水文地质学教学大纲

水文地质学教学大纲课程中文名称：水文地质学课程英文名称：Hydrogeoloy课程编号：K1193学分：2.5学时：40（其中：讲课学时：32实验学时：8）先修课程：普通地质学、矿物岩石学、构造地质学、地貌与第四纪地质学适用专业：地质工程课程类别：学科(专业)基础课程/必修使用教材：《水文地质学基础》张人权，地质出版社，2011年1月第6版开课单位：土木与建筑学院一、课程性质《水文地质学》是一门以地下水（主要是重力水）为研究对象的专业课程。它从微观到宏观，主要是宏观地研究地下水的储存，地下水的物理性质，化学成分以及地下水运动的规律，供排水工程中对地下水的定量计算，提供评价、论证岩土体工程地质条件所需要的水文地质方面的依据。通过本课程的学习，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；为学习后继的专业课程及今后的工作打下基础。二、教学目标：1.本课程支撑专业培养计划中毕业要求1、毕业要求3和毕业要求4；2.本课程支撑专业培养计划中毕业要求1中的指标点2：掌握本领域专业知识体系，对地质工程核心知识有深刻的认识。占该指标点达成度的10%；3.本课程支撑专业培养计划中毕业要求3中的指标点1：具有批判性思考和创造性思维能力以及较强的知识迁移能力，能综合应用所学知识对现实问题进行分析、处理和解决。占该指标点达成度的15%；指标点3：能够在设计环节中充分体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素，制定满足地质工程所需的施工方案。占该指标点达成度的10%；4.本课程支撑专业培养计划中毕业要求4中的指标点2：能够对地质工程复杂问题进行综合分析，设计并开展有效的实验，对实验过程中的现象和数据进行科学的分析，做出合理的结果，并综合运用所学知识获得有效的结论。占该指标点达成度的15%。三、教学内容及要求第十五章绪论1.教学内容（1）水文地质学在国民经济建设中的作用；（2）水文地质学的发展概况；（3）地下水的功能。2.重、难点（1）地下水的功能。3.考核要点（1）水文地质学的研究对象；（2）地下水的功能及其意义。4.教学方法多媒体授课，师生讨论。5.作业安排（1）水文地质学及其研究对象（2）地下水的功能及其意义。第十六章地球中水的分布与循环1．教学内容：（9）自然界中水的形成和分布；（10）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；（11）参与自然界水循环的地下水的含义；（12）自然界的水循环过程。2.重、难点（1）地球中水的循环。3.考核要点（1）地球中水的循环的分类及意义。4.教学方法多媒体授课，师生讨论。5.作业安排（1）比较水文循环与地质循环。（2）我国水资源的特点。第十七章岩土中的空隙和水1．教学内容：（1）岩土空隙（孔隙、裂隙、溶穴）的概念；（2）岩土中水的各种存在形式；（3）由抽水引起的地下水位下降所导致的松散岩土的固结压密现象，使岩土的孔隙度、给水度、渗透系数等参数减小的作用机理—有效应力原理；（4）相应孔隙度的计算方法；（5）与水分的储容及运移有关的岩土的性质（岩土的水文地质性质）及其相应的定量表达式；（6）实验一：测定岩土的水理性质.2.重、难点（1）与水有关的岩土的性质；（2）有效应力原理。3.考核要点（1）孔隙度的概念及其影响因素；（2）与水有关的岩土的性质；（3）有效应力原理。4.教学方法多媒体授课，展示教学模型，师生讨论。5.作业安排（1）孔隙度的概念及其影响因素；（2）与水有关的岩土的性质；（3）有效应力原理。第四章地下水的赋存1．教学内容（1）含水系统概念及内容；（2）地下水赋存特征对水量、水质时空分布的影响；（3）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）；（4）潜水、承压水、上层滞水的概念及其一般特点；（5）编制潜水等水位线图。2.重、难点（1）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）。3.考核要点（1）含水层、隔水层与弱透水层；（2）潜水、承压水、上层滞水。4.教学方法多媒体授课，观看教学动画和视频，师生讨论。5.作业安排（1）理解含水层及隔水层的相对性；（2）比较潜水与承压水的不同及原因。第五章地下水运动的基本规律1．