《水文地质学》实验大纲和指导书

水文地质学实验大纲及实验指导书

《水文地质学》实验教学大纲

实验一孔隙与水

一、实验课程目的与任务

1．加深理解松散岩石的孔隙度、给水度和持水度的概念。

2．熟练掌握实验室测定孔隙度、给水度和持水度的方法。

二、实验课程内容、要求及学时安排

1．熟悉给水度仪并对仪器进行标定.

2．测定三种松散岩石试样的孔隙度、给水度和持水度。

学时安排：2学时。

三、实验课程考核

完成实验报告，确定实验成绩。

四、主要参考资料

教材:《水文地质学基础》章至洁等,中国矿业大学出版社

实验指导书:《水文地质学基础实验讲义》

实验二达西渗流实验

一、实验课程目的与任务

1．通过稳定流条件下的渗流实验，进一步理解渗流基本定律-—达西定律。

2．加深理解渗流速度、水力梯度、渗透系数之间的关系,并熟悉实验室测定渗透系数的方法。

二、实验课程内容、要求及学时安排

1．了解达西实验装置。

2．根据达西公式: Q = KωΔH/ L = K Iω,测定不同试样的渗透系数K 。

式中：Q——渗透流量;ω——过水断面面积；ΔH ——上下游过水断面的水头差；L —-渗透途径; I ——水力梯度。

学时安排：2学时.

三、实验课程考核

完成实验报告，确定实验成绩.

教材：《水文地质学基础》章至洁等,中国矿业大学出版社

实验指导书：《水文地质学基础实验指导书讲义》

实验三潜水模拟演示

一、实验课程目的与任务

1．熟悉与潜水有关的基本概念,增强对潜水补给、径流和排泄的感性认识.

2．加深对流网概念的理解，培养综合分析问题的能力。

二、实验课程内容、要求及学时安排

1．观察地表径流.

2．确定潜水面形状。

3．分析地下水分水岭的移动.

4．演示不同条件下的潜水流网。

学时安排：2学时。

三、实验课程考核

完成实验报告，确定实验成绩。

四、主要参考资料

教材:《水文地质学基础》章至洁等,中国矿业大学出版社

实验指导书:《水文地质学基础实验讲义》

实验四承压水模拟演示

一、实验课程目的与任务

1．熟悉与承压水有关的基本概念，增强对承压水的补给、排泄和径流的感性认识。

2．练习运用达西定律的基本观点分析讨论水文地质问题。

二、实验课程内容、要求及学时安排

1．分析讨论承压含水层补给与排泄的关系。

2．观测天然条件下泉流量的衰减曲线。

学时安排：2学时。

三、实验课程考核

完成实验报告，确定实验成绩.

教材：《水文地质学基础》章至洁等,中国矿业大学出版社

实验指导书：《水文地质学基础实验讲义》

《水文地质学》实验指导书

实验一孔隙与水

一、实验目的

1．加深理解松散岩石的孔隙度、给水度和持水度的概念.

2．熟练掌握实验室测定孔隙度、给水度和持水度的方法。

二、实验内容

1．熟悉给水度仪并对仪器进行标定。

2．测定三种松散岩石试样的孔隙度、给水度和持水度。可根据课程具体性质编写三、实验仪器和用品

1．给水度仪(图1 一1).

2．十二指肠减压器，或大号吸耳球，用以抽吸气体。

3．量筒(25ml)和胶头滴管。

4．松散岩石试样：砾石(粒径为5～10mm，大小均匀,磨圆好）；砂(粒径为

0。45mm~0。6mm）；砂砾混合样（指把上述砂样完全充填进砾石样的孔隙中得到的一种新试样）.

四、实验室准备工作

1．标定透水石的负压值

透水石是用一定直径的砂质颗粒均匀胶结成的多孔板。透水石的负压值是指在气、

液、固三相介质界面上形成的弯液面产生的附加表面压强。标定方法如下：

首先，饱和透水石并使试样筒底部漏斗充满水（最好用去气水，即通过加热或蒸

馏的方法去掉水中部分气体后的水）。具体做法是：将试样筒与底部漏斗一起从开关a 处卸下（见图1—1)，浸没于水中并倒置,将漏斗管口与十二指肠减压器抽气管连接，抽气使透水石饱水，底部漏斗全充满水。用弹簧夹在水中封闭底部漏斗管，倒转试样筒，将装有水(可以不满）的试样筒放回支架.同时打开a、b 两开关，在两管口同时流水的情况下连接塑料管.关闭a、b 开关,倒去试样筒中剩余的水，将A 滴定管液面

调至零刻度，并与透水石底面水平。

图1—1 给水度仪装置图图1-2 退水时给水度仪安置示意图

1-装样筛；2—筛板；3—试样筒;4—透水石；1—H 为三通管液面到透水石第面的距离;

5-固定连接板；6—试样筒底部漏斗;7—弹簧夹；2-三通管液面

8—硬塑料管；9-滴管；10—三通管

第二步,测定透水石的负压值.打开a、b 开关,缓慢降低A 滴定管,同时注意

观测其液面的变化。当滴定管液面突然上升时，立刻关闭b 开关。此时滴定管液面到透水石底面的高度就是透水石的负压值。

反复测定几次,选其中最小数值（指绝对值）作为实验仪器所采用的负压值。

2．标定试样筒的容积

将试样筒装满水,用量筒或滴定管测出所装水的体积即为试样筒的容积。

（以上两步可以由实验室同志在实验课前做好。)

五、实验步骤

1．连接:将试样筒与滴定管装满水，同时打开a、b 两开关,在两管口同时流水

的情况下连接塑料管。关闭a、b 开关，倒去试样筒中剩余的水.

2．检查：试样筒与滴定管连接之后,检查仪器底部漏斗是否有气泡,如有气泡先

要参照实验室准备工作中第1 点进行排气，然后重复第1 步。

3．装样:装样前，将A 滴定管液面调到零刻度,关闭a、b 开关,用干布把试样

筒内壁擦干(注意不要将干布接触透水石).装砾石样和砂样时，不用安装装样筛,直接将试样逐次倒入试样筒并轻振试样筒以保证试样密实，直至与试样筒口平齐.装砂砾混合样时，先按上述方法把砾石装满,再安装装样筛，将砂样从装样筛中漏入，直至完全充填砾石样孔隙。

4．测定孔隙度

适当抬高滴定管，使其液面略高于试样筒口。打开 a、b 开关(同时用手表计时），用b 开关控制进水速度。试样饱水后立即关闭b 开关。记下A 滴定管进水量及饱水累计时间，填入附表一。进水量(体积）与试样筒容积之比就是这种试样的孔隙度。

5．测定给水度

将 A 滴定管加满水并装上三通管。用胶头滴管调整三通管液面(如图1～2）。将B 滴定管初始刻度调至100m1 处。同时降低A、B 滴定管后，打开b 开关，使从试样中退出的水沿三通管进入B 滴定管。退水过程中，三通管液面到透水石底面的距离不得大于透水石的选用负压值.退水终止后，将退水量和累计退水时间记入表1.退水量（体积）与试样体积之比就是试样的给水度。

6．重复上述3、4、5 步骤，测定另两种试样的孔隙度和给水度(也可以分组测定

不同试样,各组交换实验记录）。

六、实验成果

1．完成实验报告表（附表一）。

2．回答下列问题：

（1)从试样中退出的水是什么形式的水？退水结束后,试样中保留的水是什么形

式的水？

（2)根据实验结果，分析比较松散岩石的孔隙度、给水度、持水度与粒径和分选

的关系。

实验二达西渗流实验

一、实验目的

1．通过稳定流条件下的渗流实验，进一步理解渗流基本定律——达西定律。

2．加深理解渗流速度、水力梯度、渗透系数之间的关系，并熟悉实验室测定渗透系数

的方法。

二、实验内容

1．了解达西实验装置。

2．根据达西公式： Q = KωΔH/ L = K Iω，测定不同试样的渗透系数K 。

式中：Q—-渗透流量；ω——过水断面面积；ΔH ——上下游过水断面的水头差；L ——渗透途径； I —-水力梯度。

三、实验仪器及用品

1．达西仪（图2～1），分别装有不同粒径的均质试样：①砾石（粒径5~10mm）；

②粗砂(粒径0.6~0。9mm）;③砂砾混合（①与②的混合样）。

2．秒表.

