要有实际可操作性。具体做法是把平时成绩分成三个部分，包括出勤率（30%）、课堂知识回顾与提问以及小组讨论情况（30%）、课后作业练习及文献阅读等（40%）。这种平时成绩考核方式，不仅仅是要学生来到课堂，更重要的是激发学生自主思考，使学生由原来的被动“接受性”学习变为主动的“发现性”学习或“探究性”学习，从而真正成为学习的主体。

2.提高试卷考核的开放性

“水文地质学基础”这门课程注重基本概念、基本原理的教学，但试卷考核题型应避免让学生“死记硬背”，避免出现试卷分数很高，但只记住概念，不理解概念的现象，要提高试卷考核的开放性，把基本概念的考核融入图件的绘制、实际问题的分析中。

比如，在考查含水层、隔水层、潜水、承压水等基本概念时，比较简单的做法是以名词解释或简答题来考查学生。笔者考查的题型则是绘图分析题，具体题目是“绘制一水文地质剖面图，使之反映并表示出含水层、隔水层、潜水、承压水、上层滞水，潜水含水层厚度、潜水埋深、承压高度、承压含水层厚度，以及潜水位、测压水位。”该题型具有以下几个特点：①既考查基本概念，又灵活开放，重点是考查学生对基本概念的理解，而不是简单的背记概念;②综合程度较高，该题目把地下水赋存的基本知识点包括在内，而且构成一个有机的整体，增加学生对地下含水系统概念的理解，而不是基本概念简单机械的叠加;③该题目外延要求较高，而不但要求学生掌握地下水赋存的基本概念，而且要求学生对水文地质剖面图的绘制有一定掌握，从另一个方面加强了学生的基本能力锻炼，这在平时练习中也是重点锻炼的。

三、结束语

通过优秀教材的比选，课堂讲授、随堂讨论与练习、实验实习、上机操作四位一体教学手段的构建，一课多人上的教学团队化建设，三级考核指标的细化等措施的探索与实践，有效提高了地质学专业“水文地质学基础”课程的教学质量，为今后教学质量的进一步提高打下基础，也为其他课程教学模式的探索提供了参考借鉴。

[ 注 释 ]

[1] 张人权，梁杏，靳孟贵，等.水文地质学基础（第六版）[M].北京：地质出版社，2011.

[2] 杨治东.对高校优秀教材研发要素的思考[J].教育探索，2013（10）：19-20.

[3] 崔可锐，赵川，查甫生，等.水文地质学基础[M].合肥：合肥工业大学出版社，2011.

[4] 陈南祥.水文地质学[M].北京：中国水利水电出版社，2008.

[5] 肖长来，梁秀娟，王彪.水文地质学[M].北京：清华大学出版社，2010.

[6] 高宗军，魏久传，王敏.水文地质学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2011.

[7] 徐慧，章国安，严燕.现代化教学手段下教学模式研究[J].南通大学学报（教育科学版），2005（1）：77-80.

[8] 郭会荣，梁杏，孙蓉琳，等.《水文地质学基础》课程多媒体教学改革与实践[J].湖南环境生物职业技术学院学报，2007（4）：74-77.

水文地质学篇6

第二，三次样条插值；这种方法最大的特点就是客服了上述两种方法存在的不足，即基点处的不光滑，以及插值的不收敛性。但是，使用三次样条插值法必须要满足下列条件：首先，y(x)在每个子区间上的次数都不能多于3；其次，y(x)、y'(x)以及y＂（x）在插值区间上必须是连续的等。使用三次样条插值可以降低多项式的次数，从而使得计算的结果具有较高的光滑性。

第三，近点法；该方法是按近点距离加权平均法的简称，其主要的优点是计算程序设计步骤简单，而且计算的速度也相对较快，而且使用该方法得出的等线值图的光滑性是比较令人满意的。该方法的缺点就是其唯一性较差，计算结果和选择点的数量有直接的关系，如果选择的点数不同，那么得到的数值就会不同。而且该方法的使用范围也受到一定的限制。

第四，方位法；这种方法的全称是四方位按距离加权平均法。该方法的优点是计算速度快，但是在计算不均匀的数据时，获得的插值效果较差。如果用该方法在水文地质中的含水层厚度空白区插值计算，则会出现去全局趋势不吻合的现象。分析其原因，主要是因为方位法获得插值是由一个插值点上的四个数据点来决定的，当出现的数据分布较为稀疏的时候，这种方法则不能包含所有的信息。所以，在实际的应用中要根据具体的情况来决定是否使用该方法。

第五，双三次多项式曲面片拟合法（曲面法）；该方法适用于按规律分布的数据，在这种条件下，该方法可以发挥其拟合度高的优点。而且我们可以利用相邻结点的导数值，将整个区域组合成一个连续的大曲面。但是，不足的是该方法只能用于规则的数据，这使其使用价值显著降低。而且其程序设计也相对复杂。第七，加权二乘法；虽然该方法需要考虑的因素较多，但是使用该方法所得到的图形可以较好的反应一定的变化趋势，而且图形的平滑性相对较好，也有较好的唯一性。但是，由于计算每一个插值都需要解一个一次方程组，所以影响了计算速度。

2在水文地质学中使用数学插值法应该注意的问题以及改进方法

首先，有效的处理好方位因素的影响；对插值方法影响较大的是出现数据分布不均匀的时候。当数据分布不均匀时，对加权二乘法的影响最为显著，主要是因为当数据点的选择不当，会使去面片发生异位。对于该问题，笔者认为可以采取以下两种措施来尽可能的避免误差的出现：第一，用方向性对数据分析结果进行补偿；第二，以插值点为中心，进行角限选值，主要是将平面分成n等分，然后在每一个角限域内选择合适的数据进行计算。其次，科学的选择权函数；主要是针对近点法以及加权二乘法。所以，笔者认为根据不同条件下水文地质学计算的要求，我们选择不同的权函数。第三，断层问题的处理；在水文地质学中经常会遇到断层问题的计算。但是，从实际的经验看来，如果使用断层两侧的数据来计算插值是不符合逻辑的。笔者认为，在遇到断层需要计算时，可以在程序的设计中将断层假定为简单的直线或是曲线f（x）。这样在计算时，可以将断层分成几段不连续的曲面，在计算的过程中就可以对其进行有效的控制。但是，如果用将断层用直线表示，则可以用：（fx,y）=y-(b+bx)。第四，数据点的选择；当需要处理的数据很多的时候，选择有效的数据点数成为计算效率和准确率的关键。如果选择的点过多，则会导致计算量加大，相反，如果选的点不够则会影响数据的准确度。通过实践，我们发现，在距离Z点近的数据点对数据的影响是最大的，而较远的点影响相对较小，所以，选择近点的4到8个数据进行计算就可以达到一定的精准度。