教学内容（1）渗流的基本概念；（2）地下水运动特点及水力学相关概念；（3）重力水运动的基本规律——达西定律；（4）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；（5）实验二：达西渗流实验；（6）实验三：潜水模拟演示实验；（7）实验四：承压水模拟演示实验。2.重、难点（1）达西定律；（2）流网。3.考核要点（1）达西定律及应用条件；（2）流网的绘制和水位的计算。4.教学方法多媒体授课，观看教学动画和视频，师生讨论。5.作业安排（1）达西定律及应用条件；（2）河间地块流网的绘制和水位的计算。第六章包气带水1．教学内容（1）毛细现象的实质和相关概念；（2）毛细水上升的机理和毛细水上升高度测量原理；（3）均质土包气带水分的分布、运动规律。（4）实验五：观测岩土中毛细水的上升高度。2.重、难点（1）毛细现象的实质及毛细水上升的机理。3.考核要点（1）毛细现象的实质及毛细水上升的机理。4.教学方法多媒体授课，观看教学动画和视频，师生讨论。5.作业安排（1）计算毛细水上升的高度。第七章地下水的化学组分及其演变1．教学内容（1）地下水的基本成因类型；（2）地下水的化学特征；（3）地下水的主要化学成分及其形成作用的概念和机理；（4）水质分析资料的整理及其表示方法。2.重、难点地下水化学成分形成作用。3.考核要点（1）地下水的化学特征；（2）地下水化学成分形成作用。4.教学方法多媒体授课，师生讨论。5.作业安排（1）地下水的化学特征；（2）地下水化学成分形成作用。第八章地下水的补给与排泄1．教学内容（1）影响地下水补给、排泄特征的主要因素与机理；（2）地下水水分和的盐分交换、运移过程。2.重、难点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。3.考核要点（1）地下水补给的方式和影响因素；（2）地下水排泄的方式。4.教学方法多媒体授课，师生讨论。5.作业安排（1）地下水补给的方式和影响因素；（2）泉的分类。第九章地下水流系统1．教学内容（1）地下水系统概念的产生过程；（2）地下水系统的定义、组成要素以及地下水系统的特征；（3）地下水系统的水动力特征、水化学特征和温度分布特征。2.重、难点利用流网工具，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。3.考核要点（1）地下水含水系统和地下水流系统；（2）地下水流系统的特征。4.教学方法多媒体授课，师生讨论。5.作业安排地下水含水系统和地下水流系统的异同第十章地下水动态与均衡1．教学内容（1）地下水动态和地下水均衡的概念；（2）地下水均衡原理，建立地下水均衡的时、空概念；（3）人类活动对地下水动态和地下水均衡的影响；（4）地下水均衡方程。2.重、难点（1）地下水均衡原理；（2）地下水均衡方程。3.考核要点（1）地下水动态的影响因素；（2）地下水均衡方程。4.教学方法多媒体授课，师生讨论。5.作业安排（1）地下水动态的影响因素；（2）建立一个地区地下水均衡方程式。第十一章孔隙水1．教学内容（1）不同区域的孔隙水系统；（2）不同成因沉积物中地下水的分布规律和特征。2.重、难点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。3.考核要点（1）孔隙水的特征；（2）洪积物中孔隙水的分带特征。4.教学方法多媒体授课，师生讨论。5.作业安排（1）孔隙水的特征；（2）洪积物中孔隙水的分带特征。第十二章裂隙水1．教学内容（1）不同成因的基岩裂隙含水介质的特点；（2）裂隙水分布的基本规律和基本特征。2.重、难点裂隙水分布的基本规律和基本特征。3.考核要点（1）裂隙水的成因类型；（2）裂隙水分布的基本规律和基本特征。4.教学方法多媒体授课，师生讨论。5.作业安排（1）裂隙水分布的基本规律和基本特征；（2）断层的水文地质意义。第十三章岩溶水（喀斯特水）1．教学内容（1）岩溶发育的基本条件与影响因素；（2）岩溶发育的基本特征和基本规律；（3）岩溶水埋藏分布规律、交替循环特点和动态特征。2.重、难点（1）岩溶发育的基本特征和基本规律；（2）岩溶水埋藏分布规律、交替循环特点和动态特征。3.考核要点（1）岩溶发育的基本特征和基本规律；（2）岩溶水埋藏分布规律、交替循环特点和动态特征。4.教学方法多媒体授课，师生讨论。5.作业安排（1）岩溶发育的基本条件；（2）岩溶水的特征。第十四章地下水资源与水资源管理1．教学内容（1）地下水资源的概念和特征；（2）地下水资源分类及意义。2.重、难点树立地下水系统的整体性观点，从地下水资源特征分析入手，对地下水资源进行合理划分。3.