3．量筒（100ml，500ml 各一个）.

4．直尺。

5．计算器。

四、实验步骤

1．测量仪器的几何参数（实验员准备)。

分别测量过水断面面积（ω）、测压管a、b、c

的间距或渗透途径(L);记入附表二。

2．调试仪器(实验员准备）。

打开进水开关2，待水缓慢充满整个试样，且

出水管有水流出后,慢慢拧动开关2,调节进水量，

使a、c 两测压管读数之差最大。同时注意打开排气口排尽试样中的气泡，使测压管a、b 的水头差与测压管b、c 的水头差相等。

3．测定水头

待a、b、c 三个测压管的水位稳定后，读出各测

压管的水头值，记入附表二中.

4．测定流量

在进行步骤3 的同时，利用秒表和量筒测量t

时间内水管流出的水体积,及时计算流量Q。连测

两次，使流量的相对误差小于5 ％［相对误差

δ= 〔（Q2− Q1)÷（Q1 + Q2）/2〕×100%］], 取平均值记入附表二。

5．由大往小调节进水量，改变a、b、c 三个测压管的读数,重复步骤3 和4。

6．重复第5 步骤l 一3 次.即完成3—5 次试验，取得3-5 组数据。

7．按记录表计算实验数据，并抄录其它小组另外两种不同试样的实验数据（有条件的,可分别做不同的试样)。

注意：

（1)实验过程中要及时排除气泡。

（2)为使渗透流速—水力梯度（ν - I ）曲线的测点分布均匀，流量(或水头差）的变化要控制合适。

五、实验成果

1．提交实验报告表（附表二)。

2．在同一坐标系内绘出三种试样的ν— I 曲线，并分别用这些曲线求渗透系数K值,与直接据附表二中实验数据计算结果进行对比。

思考题(任选2 题回答)

1．为什么要在测压管水位稳定后测定流量？

2．讨论三种试样的ν— I 曲线是否符合达西定律？试分析其原因.

3．将达西仪平放或斜放进行实验时,其结果是否相同?为什么？

4．比较不同试样的K 值，分析影响渗透系数K 值的因素。

实验三潜水模拟演示

一、实验目的

1．熟悉与潜水有关的基本概念,增强对潜水补给、径流和排泄的感性认识。

2．加深对流网概念的理解，培养综合分析问题的能力。

二、实验内容

1．观察地表径流。

2．确定潜水面形状。

3．分析地下水分水岭的移动。

4．演示不同条件下的潜水流网。

三、实验仪器及用品

1．地下水演示仪(图4—1)。该仪器的主要组成部分及功能介绍如下:

（1）槽体:内盛均质砂，模拟含水层。

（2）降雨器:模拟降雨，可人为控制雨量大小及降雨的分布。

（3）模拟井：两个完整井和两个非完整井分别装在仪器的正面（A 面）和背面(B 面)，均可人为对任一井进行抽(注)水模拟，也可联合抽(注)水。

（4）模拟集水廊道：可人为控制集水廊道的排水.

(5）测压点：与测压管架上的测压管连通，可以测定任一测压点的测压水头；与示

踪剂注入瓶连通可以演示流线.

（6）测压管架.

(7）示踪剂注入瓶。

（8）稳水箱：用于稳定河水位。

2．示踪剂选用红墨水演示流线。

3．直尺（50cm)和计算器等。

图4-1 地下水演示仪装置图

四、实验步骤

1．熟悉地下水演示仪的结构及功能。

2．地表径流的演示。

打开降雨开关，人为调节降雨强度。保持两河较低水位排水.认真观察地表径流

产生情况。分析讨论：

（1)降雨强度与地表径流的关系。

（2)地形与地表径流的关系.

3．观测有入渗条件的潜水面形状

如图 4-2 所示，潜水含水层中,等势线上各点的水头都相等，即B、C、D 各点测

压水位分别与潜水面上M、N、O 各点的测压水位相等。由此可以按以下具体步骤确定潜水面形状.

（1)中等强度降雨，保持两河同等低水位排水，待水位稳定后测定井水位和河水位，并按比例表示在A 剖面图上(见附图一）。

(2）在河与分水岭之间选择3～5 个测压点,注入示踪剂，观察流线特征，分析流网分布规律，在A 剖面图上画出流线和等势线。

(3)选择3～5 个测压点与测压管连接（注意连接时不要进气），测定测压水位，按比例表示在A 剖面图上。自各测压点测压水位顶点作水平线交各测压点所在的等势线（各交点均在潜水位线上)。结合井水位和河水位以及各平行线与等势线的交点，在A 剖面图上描绘潜水位线。

图 4-2 潜水含水层中等势线任一点水头示意图

1—等势线；2—流线；3-测压管C 涂黑部分为该点测压高度；4-隔水底板;

5—含水层;6—河水位及潜水位

4．观测地下分水岭的偏移

中等强度均匀降雨，保持两河等值低水位排水，观察地下分水岭位置.

抬高一侧河水位，即抬高一侧的稳水箱.观察地下分水岭向什么方向移动。试分

析为什么分水岭会发生移动?能否稳定？停止降雨，地下分水岭又将如何变化?认真

观察停止降雨后地下分水岭变化过程.

5．人为活动影响下地下水与河水的补给和排泄关系的变化（此项为选择内容）

中等强度降雨，保持两河同等较高水位排水。选择3～5 个测压点注入示踪剂。使地下水位处于稳定的初始状态.具体演示：

（1）集水廊道抽水:打开集水廊道开关进行排水。观察流线变化特征,分析集水

廊道排水对地下水与河水的补给和排泄关系的影响。

(2)完整井抽(注)水：恢复初始状态.打开两个完整井开关，一个抽水,一个

注水。观察地下分水岭的变化及流线形态。

（3）非完整井抽水：恢复初始状态.打开两个非完整井的开关，通过开关控制两

个非完整井等降深抽水。在适当的测压点上注入示踪剂，观察流线形态并在B 剖面图（附图一）上描绘地下水流线。分析讨论：两非完整井等降深抽水时,各井的抽水量是否相等？

五、实验成果

1．在附图一上根据步骤3 绘制A 剖面流网图；根据步骤5（3)的演示，在B 剖

面上示意画出两非完整井等降深抽水时的流网图.

2．对于河间地块含水层,当河水位不等时，地下水分水岭偏向哪一侧？试分析其

原因?