水文地质学篇7

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）37-0230-02

石家庄铁道大学2011年开设了勘察技术与工程专业，在该专业的课程设置中，《水文地质学》是一门重要的专业基础课。课程内容涵盖水力学、水文地质学、地下水动力学等多方面知识，内容很多，并且这些内容与学生以前所学内容联系较少；同时，学时紧张，很多内容没有充足的时间在课堂上展开讲解；另外，该课程是一门空间立体概念很强的科学，很多水文地质概念与过程需要在三维立体概念基础上才能充分理解。为了提高教学效果，帮助学生尽快建立空间概念，经过深入论证与探讨，我们购进了由成都理工大学地质工程部级实验教学示范中心研制的一系列水文地质实验设备，充分利用有限的实验学时，通过物理模型来展现一些地质体的特征，增强学生的感性认识。下面以承压完整井模拟实验为例，说明利用物理模型进行承压完整抽水试验模拟的过程。

一、实验目的

水文地质试验是水文地质勘查的重要手段，许多水文地质资料都需通过水文地质试验才能获得。抽水试验是一种最常用、最基础的水文地质试验，以地下水动力学流理论为基础，通过在实际井孔中抽水，观测孔内地下水位的变化情况，然后分析计算出水文地质参数。在水文地质勘查过程中，随着勘查阶段由浅入深，抽水试验的规模越来越大，在整个勘查费用中所占比重也会越来越大。因此，勘查工程专业的学生要想在毕业后胜任相关地质勘查工作，必须真正理解抽水试验的原理并掌握有关的工作方法。然而，由于各方面条件所限，学生在课程学习期间很难有机会参加真正的野外实井抽水试验。利用物理模型模拟实际的野外承压水抽水过程，可以帮助学生了解地下水向承压完整井稳定运动时水头分布情况及承压面的变化特点，进而研究地下水向承压完整井稳定运动过程。

二、实验仪器

承压完整井抽水模拟装置针对野外实井抽水试验所做的物理模型。整个装置由井流实验箱、给水与抽水溢流箱、测压管、给水排水系统等部分组成，可以很好地反映实井抽水时地下水向承压完整井稳定运动的规律。

1.井流实验箱：是一个长约130厘米、最大宽约30厘米、高约30厘米的20°的扇形条块体，块体中放置了一定厚度的无色（白色）石英砂，石英砂的粒度组成经过事先分析选定，可以很好地模拟抽水实验时的渗透介质。箱体采用全透明的有机玻璃材料，石英砂的颜色很浅，因此可以很好地观测其中的水流情况。

2.给水排水溢流箱：在实验箱体的首端设置给水装置和溢流箱，在渗流实验箱体的末端设置排水溢流箱。这些装置由实验人员手工控制，可很方便地升降，从而模拟实际抽水实验时上下游水位的变化。实验时，实验人员通过调节溢流箱的高低来控制模型的抽水量。

3.测压管：安装在实验箱的一侧及底板，共7个断面设置有测压管，实验时可测定相应测点的水位值。

4.给水排水系统：仪器的下层为储水箱，储水箱用不透水材料制成，上部开口，底部设置排水孔。水箱内设置一个小功率水泵，实验前先在储水箱储存一部分自来水，实验时通过水泵将实验用水送至给水溢流箱，水从给水溢流箱流入给水箱，从给水箱流入实验箱，从实验箱中溢出的水流通过回水管自行回流到储水箱。这样实验用水就可以可循环使用，整个实验过程不需外接水源。实验全部结束后，水箱内的水可以通过底部排水孔排走，避免长期不用后变质。

三、实验原理

承压完整井抽水模型是对野外抽水试验时地下水向承压完整井做稳定渗流运动进行模拟的一种物理模型，物理模拟必须遵循相似模拟的原则。从几何相似观点看，整个模型为一个20°的扇形条块体，相当于模拟实际360°井的1/18，即20°的一扇形条块体。从运动相似观点看，由于设置了合理的含水层，地下水在其中运动的规律，与在360°井中运动的规律是一致的。在渗流实验箱体的首端和末端设有可升降的给水排水溢流箱很好地控制上下游水位，达到动力相似的目的。在利用裘布衣井流方程分析承压完整井水流运动时，需要用到以下参数：Q-承压完整井出水量（cm3/s）、K-渗透系数（cm/s）、M-承压含水层厚度（cm）、Sw-井中水位降深（cm）、R-降落漏斗的影响半径（cm）、rw-井半径（cm）。在实验过程中，测量物理模型中各运动要素的具体数值，然后将测量结果按一定比例放大，就可以获得与野外承压完整井相对应的运动要素的数值。例如：测得的流量q乘以18即可代表360°井的流量Q，即：Q=18q。裘布衣井流方程公式表明，承压完整井的出水量Q与水位下降S的一次方成正比，即Q与S间为线性关系，随着S的增大，Q的增加量越来越大。

四、实验内容

1.接通电源，打开水阀，调节给水溢流箱的高度。

2.逐渐降低排水溢流箱的高度，从而形成井中一定的水位降深，随时观察测压管水位及流量的变化情况。待测压管水位及流量稳定后，保持给水箱和抽水井溢流箱位置不移动，即可测定以下参数：抽水井半径rw、各断面到抽水井中心距离、各测压管水位、溢流箱出水口流量，各数据测定后记录于相应的数据表中。然后，保持给水箱水位不变，再次降低排水溢流箱的高度，重复上述实验步骤，再进行2次实验，记录于数据表中。

3.数据分析：对数据表中的数据进行分析处理，在方格纸上，先用实测水位绘制单井抽水降落漏斗图，然后以Q为横坐标，S铅垂下降的纵坐标，绘制3次抽水的Q-S曲线图。

五、实验效果

实验教学是理论结合实际的桥梁，在培养学生综合素质和创新能力方面具有不可替代的作用。我们设置的实验项目覆盖了整个课程所需的实验教学内容，实验所用模型仪器全部采用全透明材料制作，水循环途径清晰可见，有助于帮助学生建立空间概念并理解野外抽水实验的工作原理；实验过程中，操作简单方便，数据获取清晰，获得了学生的好评。同时我们设置了两个综合设计型实验，学生可以自行组合成实验小组，在征得实验管理人员的同意后，利用课余时间到实验室，按照自己拟定的题目进行自主实验。

