水文地质学基础教学目标

'《水文地质学基础》课程教学大纲适用专业及对象：地质、岩土专业全日制三年中等专科学校学时：64学时1、课程的教育目标《水文地质学基础》是水文与水资源工程和环境工程专业必修的重要专业基础课。该课程的基本知识也是岩土工程、勘察技术、资源勘察、土木工程和建筑工程（岩土工程方向）等与地下水有关专业的必修内容。通过本课程的教学，使学生系统地获得水文地质学的基本知识和地下水的形成、分布、运移的基本理论；初步掌握运用所学知识对与地下水有关问题进行水文地质分析的基本方法和技能。2、课程的知识、能力、素质结构通过本课程的教学，使学生重点掌握以下几方面的知识：            ★    了解课程的性质、任务、研究对象以及在所学专业的地位，对水文地质学有一个整体的认识。★重点掌握水文地质学的基本概念，基本原理和基本研究方法。★掌握地下水的形成、分布、运移特征和规律，学会运用水文地质学原理，科学分析和解决相关水文地质问题的思维方法。★掌握简单的水文地质专业作业方法。3、课程的内容、结构框架和基本要求、学时分配1)课程的内容、结构框架、学时分配讲      课    内      容学  时绪论1 第一章：地球上的水及其循环3第二章：岩石中的孔隙与水分4第三章：地下水的赋存8第四章：地下水运动的基本规律4第五章：毛细现象与包气带水的运动2第六章：地下水的化学成分及其形成作用8第七章：地下水的补给与排泄4第八章：地下水系统2第九章：孔隙水4第十章：裂隙水2第十一章：岩溶水42）基本要求绪言学习目的与要求：通过绪言的学习，使学生掌握水文地质学的概念、研究对象及研究内容；了解水文地质学在国民经济建设中的作用及水文地质学的发展概况。重点掌握地下水的主要作用（功能），使学生深刻理解学习本课程的意义。重点和难点：地下水和水文地质学的定义；地下水的主要作用。第一章  地球上的水及其循环学习目的与要求通过本章的学习，使学生了解自然界中水的形成和分布；掌握自然界的水循环过程；理解自然界水的统一性以及气象、水文、地质、人类活动等因素对地下水循环的影响，并深刻理解参与自然界水循环的地下水的含意。重点和难点自然界的水循环（地质循环、水文循环、大循环、小循环）的概念；影响自然界水循环的气象、水文要素。教学提示从自然界水的分布及其统一性来认识地下水，重点阐明地球水分的转化是通过循环而实现的道理；蒸发、降水和径流是自然界水循环过程中的主要环节。第二章  岩石中的空隙和水分学习目的与要求 通过本章的教学，使学生了解岩石空隙（孔隙、裂隙、溶穴）的概念，并掌握相应空隙度的求法；了解岩石中水的各种存在形式；牢固掌握与水分的储容及运移有关的岩石的性质（岩石的水文地质性质）及其相应的定量表达式。深刻理解由抽水引起的地下水位下降所导致的松散岩石的固结压密现象，使岩石的孔隙度、给水度、渗透系数等参数减小的作用机理—有效应力原理。重点和难点岩石的空隙性；有效应力原理。教学提示本章应着重阐明岩石的空隙性与水的储容和运移之间的辨证关系，为含水层和隔水层概念的理解打下基础；结合地下水位下降导致的松散土层固结压密现象阐明有效应力原理（太沙基有效应力原理），为以后学习开发利用地下水引起的地面变形问题准备理论基础。授课时应配合实验及各种直观教学方式，加深学生对课程内容的理解。第三章    地下水的赋存学习目的与要求通过本章的教学，使学生掌握地下水在地质剖面中的分布；掌握含水层、隔水层与弱透水层的概念及它们之间的辨证关系（相对性）；深刻理解地下水赋存特征对水量、水质时空分布的影响。在此基础上，明确按地下水埋藏条件划分的包气带水（包括上层滞水）、潜水、承压水和按含水介质类型划分的孔隙水、裂隙水、岩溶水的概念及其一般特点。重点和难点含水层；隔水层；弱透水层；上层滞水；潜水；承压水。难点是含水层与隔水层的相对性；潜水与承压水的相互转化。教学提示本章在深刻理解岩石空隙性与水的储存、运移之间关系的基础上，应着重阐明含水层与隔水层的概念及二者的相对性，并指出弱透水层或半含水层的给水意义。