实验四承压水模拟演示

一、实验目的

1．熟悉与承压水有关的基本概念，增强对承压水的补给、排泄和径流的感性认识。

2．练习运用达西定律的基本观点分析讨论水文地质问题。

二、实验内容

1．分析讨论承压含水层补给与排泄的关系。

2．观测天然条件下泉流量的衰减曲线。

三、实验仪器和用品

1．承压水演示仪（如附图二）.该仪器的主要组成部分的功能如下:

（1)含水层：用均质石英砂模拟。

（2)隔水层：用粘土模拟。构成大致等厚的承压含水层的顶板和底板。

（3）断层上升泉：承压含水层主要通过泉排泄，泉水通过开关9 排出，可用秒表和量筒配合测量其流量。

（4）模拟井（虚线部分为滤水部分）：中间b 井和开关8 连通，通过开关8 可以

控制b 井的抽(注)水.

（5)模拟河:承压含水层接受河流补给，通过调整稳水箱（开关7 接稳水箱）的高

度控制补给承压含水层的河水水位。

(6）隔水板:上部穿孔,河水可以通过穿孔部分补给承压含水层.

2．秒表。

3．量筒：500ml、50ml、25ml 各一个。

4．直尺(50cm)。

5．计算器等。

四、实验步骤

1．熟悉承压水演示仪的装置与功能。

2．测绘测压水位线

抬高稳水箱,使河水保持较高水位，以补给含水层，待测压水位稳定后,分别测

定河水、a、b、c 三井和泉的水位，在附图二上绘制承压含水层的测压水位线.分析自补给区到排泄区水力梯度有何变化？为什么会出现这些变化？

3．测绘平均水力梯度与泉流量关系曲线

测定步骤 2 的泉流量、河水位(H 河)，泉点水位(H 泉）,计算平均水力梯度（ I )，记入附表五。

分两次降低稳水箱，调整河水位（但仍保持河水能补给含水层）。待测压水位稳定

后，测定各点水头、计算平均水力梯度，同时测定相应的泉流量,记人附表五。

4．b 井抽水，测定泉流量及b 井抽水量

为了保证 b 井抽水后，仍能测到各井水位，抽水前应抬高河水位（即抬高稳水箱）.

待测压水位稳定后测定泉流量，记入附表五。b 井抽水，待测压水位稳定后，测定各点水头，标在附表二的平面图上,画出b 井抽水时的承压含水层平面示意流网；同时测定泉流量及b 井抽水量并记入附表五。从测定结果分析,抽水后泉流量的减量是否与b 井抽水量相等?为什么？

5．测绘泉流量随时间的衰减曲线

停止b 井抽水(关闭开关8）,待水位稳定后,关闭开关7，测量泉流量随时间的变

化,将测量结果记入附表五。

五、实验成果

1．提交实验报告表(附表五)。

2．在附图二上绘制承压水测压水位线.

3．绘出b 井抽水时的承压含水层平面示意流网。4．绘制泉流量随时间的变化曲线。

环境学院教学大纲2015-东北师范大学环境学院

环境学院教学大纲

目录 理科大类平台课程 《生命科学导论》教学大纲 (6) 《普通物理B：热学》教学大纲 (7) 《普通物理B：光学》教学大纲 (10) 《大学物理实验》教学大纲 (12) 学科公共课程 《自然地理学》教学大纲 (16) 《环境学》教学大纲 (20) 《生态学导论》教学大纲 (23) 《无机化学》教学大纲 (26) 《无机化学实验》教学大纲 (28) 《分析化学》教学大纲 (30) 《分析化学实验》教学大纲 (32) 《有机化学》教学大纲 (34) 《有机化学实验》教学大纲 (36) 《物理化学》教学大纲 (38) 《物理化学实验》教学大纲 (41) 《生物化学》教学大纲 (42) 《生物化学实验》教学大纲 (45) 《环境工程微生物学》教学大纲 (47) 《环境工程微生物学实验》教学大纲 (49) 《环境工程原理》教学大纲 (51) 《环境影响评价》教学大纲 (54) 《环境影响评价案例分析》教学大纲 (57) 《环境伦理学》教学大纲 (59) 《环境与社会》教学大纲 (61) 《生态与社会》教学大纲 (62) 《创新与创业训练1》教学大纲 (63) 《创新与创业训练2》教学大纲 (64) 《职业规划讲堂》教学大纲 (65) 《地学野外实习》教学大纲 (68) 环境科学专业 《环境地理学》教学大纲 (70) 《普通生物学》教学大纲 (76) 《普通生物学实验》教学大纲 (80) 《环境化学》教学大纲 (83) 《环境化学实验》教学大纲 (85) 《环境管理学》教学大纲 (87) 《环境风险分析与管理》教学大纲 (94) 《区域环境规划》教学大纲 (97) 《环境科学专业实习》教学大纲 (100) 《毕业论文》教学大纲 (104)

《水文地质学基础》教学大纲

水文地质学基础教学大纲 课程编号：05004-5 学时：50 学分：2.5 一、课程性质和目的 本课程是水文学及水资源工程专业的专业基础课，主要阐述地下水形成、赋存和运动的一般规律，目的是建立起水文地质学的一些基本概念、原理和基本方法，为后续的专业课奠定基础。 二、课程的基本内容 《水文地质学基础》课程主要讲授地下水科学的基本概念、基本原理和基本方法，课程内容是构建学生专业知识体系的基础框架。通过《水文地质学基础》的学习，学生能深入理解地下水赋存空间的特征，地下水的形成与分布，地下水的埋藏条件，运动机制与规律，地下水物理化学成分的基础理论，地下水系统的基本概念，地下水补给径流与排泄，地下水的动态与均衡，以及地下水资源与环境等基本概念与基本原理，在此基础上初步掌握分析与解决水文地质问题的方法与思路，并为后续的专业课奠定基础。 基本内容 1. 序言：了解课程研究内容和学科发展历史和趋势；掌握地下水功能。 2. 自然界的水循环：了解地球上的水与量的分布，简介我国的水循环状况与水量分布特征；掌握水文循环与地质循环的概念。 3. 岩石中的空隙：掌握岩土中空隙的三种类型孔隙、裂隙和溶穴；重点掌握孔隙的大小、多少（空隙率）的表征及其影响因素；了解不同空隙的特征与他们之间的差异。 4. 空隙中的水与水理性质：掌握空隙中水的存在形式，了解结合水、重力水、毛细水的特点；重点掌握岩土孔隙度、给水度、持水度的概念和他们的关系，以及影响因素；了解容水度、含水量、透水性的概念。 5. 地下水的赋存与分类：掌握包气带与饱水带，含水层、隔水层与（弱）透水层的定义，地下含水系统的概念；了解地下水划分依据与划分类型；掌握潜水、承压水与上层滞水的概念、划分与表示方法，以及其相互转化条件。 6. 地下水运动基本规律：重点掌握达西定律及其表示方法，并理解渗透流速、过水断面、水力梯度、渗透系数的概念和物理含义；掌握均质各向同性介质中定性流网的绘制方法，学习流网在水文地质问题分析中的应用。 7. 包气带水的分布及运动：掌握毛细负压、毛细上升高度和毛细上升速度的概念；了解砂土中水的毛细上升高度与速度确定方法，以及影响因素。 8. 地下水的化学成分及其形成作用：掌握地下水中主要气体成分、七种主要离子成分，了解它们的来源及指示意义；重点掌握水化学成分的主要形成作用：溶滤作用、浓缩作用、脱硫酸作用和脱碳酸作用及其影响因素；了解水化学成分的表达方式与分类。 9. 地下水的补给与排泄：了解地下水补给来源与方式；掌握大气降水对地下水的补给过程、影响因素及补给量的确定；了解地下水的各种排泄去路；重点掌握泉的出露条件、类型及其意义；了解蒸发与泄流发生条件与影响因素；掌握地下水排泄量的初步估算方法。 10. 地下水系统：了解地下水系统相关概念的形成，掌握地下水含水系统与流动系统的概念、划分方法与两者的关系；重点掌握地下水流动系统的特征和划分意义；学习地下水流动系统的分析方法。