通过一年的实验教学来看，利用这些利用物理模型进行的实验弥补了野外现场实习的不足，激发了学生的学习积极性，为学生综合素质提高奠定了基础，提高了教学质量。

参考文献：

水文地质学篇8

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）36-0275-02

水文地质学是地下水科学与工程、水文与水资源工程专业的一门重要的基础课程，以地下水为研究对象，揭示地下水与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈及人类活动相互作用下数量和质量的时空变化规律，并研究如何利用这些规律除害兴利，为广大人民服务。从水文地质学的学科特征来看，该门课程具有较强的工程实践性。因此，对学生这门课程的能力培养，既离不开课堂的理论教学，也离不开必要的实验环节。为保障实验教学质量，需要建立相应的实验教学保障机制。为此，本文从实验教学平台构建、实验教学过程控制、实验教学模式建立及实验教学管理等方面，探讨了实验教学质量保障体系的构建问题。

一、实验教学平台构建

实验教学平台是实验教学质量保证体系的基础。一个完善的水文地质实验室应包括：室内实验室及野外实验场两部分。室内实验室提供学生认识概念化、理想化的水文地质模型以及掌握小尺度水文地质参数的测定方法的平台。野外实验场则增强学生对专业的感性认识，提高野外尺度范围的水文地质特征的认识及参数测定，提高实际动手能力。

1.室内实验室。室内实验室由三部分组成：水文地质学基础实验、综合设计实验室及应用创新型实验室。基础实验室用来培养学生掌握基础实验知识和实验方法技能。综合设计实验室，则是将几个简单实验有机组合，设计出一个为解决特定目的的综合实验。应用创新型实验室，以培养学生兴趣为目的的开放型实验室，学生根据兴趣自行设计实验方案，在教师的指导下完成实验。

2.野外实验场。野外实验室承担室内实验无法完成的基础实验，如抽水试验、示踪试验，还可承担一些科研任务，如地下水原位修复等。

（1）建立抽水试验场。抽水试验是水文地质工作中获得水文地质参数的直接试验手段，也是一个基础手段，且通过该试验获得的水文地质参数精度较高。因此，该试验在工程地质勘察、基坑降水、地下水资源开发利用、垃圾填埋场建设等实际工作中应用广泛。但抽水试验有场地的要求，因此在室内无法完成。通过对试验的实际操作，可培养学生的实践动手能力，提高学生将对实际野外中的水文气象、水文地质条件的认知，掌握水文地质概念模型的构建及水文地质参数的反演方法。

（2）建立地下水动态监测场。通过地下水动态监测场的建立，可使学生直观认识到地下水的流动形态，在观测地下水水位变化的过程中掌握地下水水位、水温测量的基本技能;全面了解地下水补给、径流、排泄过程，结合场地地下水观测结果，进行资源量计算，在此过程中掌握气象水文因素的测量方法、观测地表水与地下水相互转化;开展水质监测，使学生掌握采取水样方法，能够分析地下水水质、确定地下水化学类型、地下水质量类型等;同时可以以动态监测场为基础开展一些开放性的实验，如示踪实验、地下水污染原位修复等实验。

二、实验教学过程控制

优化实验教学过程是提高实验教学质量的关键所在。依照教学大纲，可将整个实验教学过程分为三个阶段：基础教学阶段、独立实践教学阶段、成果编制总结阶段。

基础教学阶段：发放实验操作手册及实验报告相关表格，学生阅读实验操作手册;教师讲授基本的实验原理，并演示实验操作;学生熟悉基本实验测量仪器的用法，教师检查实验用品的准备情况及实验仪器使用的熟练程度。

独立实践教学阶段：学生以小组为单位，分组开展实验。基础实验部分，每组每位学生实验全过程都要求熟练掌握;野外实验部分，可分小组选题，每课题小组内部成员可分工协作完成。在此教学过程中，培养了学生专业思维能力、独立动手能力及协作能力。

成果编制总结阶段：根据实验结果，按照实验报告要求，编写报告绘制相关图件。其培养目的为：培养学生掌握专业资料整理和分析的各种常见方法，学会利用基础资料进行创造性地整编工作并能形成专业实习成果。

三、实验教学模式的建立

完善已有实验教学模式。总结多年已有的实验教学成果，精选实验教学内容，不断增加创新性及开放性实验，设计实验装置，完善实验教学内容，编写水文地质实验教学指导教材，建立实验教学多媒体教案。

采用激励式的教学模式，增强学生的主体性。鼓励学生自主完成实验设计方案、实验扫尾、实验数据处理及资料的计算及分析，教师只在具体实验过程中提供指导及答疑，并在考核结果中对学生实验表现给出评价，引导学生在完成基础实验的基础上，设计自己感兴趣的实验。

采用多媒体现代教学手段。实验教学不应只停留在实体模型上，可引入一些基于软件的数值实验，如可模拟地下水水流及污染物运移的Visual modeflow、GMS软件，抽水试验参数反演的Aquifer test，示踪实验的CXTFIT软件，等等。在实验操作的讲解过程中，也可应用多媒体手段，制作动画、视频吸引学生。

四、实验教学管理

实验教学管理应包括对教师的管理及对学生的管理。在对教师管理方面：要求教师具备高度的责任心以及耐心的教学态度，树立科学严谨的工作作风;严格根据教学大纲及教学目标开展实验教学，认真备课;加强、规范教学过程，定期或不定期考核学生，督促学生完成实验;认真批改实验报告，及时掌握学生的学习状况，并予以及时纠正。对学生的管理方面：要求学生严格遵照实验教学要求开展实验;遵守实验纪律，按要求签到履行考勤制度;严格遵循实验室安全操作规范，确保自身安全及实验室安全。

为保障实验室管理，还需完善实验教学考核评价制度。建立实验过程考核与结果评价结合、个人评价与团队考核相融合的考核评价机制。教师可根据学生的预习情况、实验过程中学生的操作、实验数据处理及实验报告撰写几个部分予以评价。对于设计型的实验，应对学生的实验设计方案的可行性及可操作性给出评价。实验考核结果可依据个人在团队中表现的团队意识及协作能力，给予评分。

五、结语

水文地质学实验教学是水文地质学课程教学的一个重要环节。通过从实验教学平台构建、实验教学过程控制、实验教学模式的建立及教学管理等方面，构建实验教学质量保障体系，可有效的发挥实验室的效能和提高实验教学质量，增强实验教学环节在完成水文地质学教学过程中的作用。

参考文献：

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Exploration on The Experimental Teaching Quality Guarantee System of Hydrology

WANG Yi-wei

水文地质学篇9

中图分类号：P624-4文献标识码：A文章编号：1009-5349（2016）09-0159-01

水文地质野外实习是水文地质专业三年级本科生的必修课，教学目的在于巩固已学专业基础知识、开拓专业视野、提高分析水文地质现象、解决生产问题的能力，并锻炼学生意志、培养其对专业的热爱。野外实习教学与课堂教学有较大差异，教学效果的影响因素也较多。分析主要因素，制定改进措施，对提高教学效果具有重要意义。

