《水文地质学基础》实验实习讲义

Ⅰ 实验部分

实验一、松散岩石孔隙度、持水度和给水度的测定

岩石的空隙是地下水赋存的场所和运移的通道, 作为含水介质, 空隙的性状严格控制着地下水的分布、埋藏和运动特征。

在孔隙水研究中,首先要对岩石的孔隙度、持水度和给水度进行实际测定, 以了解岩层容水、持水和给水能力等方面的水文地质特征。

岩石的孔隙度是用以表征岩石容水性能的重要指标; 岩石的持水度是用来表征岩石在重力作用下仍能保持一定水量能力的指标； 岩石的给水度是表征饱水岩石在重力作用下所释出或给出水量大小的指标。岩石的给水度是评价地下水资源量的一个重要参数, 也是矿坑排水或疏干、建筑工程地基设计和施工等工作必需的一个重要水文地质参数。 一、实验目的及要求

通过本次实验, 使学生加深对孔隙度、给水度和持水度概念的理解, 掌握室内测定基本方法; 要求学生在实验过程中认真观察和记录, 分析本次实验后面的相关问题, 写出实验报告书。 二、测定方法及原理 松散岩石的孔隙度、持水度与给水度测定方法, 通常有高柱仪法和加压法, 前者适用于砂和亚砂; 后者则用于粘土及亚粘土。

本实验为高柱仪法(图Ⅰ—1), 用以下两种方法均可求得其相应参数。

(一)、直接测定水量法

根据定义, 只要测出装入高柱筒中 干试样的体积(V 干试样)、试样饱水时所 用水的体积(向供水瓶内加入的水和剩 余水的体积之差),即 ：

V 饱水=V 加水― V 剩水

和在重力的作用下试样排出水的体 积(V 排水), 则试样所保持的水体积(V 持水) 为：

V 持水=V 饱水 ― V 排水

据此, 就可求出相应的孔隙度(n)、 图Ⅰ—1 高柱仪测定装置 持水度(s r )和给水度(μ)。 1—高柱筒 2—橡胶管 3—橡皮塞 4—金属网 (二)、间接测定水量法 5—调流量管夹 6—接水桶 7—供水瓶

先将干试样装入高柱筒, 并测出干试样体积(V 干试样), 倒出干试样, 并将干燥试样称量获得其总重量(W 干试样)后, 再装入高柱筒, 并加水饱和, 最后使其在重力的作用下自由流出, 直至排尽。根据试样所排出的水量(V 排水)、试样饱水时的含水率和重力作用下仍能保持的含水率与试样总重量W 干试样，就可求出砂土的 V 持水及 V 饱水。然后再由后面式子求出相应的孔隙度(n)、持水度(s r )和给水度(μ)。

砂类土孔隙度等于其容水度; 而膨胀性粘性土的孔隙度往往小于其容水度。 三、测定装置(图Ⅰ—1)及所用器具

漏斗、塑料桶、供水瓶、支撑铁架、流量调节阀、高柱仪、接水桶、样品盒、托盘天平、橡胶塞、牛角勺、烘箱、电子天平。

四、测定步骤

1、用滤网垫住高柱筒底部排水孔，将橡胶塞斜面上抹少量凡士林，塞住高柱筒侧壁上各个取样孔。

2、用漏斗向高柱筒中分层加入干燥试样，一边装一边振动，使试样达到最大密实度。当试样装填高度达到高柱筒2/3时，将高柱筒横过来取样孔向下反复摇晃几次，使试样充滿高柱筒内所有空间，再继续装填试样至距离高枉筒顶部孔口约3 ― 5cm为止。

3、用盒尺量取高柱筒内径和试样柱高度, 计算试样体积, 并填写记录表在相应测定孔隙度和测定持水度实验数据表Ⅰ—2和Ⅰ—3。

4、接通电子天平电源, 先称量盛试样的塑料桶重量, 按去皮键清零。将高柱仪筒内试样倒入塑料桶内, 称取试样总的净重量, 并填入相应测定孔隙度和测定持水度实验数据记录表Ⅰ—2和Ⅰ—3。之后将试样按步骤2方法重新分层装填到高柱筒内。

5、将供水瓶排水口用胶塞、玻璃管和胶管连接好, 装上流量调节阀并关闭阀门, 向瓶内加入2/3容积水, 将所加水体积填写在直接测定水量法实验数据记录表Ⅰ—1, 并将供水瓶放置在支撑铁架子上。连接供水瓶胶管与高柱仪筒下面水嘴。

6、缓缓开启流量调节阀, 使水自下而上流入高柱仪筒中, 直至在高柱仪筒顶部孔口试样表面出现水膜为止，此时试样己全部饱和。随即关闭流量调节阀停止供水。

7、从高柱仪筒顶部孔口中用牛角勺取30 至 50克饱水试样装入己称重并贴上标签的样品盒, 放在托盘天平上称量, 将称量结果和样品盒重填写在测定孔隙度实验数据记录表Ⅰ—2, 之后放入瓷盘中待烘。