基于大数据和虚拟仿真技术的水文地质实践教学新体系改革探索

基于大数据和虚拟仿真技术的水文地质实践教学新体系改革探索 作者：闫佰忠周亚红于开宁李铎李方红刘昭邱淑伟 来源：《现代职业教育》2022年第34期 [摘要] 为了提高水文地质实践教学的时效性和前瞻性，通过融合大数据和虚拟仿真技术，构建了基于室内实验室、室外实验场、校外实践基地和多种专业软件仿真模拟的“四维度”水文地质教学实践平台。采取“虚实互补、以虚促实”的教学实践原则，扩充丰富了教学实践内容，增强了学生教学实践过程的操作性和锻炼性，完善了实践成绩评定体系，解决了教学实践场地、师生比低、资金不足的问题。实践证明，这一平台能满足水文地质学相关课程的室内和野外实践教学要求，达到了强化学生专业知识实践，增强学生的野外独立工作能力和创新能力的预期目标，同时为地下水科学与工程专业进行工程教育专业认证服务。 [关键词] 大数据;虚拟仿真;水文地质实践教学;新体系 [中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2022）34-0046-04

随着社会经济发展对工科应用创新型人才的迫切需求，高等教育对大学生的创新实践能力也提出了越来越高的要求。特别是在新形势下，国家对人才的需求发生了变化，学科的战略发展方向改变以及地质行业转型的时期，对于高素质、具有创新实践能力的卓越工程师人才的培养提出越来越高的要求。地下水科学与工程专业（前身为水文地质专业）是河北地质大学国家级特色专业、河北省一流本科专业建设点、河北省高等学校品牌特色优势专业，在学生培养方面已经具有完善的培养体系，但是传统的实践教学环节已不能完全满足“卓越工程师”培养的需要。如何在大数据、虚拟仿真等新兴技术快速发展的新形势下，按照社会需求和新工科的要求进行课程体系整合，探索虚拟现实、数据挖掘等新兴技术促进水文地质实践教学改革，进而培养卓越的地下水科学与工程专业技术人才，已成为刻不容缓的工作。 目前，在新工科和工程教育专业认证背景下，大数据和虚拟仿真技术广泛应用于地质、水文地质实践教学中。代俊鸽等通过对地质专业实验室建设概况分析后，探索了“四步骤”实验教学模式，将虚拟仿真技术融入实践教学中，建立了“以学生为本”的教育理念[1]。丁明涛等开发了一套基于虚拟仿真技术的地质灾害减灾选线实验教学系统，让学生在虚拟环境中进行身临其境的交互学习，以弥补课堂教学过程中的不足[2]。陈健等探索建立了“虚拟场景—模拟设备—实景教学”三结合的实践教学新模式，提高了防震减灾实践教学水平[3]。强伟帆等探讨了虚拟仿真技术在地质学中的应用，介绍了面向地学的综合型、国际化的沉浸式虚拟仿真实验室实例[4]。梁莉莉等阐述了建设“地下水与环境”虚拟仿真实验室的优缺点，并列举了部分已建成的虚拟仿真实验室项目，阐述了地下水相关专业的培养目标为“厚基袖、强能力、重创新”的新型人才，阐明了“虚实结合，优势互补，多元协同工作”的实验室建设方向[5]。何虎军等探讨了汉中梁山野外地质实习虚拟仿真教学平台建设的思路和解决的关键问题[6]。贾蓬等针对隧道工程课程的特点和实践教学难点，“以学生为中心”，开展了“慕课+翻转课堂”和“线上虚拟仿真+线下研讨”的混合式教学实践[7]。 通过对以上现有虚拟仿真技术的应用，其在地质和水文地质教学过程中发挥了至关重要的作用，但是目前没有关于大数据和虚拟仿真技术融合的教学尝试，这将是本文主要研究的内容和方向。 一、水文地质实践教学现状 我校是在20世纪50年代设置水文地质专业，现有水资源与环境领域的本科专业均由原水文地质工程地质专业发展而来。学校依托水资源学科群优势，面向京津冀战略需求，以优势学科为平台，以重大科研项目为引导，以一流师资队伍为保障，以培养适应京津冀水资源开发利用与保护所需的应用人才为培养目标，不断进行人才培养模式改革、创新与实践，充分发挥“水文学及水资源”重点学科、“水资源可持续利用与开发”重点实验室、“水资源可持续利用与产业结构优化”协同创新中心等学科平台的优势，形成了以“水资源环境开发利用与保护”为特色方向的创新人才培养体系。近年来，也尝试引入虚拟仿真技术和数据挖掘等新兴技术用于水

水文地质学基础教学目标

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

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

《水文地质学》实验大纲和指导书

水文地质学实验大纲及实验指导书 《水文地质学》实验教学大纲 实验一孔隙与水 一、实验课程目的与任务 1．加深理解松散岩石的孔隙度、给水度和持水度的概念。 2．熟练掌握实验室测定孔隙度、给水度和持水度的方法。 二、实验课程内容、要求及学时安排 1．熟悉给水度仪并对仪器进行标定。 2．测定三种松散岩石试样的孔隙度、给水度和持水度。 学时安排：2学时。 三、实验课程考核 完成实验报告，确定实验成绩。 四、主要参考资料 教材：《水文地质学基础》章至洁等，中国矿业大学出版社 实验指导书：《水文地质学基础实验讲义》 实验二达西渗流实验 一、实验课程目的与任务 1．通过稳定流条件下的渗流实验，进一步理解渗流基本定律——达西定律。 2．加深理解渗流速度、水力梯度、渗透系数之间的关系，并熟悉实验室测定渗透系数的方法。 二、实验课程内容、要求及学时安排 1．了解达西实验装置。 2．根据达西公式： Q = KωΔH/ L = K Iω，测定不同试样的渗透系数K 。 式中：Q——渗透流量；ω——过水断面面积；ΔH ——上下游过水断面的水头差；L——渗透途径； I ——水力梯度。 学时安排：2学时。 三、实验课程考核 完成实验报告，确定实验成绩。 四、主要参考资料 教材：《水文地质学基础》章至洁等，中国矿业大学出版社 实验指导书：《水文地质学基础实验指导书讲义》