一、水文地质野外实习教学特点

水文地质野外实习具有以下特点：首先，知识类型不同，更多地从陈述性知识转为程序性知识。这就需要采用启发式教学，充分发挥学生的主体作用，因而学生的知识基础、动手能力和学习热情直接影响着教学效果。其次，教学资源是实地水文地质现象和具体生产实践问题，其典型性和复杂性对于教学效果具有一定的制约作用。第三，水文地质现象或问题的解释具有多解性，因教师专业背景不同，理解和解答的深度不同，也影响着教学效果。第四，野外实习受到天气因素制约，影响着实习内容和时间的安排，从而影响教学效果。

二、水文地质野外实习教学效果主要影响因素

影响水文地质野外实习教学效果的因素主要包括：教师素质、学生素质、教学方法、教学资源条件和天气条件等。

教师素质：教师专业背景不同，对水文地质问题理解不同。如对温泉成因，可从新构造控水理论、蓄水构造理论、储水构造理论等不同角度理解，解释难度存在差异，影响学生的接受程度。

学生素质：学生学习能力和热情存在差异，对教学效果有重要影响。主要表现在对水文地质问题的理解和与教师的沟通程度不同。身体素质不佳或知识储备不足，直接影响其对于问题的理解；与教师的沟通不足，将导致对关键环节的理解缺失，从而影响到整体理解。

教学方法：因水文地质现象具有时空四维特征，教学上需从点上的水文地质现象扩展到平面上地层露头分布、空间上地质体三维结构，再到地下水流场时空四维结构。需针对水文地质现象特点进行教学设计，使学生逐步达到对于现象的完整认识。教学中知识点安排、教学道具运用、有效互动对于教学效果都有重要影响。

教学资源条件：野外实习旨在巩固学生对基础知识的理解并建立解决实际问题的方法，故水文地质现象越典型，教学效果就越好。

天气条件：因实习多在暑期雨季进行，若遇阴雨连绵天气，多数路线无法出队，造成教学时间缩短；或者因前期降水偏少，泉水干涸，都将影响教学效果。

三、提高水文地质野外实习教学效果的措施

针对以上影响水文地质野外实习教学效果的主要因素，需有针对性地采取改进措施：

提高教师素养：教师需据教学内容特点完善知识结构，在保证准确性的前提下，扩展学生知识视野，拓展其分析和解决问题的思路。这一方面要求教师注意拓广自身的理论体系，一方面需互相研讨以取长补短。

提高学生素养：学生在实习之前要充分复习必要的基础知识；在实习中要预习和熟悉实习路线内容，带着问题去观察和思考。此外，还要考虑学生身体素质，适当安排活动量，对其身体和毅力进行合理的锻炼，并加强沟通，使学生养成勤于思考、敢于提问的习惯。

改进教学方法：首先应重视和加强实习动员，这不但能提高学生的野外安全意识，还可使其重视和热爱实习，保证教学任务顺利完成；其次，可采用从点到面的多维教学方法，即从知识点准确解析，到面上全面踏勘，建立起水文地质现象的整体图景。其关键在于从点到面的连接，需要教师用逻辑主线将知识点进行有机组织，用情感主线在关键节点对学生进行启发和鼓舞，从而达到良好的互动和传授效果。

有效利用教学资源：对已遭破坏的教学资源，可采用其他手段弥补。如采用视频呈现原四零八温泉泉口情景，尽可能使学生获得感性认识；对于破坏严重的资源，需重新开辟相似的实习路线。此外，对典型教学路线，应与当地政府进行沟通，对其进行有效保护。

适应天气条件：因天气条件直接影响着水文地质现象尤其是泉的流量、河流水及实习路线的通过性，这就需要适应天气条件，合理安排实习路线和实习时间，以求最大限度完成教学任务，提高教学效果。

四、结论

水文地质野外实习的教学与课堂教学有较大差异，主要表现在知识类型转变、教学资源限制、现象多解性和天气因素制约等，其教学效果的主要因素包括教师素质、学生素质、教学方法、教学资源条件和天气条件等。根据野外实习教学实践，采取有针对性的改进措施，有望有效提高野外实习的教学效果。

水文地质学篇10

《水文地质学基础》是高职院校金属矿产地质与勘查技术专业、水文地质与勘查技术专业，金属矿开采技术专业、矿山地质专业的专业基础课。水文地质学是研究地下水的科学，主要研究在岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作用下地下水水量和水质的时空变化规律，并研究如何运用这些规律兴利除害，为人类服务。通过该课程的学习，可以掌握水文地质学的基本概念、理论和方法，为以上4个专业的专业课程学习奠定良好的基础，为学生在实际工作中参与地下水的观测、进行地下涌水的处理等提供理论依据，因此，搞好这门课的教学显得尤为重要。

《水文地质学基础》课程教学存在的问题

据统计，云南省有5所高职院校开设了资源开发与测绘大类专业。笔者所在的学校自2005级开始在金属矿产地质与勘查技术专业、金属矿开采技术专业、矿山地质专业中招收高职全日制脱产和函授大专学生，到2010年已有三届毕业生、三届在校生。先后有10个教学班开设了《水文地质学基础》课程，笔者一直承担该课程的教学工作。结合教学实际，笔者认为，在高职院校《水文地质学基础》课程的教学中普遍存在以下问题。

对《水文地质学基础》课程的性质和地位认识不足在高职教育中，资源与测绘大类的专业少，开设《水文地质学基础》课程的专业更少，学习本门课程的人数少，课程在专业以外的认知度低。在笔者所在的学校，制定高职人才培养方案时，《水文地质学基础》应作为金属矿产地质与勘查技术专业的专业基础课还是专业主干课，曾在相关教师中发生了激烈的争论，最终根据教育部教育司2005年版的《高职高专专业概览》才尘埃落定。

使用的教材多为高等学校教材，与高职教育的要求不相匹配高职教育主要培养具有一定理论知识和较强实践能力，面向生产、建设、管理、服务第一线的高素质技能型专门人才。要求学生具有够用的理论知识，较强的动手能力和工作适应性，强调学生在实际工作中要“素质高，上手快，技能强”。高职教育与高等教育培养高级专门人才的目标是不同的。培养目标的不同决定了教学内容的不同，但是，在高职实际教学中，《水文地质学基础》主要选用的大多是高等院校的教材，学科理论介绍多，实际应用介绍少。