8、将接水塑料桶放在高柱仪筒下面, 拔开高柱仪筒下面水嘴胶管, 使水从高柱仪筒内试样中自由释出, 直至排尽为止。

9、从上至下依次拔开高柱仪筒上各取样孔胶塞, 用牛角勺在各取样孔掏取30 至 50克试样, 分别装入已称重并贴好标签的样品盒, 称取重量后依次放入瓷盘, 并将称量结果填写在测定持水度实验数据记录表Ⅰ—3，最后连同饱水样一起放入烘箱。

10、将烘箱温度设定为105℃, 烘6一7小时后, 取出各个烘干样称量, 并将称量结果填写在相应的测定孔隙度和测定持水度实验数据记录表Ⅰ—2和Ⅰ—3。

11、将接水塑料桶内从高柱仪流出的水倒入量筒, 量取其重力释水体积,并填写在相应直接测定水量法实验数据记录表Ⅰ—1。

12、将供水瓶中剩余的水放入量筒，量取供水瓶中剩余的水量，并填写在直接测定水量法实验数据记录表Ⅰ—1。

13、将高柱仪筒内试样倒出, 并取出底部滤网, 清洗干净，将各种器具放回原处。

五、实验数据记录与整理

1、直接测定水量法

表Ⅰ—1 直接测定水量法实验数据记录表

注：表中体积单位：cm

3

2、 间接测定水量法实验数据记录表

试样的总重量W 干试样_________ 试样的体积V 干试样__________ 注：表中湿样为饱和样, 干样为烘干后样, 重量单位为克。

试样的总重量W 干试样_________ 试样的体积V 干试样__________

注：表中湿样为保持水样, 干样为烘干后样, 重量单位为克。

六、计算 将以上实验数据记录表中各相应量代入下式即可求出其水文地质参数： n = S r + μ 其中：

n =(V 饱水/ V 干试样)×100% S r =(V 持水/ V 干试样)×100% μ=(V 排水/ V 干试样)×100% q 3 – q 4 ω1 = q 4 – q 0

q 1― q 2

ω2 = q 2― q 0

V 饱水= ω1×W 干试样 /ρ水

V 持水 = ω2×W 干试样 /ρ水

上式中：W 干试样为高柱仪内干试样总重量；ρ水为水的比重常等于1。V 排水也可由下式求出： V 排水 = V 饱水 V 持水

最后由实验数据记录表中各相关参数的平均值和以上n 、S r 和μ各公式求得其结果。 七、实验中注意事项

1、 试样充水时, 水流量不宜调的过大, 以免破坏试样结构。

2、本实验应平行测定二次以上, 平均误差不得大于0.5%。 八、撰写实验报告

主要包括对本次实验过程中所存在的问题和改进建议，及本次实验后面所提的问题的看法。 思考题

1、高柱仪筒内试样重力释水后, 为什么要在其上部、中部和下部分别取样？

2、高柱仪筒内试样重力释出的水为什么形式水？释尽后试样中还保留的水是什么形式水？

实验二、达西渗流实验(岩石渗透系数的实验室测定)

地下水在岩石空隙中的运动称为渗流。渗透系数是表征地下水在岩石空隙中渗透性能的指标, 具有速度的量纲(LT-1), 在数值上等于水力坡度为1时的渗透速度。是进行地下水资源评价、地下水中污染物迁移等各种水文地质研究和计算的重要参数。也是从事水文地质工作首先测定的最主要参数。

一、实验目的和要求

通过稳定流条件下的渗流实验, 使学

生加深理解达西定律的建立条件, 渗流速度、

水力坡度和渗透系数之间的关系, 掌握测定

渗透系数的方法。实验中要求学生认真观察,

分析本次实验后面的问题, 写出实验报告书。

二、测定原理

由达西定律, 常水头条件下, 水流在

单位时间内透过岩石空隙的流量(Q)与岩石

的断面面积(ω)、水力坡度(I)成正比：

Q = KωI 或 V = KI

上式中Q、ω、I 均可在试验中测

得, 则渗透系数K也就求出。

三、测定装置(图Ⅰ—2)及所用器具

水平尺、量筒、秒表、盒尺、捣棒、图Ⅰ—2 达西仪装置图

水位调节器、达西仪、测水头板。1—试样 2—进水开关 3—出水管

四、测定步骤4—测压管 5—仪器支架 6—排气口

1、按达西仪筒体内径大小, 裁取适当大小的过滤网放置在达西仪筒内网筛上, 再取一长条形滤网垫在达西仪筒内侧的两个水位观测孔口上。

2、向达西仪筒内装入试样, 一般装5cm厚用捣棒捣实一遍, 直至超过达西仪筒内侧的上部水位观测孔5cm左右为止, 然后再在试样上铺一层2至3cm厚的卵石, 以防实验时试样颗粒浮起。