实验三潜水模拟演示 一、实验课程目的与任务 1．熟悉与潜水有关的基本概念，增强对潜水补给、径流和排泄的感性认识。 2．加深对流网概念的理解，培养综合分析问题的能力。 二、实验课程内容、要求及学时安排 1．观察地表径流。 2．确定潜水面形状。 3．分析地下水分水岭的移动。 4．演示不同条件下的潜水流网。 学时安排：2学时。 三、实验课程考核 完成实验报告，确定实验成绩。 四、主要参考资料 教材：《水文地质学基础》章至洁等，中国矿业大学出版社 实验指导书：《水文地质学基础实验讲义》 实验四承压水模拟演示 一、实验课程目的与任务 1．熟悉与承压水有关的基本概念，增强对承压水的补给、排泄和径流的感性认识。 2．练习运用达西定律的基本观点分析讨论水文地质问题。 二、实验课程内容、要求及学时安排 1．分析讨论承压含水层补给与排泄的关系。 2．观测天然条件下泉流量的衰减曲线。 学时安排：2学时。 三、实验课程考核 完成实验报告，确定实验成绩。 四、主要参考资料 教材：《水文地质学基础》章至洁等，中国矿业大学出版社 实验指导书：《水文地质学基础实验讲义》 《水文地质学》实验指导书 实验一孔隙与水

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本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！ == 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ == 巢湖地质实习指导书 篇一：巢湖地质教学实习指导书-10年版 巢湖地质教学实习指导书 宿州学院地球科学与工程学院编 二零零九 前言 区域地质调查是一项十分重要的基础性、公益性地质工作，其目的和任务是通过不同比例尺的地质填图来查明一定区域范围内地层、岩石、构造、矿产等各种地质体的分布和组成特点，系统研究其属性、形成环境、地质背景、相互关系及发展演化规律等基础地质问题，为国土资源规划、矿产资源勘查开发、工程地质勘察、水文地质和环境地质评价、地质学基础理论研究、寻找和发现新的矿产资源、国民经济建设的重大工程等提供可靠的基础地质资料。因此，区域地质调查是地学类专业学生必须掌握的一项最重要的基本技能。 区域地质调查实习，即地学专业本科二年级的野外教学实习，涉及到众多的地质基础理论课程，如古生物学、地史学、矿物学、岩石学、构造地质学、水文地质学、地貌学、矿床学等，因此二年级野外教学实习实际上是对学生所学专业基础知识的一次大检阅，也是一次地质调查工作方法的综合而系统的训练。 在巢湖实习基地，我系地理专业学生已经进行过多期实习，但地质工程专业尚属头一次，因此，本指导书是在马艳平、陈松、孙林华老师在巢湖进行了调查的基础上，并借鉴了其他高等院校（长安大学、中国矿业大学及南京大学等）的指导书和相关图件，汇编而成的。 目录 第一章绪论………………………………………………………………………………………( 1) 一、实习目的和任务 (1)

二、实习要求 (1) 三、实习时间安排 (1) 四、考核 (2) 第二章地理环境与地质研究简史 (3) 一、实习区位置、交通及地理概况 (3) 二、实习区地质研究简史 (3) 第三章区域地质背景及演化 (5) 一、概述 (5) 二、相关大地构造单元简介 (5) 三、实习区地质发展演化简史 (5) 第四章地层 (8) 一、概述 (8) 二、各地层单元特征 (8) 第五章沉积岩及沉积相 (14)

水文地质学基础实验指导书

实验二 渗透试验 一般规定 1. 常水头渗透试验适用于粗粒土，变水头渗透试验适用于细粒土。 2. 本试验采用的纯水，应在试验前用抽气法或煮沸法脱气。试验时的水温宜高于试验室温度3～4℃。 3. 本试验以水温20℃为标准温度，标准温度下的渗透系数应按下式计算： 20T k k T 20 ηη （1） 式中 k 20——标准温度时试样的渗透系数（cm/s ）； ηT ——T ℃时水的动力粘滞系数（kPa·s ）； η20——20℃时水的动力粘滞系数（kPa·s ）。 粘滞系数比ηT /η20查表1。 表1 水的动力粘滞系数、粘滞系数比、温度校正值

续表 1 4. 根据计算的渗透系数，应取3～4个在允许差值范围内的数据的平均值，作为试样在该孔隙比下的渗透系数（允许差值不大于2×10-n）。 5. 当进行不同孔隙比下的渗透试验时，应以孔隙比为纵坐标，渗透系数的对数为横坐标，绘制关系曲线。

常水头渗透试验 一、实验目的和意义 （1）通过稳定流条件下的渗流实验，掌握均匀砂渗透系数的测定方法。进一步理解渗流基本定律——达西定律，加深对岩石渗透系数的认识。 （2）了解达西实验装置，加深理解渗流速度、水力梯度、渗透系数之间的关系，并熟悉实验室测定渗透系数的方法，从而提高对直线渗透定律的理解。 （3）渗透系数是进行井孔、矿坑涌水量及水库，渠道渗流量计算时不可缺少的重要水文地质参数。 二、实验方法 确定渗透系数的方法很多，在室内常用达西仪，戚姆仪及渗压仪等方法测定。在野外常用井孔抽水，注水及试坑渗水、压水试验等方法，所得资料可靠精度高，但效率低，成本高。本次实验采用达西仪测定岩石的渗透系数。 三、实验原理 岩石渗透系数是定量描述岩石透水性能的物理指标，岩石空隙越大、连通性越好，则渗透系数越大，单位时间内通过过水断面的水量越多。其物理含义是当水力坡度等于1时，渗透系数就等于渗透速度。 常水头渗透系数应按下式计算： T QL k AHt （2）式中k T——水温为T℃时试样的渗透系数(cm/s)； Q——时间t秒内的渗出水量(cm3)； L——两测压管中心间的距离(cm)； A——试样的断面积(cm2)； H——平均水位差(cm)； t——时间(s)。 注：平均水位差H可按（H1+H2）/2公式计算。 标准温度下的渗透系数应按式（1）计算。

水文地质学基础A教学大纲

水文地质学基础A教学大纲 01.教学单位名称：环境与资源学院02.课程代码：642003 03.课程名称：水文地质学基础A04.课程英文名称：Foundation of Hydrogeology 05.课程类别：学科基础课06.课程性质：必修 07.课程学时：48学时，其中包含实验8学时08.课程学分：3 09.授课对象：地下水科学与工程/水文与水资源工程.开课学期：4学期（春季） 10.选用教材： 张人权主编：《水文地质学基础》，地质出版社，2011年，第六版.主要参考书： [1]薛禹群主编：《地下水动力学》，地质出版社，2001年，第二版 [2]沈照理等编著：《水文地质学》，科学出版社，1985年 [3]R.H.布朗等编，赵耿忠、叶寿征等译：《地下水研究》，学术书刊出版社，1989 年 [4]任天培主编：《水文地质学》，地质出版社，1986年 [5]霍崇仁等编：《水文地质学》，水利电力出版社，1986年 [6]朱学愚、钱孝星编著：《地下水资源评价》，南京大学出版社，1987年 [7]R.A.费里泽著，吴静芳译：《地下水》，地质出版社，1987年 [8]石振华，李传尧主编：《城市地下水工程与管理手册》，中国建筑工业出版社，1993年 [9]王大纯，张人权等主编：《水文地质学基础》，地质出版社，1995年，第五版.大纲执笔人： 11.课程中文简介： 水文地质学基础是水文与水资源工程、地下水科学与工程专业的学科基础课。课程主要讲授水文地质学的基本概念、地下水运动的基本规律、地下水化学成分的形成作用、地下水动态与均衡、不同类型地下水的基本特征等，为本专业的其它课程学习奠定良好基础。 12.课程英文简介： Foundation of Hydrogeology is a specialized course in Groundwater Science and Engineering, and Hydrology and Waler Resources Engineering. The course inlroduces the basic concepts in hydrogeology, the physical mechanics of groundwater flow, the hydrogeochemical characterizations and processes, groundwater regime and balance, and groundwater types. The knowledge herein forms the foundation of learning the hydrogeology. 13.京程装承任务、教学目的和教学要求 教学任务： 本课程主要讲授地下水的功能，水文循环及其影响因素，岩石的空隙类型及地下水类型，地下水运动的基本规律，地下水化学成分的形成作用及水化学分析表示方法，地下水的补给与排泄，地下水系统，地下水动态与均衡，孔隙水、裂隙水和岩溶水的基本特征等基础理论和方法。 教学目的： 使学生能够系统地学习地下水的形成、埋藏、交替循环等方面的理论知识，掌握水文地质学的基本概念、基本原理和基本方法，培养学生综合分析和解决各种水文地质问题的能力。 教学要求： (1)了解地下水的功能； (2)掌握岩石空隙与地下水的关系： (3)掌握地下水的运动规律； (4)掌握地下水化学成分的形成作用及水化学分析表示方法； (5)掌握地下水的补给与排泄及地下水系统理论； (6)掌握地下水动态与均衡的分析、计算方法；