适合课堂教学的电子课件少，教师多沿用传统教学模式，教学方式单一《水文地质学基础》课程专业性强，尽管近年来多媒体电子课件在网络上随处可见，但关于《水文地质学基础》课程的课件少之又少。要做好一件成熟的实用的电子课件，需要大量的资料和图片，但由于专业性较强，这方面的资料往往有一定的保密要求，一般人很难找到相关资料，再加上水文地质工作目前主要是相关专业的工程技术人员在实施，高职教师参与很少，导致现在的课件以罗列教材中的内容为主，质量不高，适用性和吸引力不强。

教师大多沿用传统教学模式，教学方式单一在实际教学中，《水文地质学基础》的任课教师大多采取单一的讲授形式，教学仍然是以课堂为中心、以课本为中心、以教师为中心，整个教学过程都在教室里完成。学生没有机会到实地考察，将理论与生产实际对应，因此，学习的积极性、主动性较差。学生的注意力主要集中在接受教师传授的现成知识上，学习围绕课本和考试，沿袭着“上课记笔记、下课抄笔记、考试背笔记”的传统学习方式。讲授方式单一，课程缺少吸引力，导致本门课程枯燥无味；学习方式单一，学得快，忘得快，导致课程学与不学一个样；再加上有些学生本身对所学专业认识不清，更是降低了课程学习的积极性。

《水文地质学基础》课程的教学体会

笔者从2006年开始讲授《水文地质学基础》课程，到2010年，已经完成了10个教学班的教学工作。经过在教学中不断总结和完善教学方法，归纳起来主要有以下三点体会。

根据专业特点，确定教学目标高职院校金属矿产地质与勘查技术专业、水文地质与勘查技术专业、金属矿开采技术专业、矿山地质专业的学生学习《水文地质学基础》课程的目的，并不是要把他们培养成为水文地质专家或专门从事水文地质科学研究的专业人员，而是让他们掌握水文地质的基本概念和基本理论，能够将水文地质理论和技术应用于其今后的工作领域，成为既熟悉本专业业务，又掌握水文地质基本概念和基本理论的技能型人才。对这些专业的学生进行水文地质教育，应该面向金属矿产地质与勘查、水文地质与勘查、金属矿开采、矿山地质等工程领域的应用，以掌握基本理论、突出实践应用为目的。因此，本门课程的教学目标是讲清《水文地质学基础》的基本概念、基本理论，重点抓好基本概念、基本理论的实践性和实用性教学。

根据教学目标，增加课程的实践性和实用性教学笔者所在学校属于企业办学，隶属国有大型企业集团，在学生实习实训和企业工程技术人员到学院兼职讲课等方面具有得天独厚的优势和条件。结合集团与学校的实际情况，笔者重新编写了高职《水文地质学基础》课程的教学大纲，突出了课程的实践性和实用性。在实际教学中逐步尝试进行课程改革。首先是改变单一的教学方式。在2006、2007级金属矿产地质与勘查技术专业的《水文地质学基础》课程讲授中，尝试性地引入讨论式教学和现场教学。在讲授“岩石中孔隙”时，先讲清基本理论，然后通过布置课外作业的方式，让学生通过互联网或相关书籍查阅砂岩、泥岩、泥质灰岩中孔隙的异同，最后让学生结合《普通地质学》、《岩石学》等课程展开讨论，加深对理论知识的理解。在对2007级金属矿产地质与勘查技术专业的学生进行生产实习动员时，笔者结合实训基地的情况，向学生介绍了即将实习的工作区的水文地质情况，并要求学生在实习过程中收集实习矿区的水文地质资料。这一尝试在学生一年后的毕业论文中收到了很好的效果，笔者参与评阅的12份毕业论文中，有多达11份介绍了实习矿区的水文地质情况，有的还提出了矿山巷道涌水的处理方案。在给2008级金属矿产地质与勘查技术专业的学生讲授“大气降水入渗机制”时，恰逢降雨，笔者便直接将学生带到一个建筑施工工地，通过地表的一个新鲜垂直剖面给学生介绍此部分内容，极大地提高了教学效果和学生学习的热情。其次是积极与实训基地的工程技术人员沟通，建议实训基地的工程技术人员在学生进行认识实习、课程实习、生产实习及毕业实习的过程中注意介绍水文地质的内容，包括地下水量的计算、地下涌水的处理、矿山巷道水的处理等，增加课程对实际工作的参与性，提高学生学习的主动性。教学方式的改变和调整，大大增强了课程的吸引力，得到了学生的一致好评。

制作PPT演示文稿，增加课程讲授的直观性和吸引力从2008年开始，笔者将教学讲义的部分章节做成PPT演示文稿，利用多媒体将枯燥的教学内容通过图片和动画展示出来，大大提高了课程讲授的直观性和吸引力。

《水文地质学基础》课程教学方法改革思路

高职教育作为高等教育的一个类型，肩负着培养面向生产、建设、管理和服务第一线需要的高技能人才的使命，在我国加快推进社会主义现代化建设进程中具有不可替代的作用。随着我国走新型工业化道路、建设社会主义新农村和创新型国家对高技能人才要求的不断提高，高职教育必须向培养大量高素质技能型专门人才转变和发展。高职教育的人才培养模式必须强调实用性和技能性，这就要求在高职课程建设中充分考虑课程的实践性环节。

应进一步明确高职院校《水文地质学基础》课程的实践性教学目标高职院校开设《水文地质学基础》课程的目的是学习水文地质的基本概念、基本理论及其应用。课程建设与改革是提高教学质量的核心，也是教学改革的重点和难点。高职院校要积极与行业企业合作开发课程，根据技术领域和职业岗位（群）的任职要求，参照相关的职业资格标准，改革课程体系和教学内容，要根据现在和将来的实际应用及需要确定教学目标和教学内容。近年来，各种地质灾害频发，不断地提醒人们必须加强对自然科学知识的学习和应用，才能增强人类改造自然的能力。《水文地质学基础》作为一门自然科学类课程，有责任在人类改造自然的进程中对其研究领域的知识进行普及和介绍，让更多的人了解其学科性质和内容，因此，在教学目标中突出实践性和实用性至关重要。