可通过课程作业，使学生学会等水位线图的做图方法及其所揭示的水文地质信息，以加强对课程内容的理解。第四章  地下水运动的基本规律教学目的与要求通过本章的学习，使学生建立起地下水在各种因素影响下，处在经常不断的运动之中的思想。地下水在运动中要与其赋存环境发生各种各样的作用，在改造环境的同时，本身也被环境改造，使得其水质、水量及其运动状态发生相应的变化。通过教学，使学生在理解地下水运动特点及水力学相关概念的基础上，重点掌握重力水运动的基本规律—达西定律，学会运用达西定律和流网图来解释一些水文地质现象，分析和解决相关的水文地质问题（包括地下水天然流量计算与简单的井流计算）。重点和难点达西定律及其应用条件；流网图的做法及其反映的水文地质信息。难点是达西定律的表达式中各项因子尤其渗透系数的物理意义；流网图中各种边界条件的处理。教学提示 着重讲清达西渗流定律。在讲清地下水运动特点的基础上，重点阐述达西定律的内容和表达式中各项因子的物理意义，并明确达西定律的适用条件，强调达西定律理论的经典性和应用范围的广泛性。通过实验，使学生进一步理解达西定律。实践表明，在绝大多数情况下，地下水的运动都符合达西线性定律。达西式不仅是水文地质计算的基础，也是定性分析各种水文地质过程的重要依据。流网是地下水动力场、化学场、温度场分析的有力工具，应重点讲授。可以稳定流场为例，用迹线代替流线讲述，学生易于理解。教会学生绘制流网图。并引导学生从流网中提取水文地质信息。通过实验和课堂或课下作业，使学生掌握运用达西定律和流网分析的方法，解释和解决水文地质问题的基本思路。可用达西定律应用举例的方式，教授学生求算地下水天然流量和简单的井流计算内容。关于饱水粘土中水的运动规律，其内容和学时均可灵活安排。第五章  毛细现象与包气带水的运动学习目的和要求通过本章教学，使学生了解毛细现象的实质和相关概念；理解毛细水上升的机理和毛细水上升高度测量原理。掌握均质土包气带水分的分布、运动规律。重点和难点重点是包气带水的分布及运动规律。难点是毛细负压，弯液面上的受力分析，由拉普拉斯方程表达的完液面的表面压强。    教学提示从水—气界面的表面张力及其所产生的表面压强入手，展开对具体问题的阐述。本章内容和学时可根据专业要求增减。第六章    地下水的化学成分及其形成作用学习目的与要求通过本章的学习，使学生深刻理解自然界没有化学纯的水，地下水是一种复杂的溶液，它是水与环境（自然地理、地质背景）及人类活动长期相互作用的产物。因为地下水赋存并运动在介质环境当中，二者必然要发生各种各样的相互作用，结果它们的性状都将被改造，使地下水获得了环境的物质，环境中则留下了水活动的痕迹，因而地下水化学成分的特点深刻地反映着环境的特征，环境状态也显示着地下水活动的信息。通过教学，使学生牢固掌握地下水的主要化学成分及其形成作用的概念和机理；了解地下水的基本成因类型；学会水质分析资料的整理及其表示方法。重点和难点本章重点是地下水化学成分的形成作用（7大作用）的概念和作用机理。教学提示应强调地下水是一种复杂的水溶液。地下水作为一种天然的溶剂，在不断的运动中改造着环境，同时本身也被环境所改造，其水质、水量随时空变化而演变，始终维持着水—岩— 盐之间的动态平衡。所以，研究地下水的化学成分及其形成作用，不能孤立的、静止的从化学纯的角度去研究，必须地下水与环境的长期作用及人类活动干扰的角度，去揭示地下水化学成分演变的内在原因和规律。另外，地下水化学成分的形成作用与化学元素在水中的迁移，都是在不断运动中进行的，所以必须与地下水运动的研究密切结合。可利用课堂或课下作业方式，指导学生完成一个实际水样化学分析成果资料的整理和成因分析，以培养学生的实际工作能力。第七章    地下水的补给、排泄与径流学习目的与要求通过本章的学习，使学生清晰的建立起运动的地下水与环境介质相互作用相互改造，使水量、水质随着时空的变化而有规律的重新分布的思想。牢固掌握地下水补给、径流与排泄的概念并深刻理解其基本内涵。