水文地球化学 教学大纲

《水文地球化学》课程教学大纲 英文名称：Hydrogeochemistry 课程编码：081420016 总学时：32 实验学时：学分：2 适用对象：地质工程专业 先修课程：普通地质学、矿物岩石学、构造地质学、水文地质学基础、《地下水动力学》等 课程 大纲主撰人：大纲审核人： 一、课程性质、目的和任务 1. 水文地球化学是本专业一门重要的专业选修课。 2. 本课程能够使学生熟悉和掌握地下水化学成分的形成和演化，以及各种组分在其中的运移规律，从而为为同学们在选修后续的有关课程如地下水运移模拟打下基础。 二、教学内容及要求 第1章绪论 授课学时：2 基本要求： 水文地球化学的含义；水文地球化学研究的基本意义 重点：掌握水文地球化学的含义及其研究的基本意义。 第2章水溶液的物理化学基本知识 授课学时：6 基本要求： 水的结构与性质；物理化学作用 重点：掌握溶解平衡、碳酸平衡；地下水中的络合物的计算；氧化还原作用，包括基本 原理、Eh-pH图的绘制及地下水中的氧化还原反应；吸附作用，包括吸附种类和吸附机理、 离子交换以及有关的方程等。 难点：地下水中的络合物的计算；Eh-pH图的绘制。 第3章地下水中元素（组分）的迁移 授课学时：6 基本要求： 元素迁移的方式；影响元素迁移的因素；化学元素的移动性；地球化学垒。 重点：掌握地下水元素迁移的方式及影响元素迁移的因素；了解地下水化学元素的移动 性、地球化学垒。 难点：影响地下水元素迁移的因素 第4章地下水基本成因类型及成分的形成与特征 授课学时：8

基本要求： 关于地下水基本成因类型的概念；渗入成因地下水成分的形成与特征；沉积成因地下水成分的形成与特征；火山成因-热水循环地下水成分的形成与特征；地下水成分的特征与分布。 重点：掌握三种成因地下水成分的形成与特征；掌握地下水成分的特征与分布规律，了解地下水基本成因类型的概念。 难点：地下水成分的特征与分布规律 第5章地下水圈化学的基本特征 授课学时：4 基本要求： 地下水圈的概念；地下水的化学成分特征；地壳中的地球化学循环重点：掌握地下水圈的概念及地下水的化学成分特征；了解地壳中的地球化学循环规律难点：地下水的化学成分特征 第6章水文地球化学的研究方法 授课学时：2 基本要求： 地质-水文地质学方法；同位素方法的应用；热力学方法的应用；其它方法。 重点：掌握地质-水文地质学方法；了解同位素方法的应用、热力学方法的应用及其它方法。 难点：地质-水文地质学方法 第7章水文地球化学的应用 授课学时：4 基本要求： 地热；矿水；地下水质与地方病；地下水污染；成矿作用的水文地质条件；水文地球化学找矿的一般原理。 重点：了解成矿作用的水文地质条件及水文地球化学找矿的一般原理，掌握矿水、地下水质与地方病、地下水污染的影响因素。 难点：矿水、地下水污染的影响因素 三、学时分配

《地下水动力学》课程教学大纲

《地下水动力学》课程教学大纲 英文名称：Groundwater Dynamics 课程编码： 总学时：40 实验学时：0 学分： 适用对象：水文与水资源、地质工程 先修课程：水文地质学基础、水力学 大纲主撰人：大纲审核人： 一、课程性质、目的和任务 根据水文与水资源工程和环境工程本科专业的教学计划，本课程为专业必修课。其任务和目的在于使学生通过本课程的学习，掌握地下水运动的基本理论，初步运用基本理论分析地下水运动问题，建立地下水运动的数学模型，并提出相应的计算或模拟方法，以便对地下水运动进行定量分析。本课程要求学生重点掌握各种条件下地下水运动方程与定解条件、稳定流与非稳定流的典型解析解，深刻理解其适用条件、原理和方法。对于数值法、模拟法以及本课程涉及的新领域能有一般的了解。通过课堂教学及综合分析练习课，使学生能够应用该课程有关理论，对地下水运动、溶质运移问题进行分析计算，并能够利用试验资料数据分析地层的渗透参数。 二、教学内容及要求 第1章：地下水运动的基本概念 授课学时：8 基本要求： 1-1、渗流与典型体元、渗流的运动要素 1-2渗流基本定律 1-3地下水通过非均质岩层突变界面的折射现象 1-4流网 1.各向同性岩层地下水的流网特征 2.各向异性岩层地下水的流网特征 掌握典型体元、非均质各向异性、非均质各向同性、均质各向异性、均质各向同性的概

念，正确区分地下水质点实际流速、空隙平均流速和渗透流速。 第2章：地下水运动的基本微分方程及定解条件 授课学时：8 基本要求： 2-1渗流的连续性方程 2-2水和多孔介质的压缩性 2-3渗流基本微分方程 2-4潜水流动的布西涅斯克微分方程 2-5定解条件及数学模型 重点理解地下水弹性储存的含义，掌握弹性释水系数和重力给水度的概念；掌握渗流的连续性方程，潜水、承压水和越流含水层中地下水非稳定运动的基本微分方程的推导过程；熟悉定解条件，并能够正确建立数学模型。 第3章：地下水向河渠的运动 授课学时：6 基本要求： 3-1均质含水层中地下水向河渠的运动 一、承压含水层中地下水向河渠一维稳定流动 二、无入渗潜水含水层中地下水向河渠二维稳定运动 1. 隔水底板水平的潜水运动 2. 隔水底板倾斜的潜水运动 三、无入渗潜水含水层中地下水向河渠三维稳定运动 1.平面上流线呈辐射状的潜水运动 2.渗流断面复杂变化的潜水运动 四、均匀稳定入渗的潜水向河渠二维稳定运动 1.流量方程 2.水头线(浸润曲线)方程 3.地下分水岭位置的确定 4.入渗强度(W)的计算 五、承压含水层中地下水向河渠一维不稳定运动 1.定流量沟(渠)渠