应充分发挥多媒体教学的优势，增加课程的直观性和吸引力《水文地质学基础》课程的应用性和实践性较强，如果沿用传统的教学方法，与学生学习的心理相违背，教学效果肯定不理想。多媒体技术的迅速发展为教学提供了很大的方便，在《水文地质学基础》课程的教学中必须使用现代化的教学手段，将枯燥的理论形象地展示出来，增加课程的直观性和吸引力，提高教学效率和教学质量。在教学过程中，针对水文地质的具体教学内容、（地球上的水及其循环、岩石中的孔隙与水分、地下水的赋存、地下水运动的基本规律、毛细现象与包气带水的运动、地下水的化学成分及其形成作用、地下水的补给与排泄、地下水系统、地下水的动态与均衡、孔隙水、裂隙水、岩溶水、地下水资源、地下水与环境）学习目标及学生特点等具体情况，采用不同的多媒体形式进行教学。例如，在讲流网时，可引入如何判断矿区的潜水含水层和地表水的补给关系的内容，利用动画模拟地下水的流动方向，从而判断它们之间的补给关系。这些直观的演示可以加深学生对流网的认识，并可以充分发挥学生的视觉、听觉、触觉等器官的功能，使学生在轻松愉快的环境中，用有限的时间获得更多的信息和知识。若能结合专业特点以及课程内容设计一些课件，会使教学活动更加丰富多彩。

水文地质学篇11

1.高职水文地质专业课堂教学现状

水文地质专业的建立虽然有半个多世纪，但受中国经济和行业发展的制约，目前课堂教学还是传统的填鸭式教学方法。中国高等职业教育与欧美等发达国家高校相比还存在较大差距，无论在软件与硬件方面都有很多不足。

1.1专业培养目标不清

水文地质专业实践性很强，应以实践能力为培养目标。但多数院校的教师在课堂教学环节上没有认清培养目标，还停留在普通高校说教为主的原始教学模式上，课堂理论教学在教学中所占的比例较大。笔者认为，应从培养目标、专业知识特点、水文地质需求等方面构建专业培养体系，确定明确的培养目标，即培养实践能力较强的应用型学生。

1.2师资力量不足

目前国内许多高职院校的师资[1]力量严重不足。以吉林大学应用技术学院水文与工程地质系为例，现有教师7人（其中包括1名实验员），分别为三个年级三个班授课，每个教师要讲2―3门课程，有时还要聘请其它系的教师；教师的年龄偏高，技术职称过于集中，我系7名教师中年龄最小的也有40多岁了，副教授占85%以上，比例严重失调；近几年有三人要退休。符合要求的“双师型”教师较少甚至没有；讲课内容缺乏实践技能和应用能力，讲授的课程很难与生产实际相结合。

1.3重理论轻技能，重证书轻实践

传统大学教育注重基本理论与概念，高职教育沿袭了传统的教育理念。专业课程的设置和学习目标都以基本理论为主。实践技能的训练与实习所占比例较少。我校水文地质专业理论课时为80%，其余20%为实习实训。很多学生认为能拿到毕业证书就容易就业，对实训实习失去兴趣甚至根本不参加。无法使个人业务能力提高，个人综合素质发展也不符合专业培养目标和社会需求[2]。

1.4教学配套严重不足

沿袭传统的教学方法，高职院校水文地质专业的培养体系和目标不清晰，教材的编写基本参考原有的传统教材，例如，新编的高职高专类“十一五”规划教材《普通水文地质学》，与原普通高校同类教材的重复率达到80%以上，体现不出高职高专能力培养方面的内容，教学配套教材无法与高职高专的实践能力培养相联系，与水文地质的发展和社会需求严重脱节。

1.5校内实习条件简陋效果无保障

高职院校的校内实习条件简陋，甚至没有基本的实验室和简单的实习实训设备，很难向学生提供全面有效的实训机会。作为实践性较强的水文地质专业，课堂上应该有模拟实践的实验、试验等实训过程。

1.6考核方法简单

高等技术应用性型人才是高职水文地质专业培养目标，大多数高职院校对学生的考核简单，主要局限于基本理论和基本概念上，没有实践能力方面的考核。我校水文地质考核都是书本上的内容，而且期末试卷成绩只占总成绩的40%，其余60%包括平时课堂提问、作业、测验及学习态度等，根本谈不上实践能力的培养。

2.高职水文地质专业课堂教学改革措施

2.1改变传统形式化教学方法

教案要求、课程设计模式、板书设计等，这些都属于教学形式。一位教学经验丰富的老师说，讲好一堂课，关键是学生理解了你所讲的内容，而不在于板书的设计与安排的多么好；多媒体课件是教学的辅助形式，能用则用，对于简单的图形，一边讲一边在黑板上画效果更好；教学检查更应该注重教学效果的检查。

当然，为保存教学资料和教学评估也要做这些工作，但不能作为重点。

2.2加大实习实训课时量

传统教学课时量与实习实训课时量的比例是8：2，教师讲的多，学生做的少；即使是实习实训，大多数时间也是老师在讲，学生袖手旁观，更不动脑动手去操作。近几年带学生进行野外实习，体会较深的是教师又讲又做，而学生没事干。要想改变学生这种懒惰的思想，必须让学生多做，课堂与实习实训的课时比例应该为4：6，即教师讲的少，学生做的多。

2.3教师重点讲授基本理论与方法

课堂上教师应该把基本理论概念给学生讲清楚，指出重点与难点。比如讲授《地下水动力学》这门课程，应把重点放在裘布依公式及泰斯公式上，再结合这两种理论讲授相应的例题。把其余的时间留给学生。学生的时间安排：一是学生自学，教师随堂辅导，解答学生提出的问题；二是通过自学后让学生扮演教师的角色，站到讲台前讲课，而教师坐到学生的位置听课，对讲课的学生提出问题及指导。三是学生进行分组讨论，然后各小组之间再进行交流与探讨，达成共识。

2.4学生独立完成课题

水文地质专业要求实践能力较强，教师讲授基本理论知识后，重要内容是应用基本理论解决实际问题。笔者介绍两个实际经验。经验Ⅰ：渗水试验的设计与实践。第一步，教师讲解渗水试验的基本理论；第二步，把要求做渗水试验的资料分给学生，同时让学生熟悉并查找与渗水有关的资料；第三步，学生根据实际资料进行渗水试验设计书的编写；第四步，依据设计书到野外进行渗水试验。经验Ⅱ：搜集实习区域资料编写实习报告。水文地质专业每学年都要进行野外教学与生产实习。以二年级秦皇岛模拟生产实习为例，实习前教师布置任务，搜集秦皇岛石门寨地区的地质、水文地质、工程地质及相关环境地质灾害资料，独立完成《秦皇岛石门寨水工环实习报告》，为实际教学与生产实习奠定基础。

传统水文地质试验与教学生产实习都是教师讲授，然后教师手把手教学生做，束缚了学生主观能动性的发挥，大多数学生懒得动脑学习，懒得动手去做。上述两个经验能够弥补传统课堂讲授的缺陷。