了解影响地下水补、径、排特征的主要因素与机理。深刻理解含水层或含水系统通过补给从外界获得水量、盐量和能量，通过径流将水分和盐分由补给区输送到排泄区而后向外界排出的过程。弄清随着水分的交换、运移过程，必然伴随着盐分的交换和运移，从而控制着地下水水质和水量的分布规律。重点和难点重点是地下水补给、径流、排泄的概念、过程和方式。教学提示在清晰阐述地下水补给、径流、排泄的概念的基础上，分析、介绍地下水的各种补给来源、排泄方式和径流要素。使学生建立起含水系统中“盐随水来，盐随水去”，水分和盐分在时间和空间上共同变化的思想。第八章    地下水系统学习目的与要求通过本章学习，使学生了解地下水系统概念的产生过程。掌握地下水系统的定义、组成要素以及地下水系统的特征。深刻理解地下水系统的水动力特征、水化学特征和温度分布特征。并学会利用流网工具，确定地下水系统的范围、结构，解释地下水系统有关水量、水化学成分及温度分布等水文地质问题。重点和难点本章重点是地下水系统的概念、特性及及其控制因素和控制作用。难点是地下水系统的“三场”即渗流场、化学场与温度场分析。教学提示可从系统论的角度，引出地下水系统的概念及地下水系统的特征。根据人类开发利用地下水资源的实践过程中出现的问题及对地下水认识的不断深化，引出介绍地下水系统概念的产生过程。重点阐明地下水系统的水动力场特征。其基本思路是：以地下水流网为工具，以势场及介质场分析为基础，将渗流场、化学场与温度场统一在地下水流动系统的概念框架之中。讲授中应充分利用各种地下水系统的图示。第九章        孔隙水学习目的与要求通过本章的教学，使学生深刻理解孔隙水除具有分布普遍、埋藏较浅、易于开采等宏观特点以外，其时、空分布的不均匀性乃是绝对的道理。不同水力条件下形成的沉积物，其空间几何形态、粒度与分选性各具特点，从而控制着孔隙水的分布及其与外界的联系情况。因此，要求掌握不同成因沉积物中地下水的分布规律和特征。重点和难点本章重点是第四系松散沉积物中的孔隙水，主要是洪积扇及河流下游堆积平原地下水的形成、埋藏、分布及交替循环的规律。教学提示 孔隙水主要赋存在第四纪松散沉积物颗粒构成的孔隙网络之中，我国部分第三系未胶结或半胶结的松散沉积物中也赋存孔隙地下水。受不同水动力条件控制，在特定沉积环境中所形成不同成因类型的沉积物，其岩性、地貌呈现有规律的变化，决定着赋存其中的地下水的特征。因此，回溯晚近时期的地质历史，恢复沉积时的水动力条件，是掌握松散沉积物沉积规律并借以认识孔隙水形成与分布规律的关键。第十章裂隙水学习目的与要求通过本章教学，使学生掌握裂隙水分布的基本规律和基本特征，熟悉不同成因的基岩裂隙含水介质的特点，了解能够形成含水层和隔水层的主要岩石。重点和难点本章重点是构造裂隙水和断层带的水文地质意义。难点是裂隙含水介质（含水系统）的特点及裂隙水赋存特征。教学提示应在阐明基岩裂隙形成作用及分布规律的基础上，重点介绍裂隙含水系统的特点及裂隙水赋存特征。可结合基岩区水文地质图读图分析，启发学生的思考，达到加深理解的目的。第十一章岩溶水学习目的与要求通过本章教学，使学生在充分理解岩溶发育的基本条件与影响因素的基础上，掌握岩溶发育的基本特征和基本规律及地下河系化规律；熟悉岩溶水埋藏分布规律、交替循环特点和动态特征；了解不同气候条件下岩溶发育及岩溶水的差异。重点和难点本章重点是岩溶发育的基本条件与影响因素分析及岩溶水特征。难点是岩溶水系统的演变，亦即地下水对可溶岩的差异溶蚀与地下河系化发展。教学提示本章内容应在阐明岩溶发育的基本条件和差异溶蚀机理的基础上，阐述岩溶发育规律和岩溶介质特征，进而说明岩溶水的分布特征与动态特征。强调地下水径流状态是制约岩溶发育程度的充要条件。4、课程的考核1）考核方式：闭卷考试，采用百分制。2）考核要求：平时成绩与考试成绩结合。平时成绩占30%（含考勤、课堂提问、听课表现、课后作业等），期末考试占70%。5、本课程与其他课程的联系本课程的先修课程为普通地质学、化学、力学等。          '