《水文地质学基础实验》课程教学大纲

《水文地质学基础实验》课程教学大纲 英文名称：Foundation of Hydrogeology 课程编号：081427008 课程学时：实验学时：8 学分：0.5 设课方式：独立设课 适用对象：地质工程专业学生 大纲主撰人：大纲审核人： 一、本实验课程教学目的与教学基本要求 水文地质学基础是一门实践性较强的学科，室内实验课是该课程实践环节的重要组成部分。通过实验使学生能初步掌握水文地质学的基本原理和方法；为毕业后从事勘察工作与岩土工程工作打下良好基础。 实验项目目的和要求： [1].[ 孔隙与水、砂土中水的毛细运动]： （1）加深理解松散岩石的孔隙度、给水度和持水度的概念。 （2）熟练掌握实验室测定孔隙度、给水度和持水度的方法。 （3）熟悉给水度仪并对仪器进行标定。测定三种松散岩石试样的孔隙度、给水度和持水度。 （4）了解包气带中毛细水的赋存与运动特征。 （5）观测、比较不同粒径砂样的毛细上升速度。观测砂土毛细饱和带水的运移。 [2].[ 达西渗流实验]：

（1）通过稳定流条件下的渗流实验，进一步理解渗流基本定律——达西定律。 （2）加深理解渗流速度、水力梯度、渗透系数之间的关系，并熟悉实验室测定渗透 系数的方法。 （3）了解达西实验装置。测定不同试样的渗透系数K. [3]. [ 潜水模拟演示]： （1）熟悉与潜水有关的基本概念，增强对潜水补给、径流和排泄的感性认识。 （2）加深对流网概念的理解，培养综合分析问题的能力。 （3）观察地表径流、确定潜水面形状、分析地下水分水岭的移动、演示不同条件下的潜水流网。 [4].[ 承压水模拟演示]： （1）熟悉与承压水有关的基本概念，增强对承压水补给、径流和排泄的感性认识。 （2）加深对流网概念的理解，培养综合分析问题的能力。 （3）观察确定承压水水面形状、演示不同条件下的承压水流网。 二、考核方式 实验报告50%，实验室综合表现50%。 三、其他说明（前需后续课程等） 无 四、教材、指导书及参考书目 推荐教材：教材：《水文地质学基础》王大纯主编，地质出版社，2005 参考书：《地下水水文学》束龙仓主编水利水电出版社2009年 指导书：自编

水文水资源工程专业认识实习教学大纲

水文水资源工程专业认识实习教学大纲 01．教学单位名称 环境与资源学院 02．实践环节名称 水文与水资源工程专业认识实习 03．实践环节代码 644021 04．实践环节学时 2周 05．实践环节学分 2学分 06．实践环节性质 必修 07．实践环节开设学期 第2学期 08．实践环节面向专业 地下水科学与工程 09．实践环节教学目的与任务 目的：通过本环节的认识实习，使学生能够预先了解与专业有关的实际问题，增加学生对专业的感性认识，培养专业兴趣，提高学生对于后续系列专业课程的接受和理解能力。 任务：通过野外典型路线教学，加深对沉积岩、岩浆岩和变质岩的认识，进一步了解不同岩性的水文地质特点；认识河流的各个组成部分，阶地的水文地质特征，阶地与台地的分界和不同特征，了解城市对河流的影响及河流的自净能力，了解水库的主要组成和主要功能，认识修建水库的主要问题；掌握地形图、罗盘、GPS的主要用法和主要功能。 10．教学基本内容、要求与学时分配

（1）野外实习前综合讲课及实习动员1天 1）实习前综合讲课 介绍实习中涉及的水资源相关基础知识，包括我国水资源状况和存在的问题及面临的挑战，水资源形成、运动、赋存一般规律，水资源勘察、评价与开发的理论与技术和衍生的环境负效应问题，水资源供需平衡、水资源规划、管理与保护等，特别是与实习相关的基础知识。 2）实习动员 介绍实习目的、实习任务、实习要求；介绍实习组队情况，介绍实习中的交通、野外教学、食宿安全等纪律要求。 （2）野外认识阶段 1）学习使用地形图、罗盘、GPS1天 要求通过野外实践和操作熟练掌握地形图的使用方法，掌握罗盘、GPS的主要功能和使用方法。 2）了解河流及相关内容的认识2天 通过实际观察和读图，了解水系和分水岭的概念，并在地图上和实际观察中画（找）出分水线（岭）；了解河谷、一级阶地、冲洪积扇和台地的地形地貌特征；了解河流的形成和地质作用；认识河流在水文地质研究中的地位和作用；通过上游、下游水质分析对比，认识河流的自净作用；分析排污对河流及周边环境的影响；分析城市发展对河流及其水质的影响。 3）水库的认识1天 了解水库的功能、水工建筑物的组成，认识水库修建的地质、水文地质条件、分析水库塌岸、淤积、浸没和渗漏等环境地质问题。 4）地下水赋存条件的认识1天 认识砂岩的结构、构造、矿组组成，观察砂岩层理裂隙的发育及空隙特征，了解地下水的赋存条件；观察石灰岩的特征掌握溶洞的形成条件；了解灰岩中地下水的赋存特征，了解地下水在岩溶形成过程中的作用。 5）地下水水源地的认识1天 参观和访问地下水水源地的水文地质条件及开采条件；调查地下水水源地周边地区地下水位的变化特点，分析地下水开采对周边地下水位的影响。 6）岩浆岩、沉积岩和变质岩的特征及水文地质意义认识2天 认识玄武岩、砂岩、泥岩、灰岩、片麻岩等典型的沉积岩、变质岩和岩浆岩，掌握“三大岩类”的主要特征及区别。通过岩体穿切地层现象，了解地质体的形成时代的先后关系；了解三大岩的水文地质意义。 （3）室内水质分析实验1天 了解地下水水中的主要离子及其特征，掌握水质分析的基本方法；分析地下水水质与地表水水质的关系，分析其水质演化特征。

《专门水文地质学》教学大纲

《专门水文地质学》教学大纲 Special Hydrogeology 课程编码：21A43044 学分：2.0 课程类别：专业任选课 计划学时：32 其中讲课：32 实验或实践：0 上机：0 适用专业：水文与水资源工程 推荐教材：曹剑峰主编，《专门水文地质学》，科学出版社，2010年。 参考书目：蒋辉主编，《专门水文地质学》，地质出版社，2007年。 课程的教学目的与任务 本课程属专业必修课，本课程的教学目的是使学生在已学习过的水文地质学基础和地下水动力学课程基础上，通过本课程的学习，应基本熟悉和掌握地下水资源调查工作基本技术和工作方法；掌握水文地质勘探的基础知识和水文地质参数的获取方法；熟悉和掌握地下水动态及均衡研究方法及地下水资源评价、开发、保护与管理的基本理论、基本技术和工作方法；学会应用地下水学科理论与技术分析和解决与地下水有关的环境问题、地下水危害问题等。 课程的基本要求 1、使学生了解水文地质工作及其成果在国民经济中的重要性；通过对不同类型地区水文地质勘查实例的讲解分析，使学生掌握专门水文地质学的主要知识体系、基本工作方法及其在工程实践中应用。 2、通过课堂讲解、讨论和学生课下阅读、思考，使学生在掌握供水水文地质和矿区水文地质知识的基础上，对地下水资源合理开发利用方面的一些问题能有一定的独立思考能力。