3.改革考核模式

高职高专是培养学生实际操作与生产能力的教育，必须改变传统的一张试卷定成绩的考试模式。应该对学生进行综合考核。具体的考核成绩比例为：平时成绩占10%；实习实验（试验）占10%；随堂测验考试占20%；期末试卷占60%。而对于二年级或三年级，可以根据课程的性质进行适当调整，比如《水文地质勘查技术与方法》这门课，期末考试可以写水文地质勘察报告，抽水试验设计，水文水井钻探设计等。

4.教师到生产单位实践学习

高职高专院校的教师应该既具有深厚的理论知识，又具备丰富的生产实践经验。事实并不如此，大多数教师是从学校门再到学校门，没有生产实践经验，教给学生的只是书本知识，不能解决实际生产问题，甚至教师根本就没有遇到过此种问题，怎么能培养学生解决生产实际问题的能力？居于这一点，应该把教师送到生产单位实习，没有课的教师有充足时间安排实习，有课的教师可以安排在寒暑假期间，条件允许可以一边上课一边实习。教师通过生产实践得到锻炼，也会把实践经验传授给学生。

5.加强学校与企业项目实习、生产联合

根据高职高专的培养目标，应该加强学校与企业实习、生产联合[3]。学生在学校学的是理论知识，而企业才能使学生的理论与实践结合起来，提升学生的动手能力。与我校有联系的企业单位很多，主要分布在吉林、黑龙江、辽宁、内蒙古及华北各个省区。2008年―2011年，吉林大学应用技术学院国土资源系水文地质专业学生在黑龙江省地质调查研究总院、904水文地质工程地质勘察院、黑龙江省第二水文地质工程地质勘察院及齐齐哈尔地质勘察院等许多地质企业实习，单位负责教师与学生的吃住等费用，学生每天还有一定的补助，最重要的是教师与学生直接参加企业的生产项目，如《哈尔滨市城市地质调查》、《贵州抗旱水文地质抽水试验》（904援贵抗旱找水项目）等许多项目，教师与学生直接参与搜集资料、整理资料、野外地质编录、抽水试验及编写报告等工作。通过生产锻炼，学生的实践能力提高了，表现优秀的学生跟单位直接签订了就业合同。

6.结语

高职水文地质专业的课堂教学模式多种多样，教师讲授理论与基本概念是基础，同时还要培养学生的自主能动性，学生参加实习及综合训练。要系统结合生产单位的生产实践进行实践性教学，以不断丰富和完善水文地质专业的教学内容、方式与方法。随着社会对资源尤其对地下水资源的需求以及对水环境治理与保护的加强，地勘单位对高职水文地质专业人才的需求会越来越紧迫，包括我校在内的各高职院校应根据市场需求寻求高职水文地质专业教学改革与发展方向，调整专业设置，整合课程体系，重构高职水文地质应用人才培养模式，培养学生的实践能力、创新能力和创业意识。

参考文献：

水文地质学篇12

[中图分类号] TU7-4 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2014）14-0079-03

我国土木工程建设有着飞快的进步，房地产产业和住宅的大发展、高速公路和高速铁路网的迅猛兴起，增强了我国的综合实力。城市建设中的基坑开挖不仅越来越深，而且开挖对周围环境的影响越发敏感；全国30多座城市已建或在建地铁，大冶露天铁矿开采的边坡高度达到800多米，海底隧道、煤矿开采的深度最深达到1000多米。同时，近些年我国工程建设中事故频发，如杭州风情大道地铁基坑倒塌事故、上海莲花河畔景苑7#楼倾倒事故、青岛输油管道爆炸事件。因此，我国对工程建设场地选址及场地内地质条件要求越来越高，水文与工程地质工作是土木工程建设重要的、不可缺少的基础工作。

1998年教育部颁布《普通高等学校本科专业目录》，将原来的结构、桥梁、道路、岩土、矿井建设、城镇建设等8个专业合并为土木工程专业，成为一个宽口径的大专业土木工程，具有内涵广泛、支系众多、科目复杂的特点，涵盖领域极为广泛，对学科全貌充分认识与把握，以期培养出的学生“理论基础扎实，专业知识面广，实践能力强，综合素质高，并有较强的科技运用、推广、转换能力”。[1] [2]土木工程概论课程涵盖工业与民用建筑、交通土建、地下工程、岩土工程、市政工程、水利水电工程及国防工程等广泛领域。[3] [4] [5]通过对土木工程概论课程的学习，对刚进入大学的水文与工程地质专业学生以后从事土木工程相关的勘察、设计、施工、监理、管理等领域从事技术或管理工作有个较为全面的认识。

一、水文与地质专业对土木工程的重要性

资源开发和基础建设在国民经济中有着十分重要的意义。道路桥梁建设、煤矿资源调查等项目开展初期和建设过程中都必须对工程地质自然灾害、水文与工程地质条件、不良地质现象及工程对周围环境的影响进行评价和调查。资源开发利用、基础设施建设造成的水文与工程地质条件的恶化，对人类的生产和生活造成极大的影响，如采矿导致的地面沉降、人工开挖对边坡稳定性的影响、尾矿库对地下水的污染、水库蓄水诱发区域性地震，特别是近年来由于经济发展导致的全国大范围的雾霾天气。故此在各类地质环境评价、资源开发利用以及地基基础工程建设等过程中，不仅需要从业人员懂得水文与工程地质专业知识，而且会科学管理各种工程。但从现实情况来看，高级应用型技术人才普遍不足。

水文与工程地质的毕业生，既有厚实的专业理论基础、宽广的专业知识，又有较强的实践技能，可在大型工矿企业、城市、城镇从事给排水、地下水及区域环境评价等方面从事水文地质调查工作，也可在有关部门从事飞机场、港口、海岸带海洋环境、铁路、公路、隧道、水库等土木工程方面的工程地质勘查工作。

二、土木工程概论课程的特点

（一）涵盖内容全面

本课程包括材料力学和结构概念、建筑工程类型及施工工艺、飞机场工程的选址及建设、地下工程类型及施工工艺、桥梁工程的类型及施工工艺、道路工程的选线及种类、铁路工程、海口工程、给排水工程、海洋工程、土木工程中的灾害等内容，其中不仅涉及材料力学、结构力学、土力学、钢筋混凝土结构等力学内容，还涉及规划、施工及监理方面的内容，因此学好这门课程，对于刚跨进高等学校大门的水文与工程地质专业的学生而言，理解本专业的培养目标意义重大。

（二）发展变化快

土木工程虽然是一门古老的学科，但其领域随相关学科的发展、经济建设和社会进步的需要而不断深化、不断拓展。

（三）应用性广

随着城市化的发展，我国对能源需求越来越大，高层及超高层建筑越来越多，建筑基础形式多以桩基础等深基础为主，这不仅要求水文与工程地质专业毕业生掌握扎实的专业基础知识，同时又为毕业生就业提供了更多的机会。