考核要点（1）地下水资源的概念和特征；（2）地下水资源分类及意义。4.教学方法多媒体授课，师生讨论。5.作业安排（1）地下水资源的概念和特征；（2）地下水资源分类及意义。第十五章地下水与环境1．教学内容（1）地下水开发利用过程中出现的几种环境问题；（2）造成与地下水有关环境问题的主要原因及其防治措施。2.重、难点人类在开发利用地下水的同时，必然干扰甚至破坏自然界水环境的动平衡状态，在一定条件下导致环境质量下降的事实。3.考核要点（1）地下水开发利用过程中出现的几种环境问题；（2）造成与地下水有关环境问题的主要原因及其防治措施。4.教学方法多媒体授课，师生讨论。5.作业安排（1）地下水开发利用过程中出现的几种环境问题；（2）造成与地下水有关环境问题的主要原因及其防治措施。第十六章当代水文地质学发展趋势与方法论1．教学内容（1）当代水文地质学的发展趋势；（2）水文地质学科发展的一些关键问题；（3）水文地质调查及研究中的主要理念与方法。2.重、难点水文地质调查及研究中的主要理念与方法。3.考核要点（1）水文地质学科发展的一些关键问题；（2）水文地质调查及研究中的主要方法。4.教学方法多媒体授课，师生讨论。5.作业安排（1）当代水文地质学的基本特征；（2）水文地质调查及研究中的主要方法。四、学时分配及对毕业要求指标点的支撑章节教学内容支撑的毕业要求指标点学时分配讲课实验实践第1章绪论水文地质学在国民经济建设中的作用；水文地质学的发展概况；地下水的功能。1-2、3-320第2章地球中水的分布与循环自然界中水的形成和分布；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；参与自然界水循环的地下水的含义；自然界的水循环过程。1-2、3-320第3章岩土中的空隙和水岩土空隙（孔隙、裂隙、溶穴）的概念；岩土中水的各种存在形式；由抽水引起的地下水位下降所导致的松散岩土的固结压密现象，使岩土的孔隙度、给水度、渗透系数等参数减小的作用机理—有效应力原理；相应孔隙度的计算方法；与水分的储容及运移有关的岩土的性质（岩土的水文地质性质）及其相应的定量表达式；实验一：测定岩土的水理性质。1-2、3-1、4-222第4章地下水的赋存含水系统概念及内容；地下水赋存特征对水量、水质时空分布的影响；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）；潜水、承压水、上层滞水的概念及其一般特点；编制潜水等水位线图。1-2、3-340第5章地下水运动的基本规律渗流的基本概念；地下水运动特点及水力学相关概念；重力水运动的基本规律——达西定律；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。实验二：达西渗流实验；实验三：潜水模拟演示实验；实验四：承压水模拟演示实验。1-2、3-1、3-3、4-224第6章包气带水毛细现象的实质和相关概念；毛细水上升的机理和毛细水上升高度测量原理；均质土包气带水分的分布、运动规律。实验五：观测岩土中毛细水的上升高度。1-2、3-1、3-3、4-222第7章地下水的化学组分及其演变地下水的基本成因类型；地下水的化学特征；地下水的主要化学成分及其形成作用的概念和机理；水质分析资料的整理及其表示方法。1-2、3-3、4-220第8章地下水的补给与排泄影响地下水补给、排泄特征的主要因素与机理；地下水水分和的盐分交换、运移过程。1-2、3-1、3-340第9章地下水流系统地下水系统概念的产生过程；地下水系统的定义、组成要素以及地下水系统的特征；地下水系统的水动力特征、水化学特征和温度分布特征。1-2、3-1、3-310第10章地下水动态与均衡地下水动态和地下水均衡的概念；地下水均衡原理，建立地下水均衡的时、空概念；人类活动对地下水动态和地下水均衡的影响；地下水均衡方程。1-2、3-1、3-320第11章孔隙水不同区域的孔隙水系统；不同成因沉积物中地下水的分布规律和特征。1-2、3-1、3-320第12章裂隙水不同成因的基岩裂隙含水介质的特点；裂隙水分布的基本规律和基本特征。1-2、3-1、3-320第13章岩溶水（喀斯特水）岩溶发育的基本条件与影响因素；岩溶发育的基本特征和基本规律；岩溶水埋藏分布规律、交替循环特点和动态特征。1-2、3-1、3-320地下水资源的概念和特征；地下水资源分类及意义。1-2、3-1、3-3101-2、3-1、3-310第16章当代水文地质学发展趋势与方法论当代水文地质学的发展趋势；水文地质学科发展的一些关键问题；水文地质