3、要求学生在学完本课程后，能运用地下水资源评价方法和基本理论，独立地分析不同类型水源地的勘查与评价。 各章节授课内容、教学方法及学时分配建议 绪论建议学时：2 [教学目的与要求] 了解水文地质学科理论发展和水文地质学发展历程，掌握课程研究方法及理论体系， 学会利用利用水文地质学基本理论去分析水文地质问题。 [教学重点与难点] 不同水文地质问题的研究思路。 [授课方法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。 [授课内容] 第一节水文地质学科学沿革 一、专门水文地质学研究内容 二、水文地质学其知识体系 第二节我国水文地质工作的发展历程 一、不同年代水文地质工作的侧重点 二、专门性水文地质问题研究思路 第一章地下水系统及地下水资源建议学时：2 [教学目的与要求] 了解地下水系统、含水系统、流动系统的基本概念，掌握其基本理论观点和分析方法 进而对地下水资源进行分级。 [教学重点与难点] 地下水流动系统水动力场与水化学场研究方法。 [授课方法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。

水文地质学实验教学实践

关键词：地学专业；水文地质学；实验教学；教学质量；人才培养 引言 水文地质学是一门研究地下水的科学，是地质学的一个重要分支学科，在地下水资源的评价、开发与利用以及各种工程建设中起到了极其重要的作用［1-2］.全国地质和矿业类高校的地学专业（如地质工程、地下水科学与工程、水文与水资源工程专业）均开设有水文地质学基础课程，除了中国地质大学（武汉）该课程为64学时，实验课有24学时之外［3］，大多数高校该课程均为48学时，其中实验课4~8学时.走访调研表明，实验学时较少、经费缺乏、设备老化和教师不足等因素是影响实验课持续正常升级开展的主要障碍.为了培养满足社会与专业领域需求的水文地质人才，中国矿业大学（北京）优化了本科生课程体系，增加了实践环节的教学时间，即把水文地质实验纳入到地质工程和资源勘查工程2个地学专业的水文地质学课程教学中.水文地质学实验课程已经成为水文地质学课程教学体系中必不可少的教学手段之一［4-10］.通过对水文地质学实验教学进行改革，不仅可以加深学生对专业理论知识的理解，培养学生综合素质水平和创新思维能力，对课堂教学质量的提高、培养方案预期目标的完成以及创新型人才的培养也起到了重要的推动作用 1实验教学探索与实践 1.1优化实验教学设计 为提高水文地质学实验教学质量，对其教学设计过程进行优化管理和控制.依照实验教学大纲，水文地质学实验设计主要包括前期准备、开展实施和考核评价3个阶段，流程如图 1所示.（1）前期准备阶段.发放实验指导书和实验资料，学生进行实验课程预习，提前熟悉实验目的、要求、原理、主要内容和实验仪器操作等，巩固复习相关理论知识，进行实验方案设计，为实验教学的开展实施做好准备工作.（2）开展实施阶段.指导老师进行课堂出勤和预习情况考核；学生组队分工协作，自主完成实验仪器操作，实验数据测定与结果分析等工作；教师进行适当的指导和答疑，引导学生主动思考；学生编写提交实验成果表、实验报告以及相关图件.（3）考核评价阶段.任课教师根据学生在实验教学开展实施阶段各方面的综合表现，如课堂出勤和预习情况、实验仪器操作情况和实验成果报告等，最终给定学生实验课程成绩并进行评价. 1.2丰富实验教学内容 2016版水文地质学实验内容包括岩土水理性质测定实验、达西实验、毛细上升高度测定实验和间歇泉成因演示实验.这些实验均为传统的验证性和演示性实验，因而无法培养学生综合分析和解决问题的能力.为实现培养方案目标要求，学校大规模引入了先进的水文地质学实验仪器和设备，并对实验教学内容进行合理设置，在2020版实验教学指导讲义中增加了潜水和承压水模拟演示实验、入渗和地下水渗流实验以及综合设计性实验和创新性实验等，从而培养学生的创新思维和能力.（1）基础性实验.此类实验包括验证性和演示性实验，主要是让学生掌握基础理论知识和实验技能.主要包括岩土水理性质测定、达西实验、毛细上升高度测定、潜水和承压水模拟演示、入渗和地下水渗流以及间歇泉成因演示实验等.其中：岩土水理性质测定主要让学生掌握室内测定容水度、给水度和持水度的方法；间歇泉成因演示主要是要求学生掌握间歇泉形成的必要条件和主要影响因素；达西实验主要是让学生加深认识达西定律，掌握室内测定岩土渗透系数的方法.此类实验是后续实验的基础和前提.（2）综合设计性实验.此类实验主要是培养学生综合分析解决实际问题的能力和三维空间想象能力.实验内容主要为流场模拟和涌水量预测.优选几个典型煤矿地层资料供学生自由选择，设计实验方案，独立操作和实施，测定实验相关的水文地质参数和数据.利用VisualModflow 专业软件进行三维数值建模，并根据实验测定的数据对模型进行水文地质参数设定和赋值，最后进行地下水流场模拟或矿井涌水量预测预报，完成综合设计性实验.此类实验主要提高学生综合分析问题和应用理论知识解决实际问题的能力.（3）创新性实验.此类实验主要培养

水文地质勘察 教学大纲

《水文地质勘察》课程教学大纲 英文名称：Hydrogeological Investigation 课程编码：070620019 总学时：40 实验学时：学分：2.5 适用对象：地质工程专业 先修课程：高等数学、大学物理、普通地质学、矿物岩石学、水文地质基础等课程 大纲主撰人：大纲审核人： 一、课程性质、目的和任务 1. 水文地质勘察是本专业一门重要的专业选修课。 2. 本课程能够使学生熟悉和掌握地下水资源调查、评价、开发的理论和方法以及矿床水文地质调查评价方法，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。 二、教学内容及要求 第1章绪论 授课学时：2 基本要求： 水文地质勘察的任务与内容；我国水文地质学的发展概况；我国水文地质勘察部分成果重点：掌握水文地质勘察的任务与内容；了解水文地质学的发展历史、现代水文地质学的特征与发展趋势。 第2章地下水资源调查概述 授课学时：2 基本要求： 地下水资源调查的目的与任务；地下水资源调查的方法；地下水资源调查工作的类型和阶段划分；地下水资源调查工作的原则和步骤 重点：掌握地下水资源调查的目的与具体任务；了解地下水资源调查的常用方法及新技术与新方法；理解区域性地下水资源调查和专门性地下水资源调查目的、任务和调查方法的特点；掌握我国供水水文地质勘察阶段的划分及各个阶段的工作任务；了解地下水资源调查工作的原则，掌握地下水资源调查工作的步骤。 难点：供水水文地质勘察阶段的划分及各个阶段的工作任务；地下水资源调查工作的步骤。 第3章地下水资源地面调查 授课学时：4 基本要求： 地下水资源地面调查（水文地质测绘）的基本任务；地下水资源地面调查的观测项目；不同地区地下水资源地面调查的内容；地下水资源地面调查的基本操作技术要求。

水文地质学-教学大纲

《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； ＊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 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