三、土木工程概论课程存在的不足

（一）教材内容的滞后

土木工程建设种类、规模发展日新月异，由于时效性，教材不可能及时反映土木工程的变化，已淘汰的施工工艺技术甚至还有可能在现有的教材中出现。

（二）课堂教学方式不丰富

土木工程概论课程涉及的工程种类多、工程性很强。现代多媒体的运用相较于传统的黑板教学而言，能够大大提高教学效率，在很短的时间内扩大了学生的知识面。涉及高层建筑、桥梁、隧道等工程的施工工艺的流程、各种施工机械的操作过程，学生如不到工地现场则不能很好地掌握关键施工技术，这就导致教学效果不理想，学生对知识的掌握不牢靠。

（三）教学素材收集难

由于土木工程涉及交通、土建、港口、海洋等方面，其覆盖面相当广泛，要收集各种工程的典型性素材有相当的难度。

四、土木工程概论课程教学改革

（一）精选教学内容

土木工程概论课程的教学目标是开拓学生土木工程的视野、培养学生土木工程的意识、激发学生持久的学习动力。因此在讲课时可选择生动宏伟的建设场景和案例，如上海中心基坑施工、广州东塔基坑施工、三峡大坝工程、港珠澳大桥建设及世界各地的海底隧道工程等，以此来让学生建立土木工程的整体和发展思维，从而提高他们学习后续课程的兴趣和质量。同时，在教学中将学生带到实际工程现场，进行现场教学，让学生提前接触生产实际，掌握一些现场施工的知识，为他们走向工作岗位奠定坚实基础。

（二）采用形式多样的教学方法

为激发学生学习兴趣、提高课堂效率，各种如桥梁类型、隧道类型、飞机场形式等可以用静态多媒体直观、形象地展现出来，以此提高学生对工程的直观认识，加深学生的理论知识，以较少的教学时间收到很好的教学效果。土木工程概论内容丰富多彩，为避免课程内容变得枯燥无味，教师在课堂教学中不应仅仅以静态图片的形式向学生讲解土木工程的有关概念、理论，这样易让学生产生厌学情绪。课间播放一些隧道施工、深基坑维护施工的教学短片，如人工挖孔桩、港珠澳大桥施工录像、广州东塔的施工动画、管桩打入施工过程、双排桩施工过程、锚杆支护施工过程、越江隧道施工动画、边坡加固施工过程。通过教学录像的播放，让学生掌握各种土木工程的施工方法。

（三）穿插专题讲座

为了让学生了解土木工程的最新发展状况，针对新近的一些深大基坑工程、桥梁工程及土木工程方面的试验平台做专题讲座，如上海莲花河畔景苑7#楼倾倒事故分析、上海中心深基坑支护工程、港珠澳大桥施工、国内外离心机试验、动态空心圆柱剪切试验等。随着城镇化的进展，近年来淮南新建了一批深基坑工程、桥梁工程、隧道工程。在教学过程中，邀请现场技术人员到课堂上来给学生做讲座，如进行过“搅拌桩维护施工”、“地下连续墙施工”、“拉森板桩维护施工”、“地下空间施工”、“打入桩施工”等专题讲座。专题讲座不仅充实了教学内容、开拓了学生的知识面，而且能引导学生从事土木工程的就业方向。

（四）知名人物及实验平台介绍

为增加水文与工程地质专业学生对国内外高校土木工程专业的认识及针对部分学生今后考研的情况，教师在讲解到各种土木工程时，可穿插些相关的历史人物、当代知名学者及国内的一些重点实验室的介绍。如讲到桥梁工程时，可讲一讲茅以升事迹、卢沟桥事件、国内外知名高校桥梁工程专业的知名学者及同济大学的桥梁结构抗风技术交通行业重点实验室；讲到地下工程时，可介绍同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室的离心机试验机、动态空心圆柱剪切仪；讲到铁路工程时，可介绍一下中国首位铁路工程师詹天佑、同济大学的道路与交通工程教育部重点实验室；讲建筑工程时，可说一说建筑大师贝聿铭的杰出成就等；讲到土木工程灾害时，可介绍同济大学的土木工程防灾国家重点实验室。

（五）新近知名土木工程建筑介绍

国内外的知名建筑发展日新月异，现有的教材很难跟上其发展变化。因此，在讲授土木工程概论时，应介绍国内外最新的土木工程建设进展，以增加本课程的时效性，从而激发学生的学习热情。讲土木工程材料时，可穿插装修材料的最新发展状况；讲高层建筑时，可介绍国内正在建设的摩天大厦，如上海中心大厦；讲桥梁工程时，可穿插东海大桥、杭州湾大桥的建设情况；讲高铁建设工程时，可结合京福高铁来讲；讲水利工程时，可以介绍一下我国西南地区正在建设的水电站，如向家坝水电站、白鹤滩水电站以及金沙江、雅砻江、大渡河等“三江”水电基地。通过讲解一些知名重大工程建设的情况，可以拉近水文与工程地质专业学生与土木工程之间的距离，以此激发学生学习本门课程的兴趣。

（六）授课教师的优选与培养

土木工程概论涉及现有的各种工程，要求授课教师不仅要具有宽广的知识面，而且要有丰富的实践经验，为此要选具有丰富科研经历的教师授课本门课程。近年来，由于高等学校招生规模的扩大和高校教师数量的不足，尤其是有一批青年教师缺乏实践经验，致使土木工程概论的教学存在一些问题。因此，不仅要求有经验的教师对年轻教师进行传、帮、带，鼓励年轻教师参与相关研究课题中，而且为了掌握土木工程的最新进展，年轻教师要经常参加国内外的相关学术会议，在寒暑假期间，尽量去工地实习、锻炼，掌握现场施工的细节，不断更新土木工程概论的教学内容。

五、结论

土木工程概论课程教学改革可起到几点作用：1.提高学生学习土木工程概论课程的兴趣、效率，激发了水文与工程地质专业学生将来从事土木工程建设的热情。2.使学生更深刻地认识到土木工程概论课程的重要性，加深理解水文工程地质对各类工程的影响，以及各类工程与水文工程地质间的相互作用与关系。3.提高了学生在土木工程建设中，保护水文与工程地质环境的自觉性，能够让学生认识并分析不良水文与工程地质条件，并能针对具体问题提出处理措施。

[ 注 释 ]

[1] 傅光耀.关于土木工程专业建筑工程方向教学改革的探讨[J].高等建筑教育，2001（1）：25-26.

[2] 王清标，初明祥，胡永强.大土木背景下《土木工程概论》教学模式创新研究[J].当代教育理论与实践，2012（4）：75-77.