3、用水平尺校验使达西仪处于水平状态, 通过调节达西仪下方三角架上三个镙丝, 将达西仪调平。

4、将测水头板两胶管分别插上细玻璃管和胶塞与达西仪筒上的两个水位观测孔相连。

5、用盒尺量取达西仪筒内径(D)和壁上分别代表两个过水断面的两个水位观测孔间距(L), 分别将测量数据填入实验数据记录表Ⅰ—4。

6、将水位调节器下方排水管与达西仪筒底部供水嘴相连, 水位调节器侧面溢水管和达西仪上部排水管下面分別放上塑料接水桶。再将连接自来水阀门的胶管口伸进水位调节器, 并将水位调节器调到合适高度。通常高出达西仪20cm左右。

7、慢慢打开自来水阀门, 使自来水缓缓流入水位调节器, 保持水位调节器侧面溢水口始终有水稳定流出。直到达西仪筒口有水出现并从达西仪上部排水管流出，且使达西仪筒口上保持稳定的水位。

8、观察测水头板上两玻璃管内水位。若连接胶管内有气泡, 则水位会发生异常, 可用吸耳球从两玻璃管上方口中将气泡吸出。最后将上、下两管水位高度(H2, H1)分别填入表Ⅰ—4。

9、用量筒和秒表观测从达西仪上部排水管流出的水量, 每隔10一15分钟观测一次, 连续观测三次, 每次误差均应小于5%, 最后将测得的结果填入表Ⅰ—4 。

10、将水位调节器向上分別抬高20cm两次, 重复上面操作过程, 分别再观测水位和测流量6次, 将测得的结果填入表Ⅰ—4。

11、拆除实验装置, 倒出达西仪筒内试样，将仪器各部分清洗干净, 放回原处。

五、实验数据记录表

D ：___________ L;____________

六、计算 由达西定律得：

K = Q / ( I ω) I = (H 1― H 2) / L

ω= ( πD 2

) / 4

式中：L 为达西仪侧面两水位观测孔中心距离, D 为达西仪园筒内径, 均可用盒尺量出。 将实验记录表Ⅰ—4中相应数据代入上式, 即可求出渗透系数K 。 最后取其平均值作为最终测得结果。

七、实验时注意事项

1、 试验前一定要检查连接水头板的胶管和玻璃管中有无气泡, 需先排除空气后才能进行实验。

2、计算时单位换算要统一成厘米·克·秒-1

制。 八、撰写实验报告

主要包括分析本实验所得结果的正确性都受何条件影响和对本次实验后面思考题的解释。 思考题

1、为什么要在测压管水位稳定后才能测流量？

2、对于同一粒径砂样, 达西实验所做出的渗透系数与不同粒径的渗透系数是否一样？

3、渗透圆筒垂直放置和倾斜放置所测的k 值、I 值、V 值和Q 值是否一样？如果将渗透圆筒水平放置所求各值又怎样？

实验三、土的毛细水上升高度测定

毛细水是赋存在包气带岩石空隙中的地下水, 它同时承受着重力和毛细力的共同作用。最受人类关注的主要是地下水面以上的支持毛细水, 它分布在包气带下部形成毛细水带, 毛细水上升高度决定着该带的厚度。

饱水带的地下水只所以能沿毛细空隙上升, 主要是受毛细力的牵引。毛细力是发生在岩石介质空隙中固、液、气三相界面上的一个向上的力, 它是由岩石颗粒表面张力和重力共同对水的作用产生的。形成指向弯液面凹侧向上的附加表面压强, 该附加压强因弯液面上凹而向上, 为一负值, 称为毛细负压。因此, 凹液面所受的大气压强要比水平液面小一个毛细压强, 相当于凹液面之下存在一个与毛细压强相等的真空值。所以, 可认为该毛细负压力就是一个向上的弯液面力。该弯液面力抵抗着大气压力和重力使水沿毛细管上升, 直至液柱重力与之平衡。若换算成水柱高度可表示为：

h = 0.03 / D

式中, h为水柱最大毛细上升高度(单位：m); D为毛细管的直径(单位：mm)。

由上式看出,毛细管直径越小,水的毛细上升高度越大,反之则越小。因而在大孔隙的粗砂中, 毛细管直径较大, 毛细水上升高度较小, 而细砂、粘土, 由于孔隙直径较小, 毛细水上升高度则较大。

岩石中毛细水上升高度对于研究包气带水运动、大气降水入渗补给地下水、农田灌溉、盐碱地改良、地下水污染及工程建筑地基处理设计与稳定性评价等, 都具有重要意义。

松散岩石的毛细水上升高度测定方法, 有直接观察法和卡明斯基仪法。前者适用于粗砂和中砂, 后者则适用于粉砂和粘土。

一、直接观察法

该法是将试样装入有刻度的玻璃管中, 管的底部缚有滤网, 并放置于盛水槽中, 直接观测毛细水的上升高度。

1、测定装置(图Ⅰ—3)

铁皮水槽、带刻度玻璃管、玻璃管架。

2、测定操作步骤

①将内径2 至 3cm, 长80 至 100cm,

两端开口并有刻度的玻璃管一端用

滤网包住并用尼纶绳捆紧。

②将准备好的粗砂、中砂、细砂、极图Ⅰ—3 砂土毛细水上升高度直接观测装置

细砂试样分别用漏斗装入不同玻璃管, 1—铜丝网 2—透水石 3—玻璃管 4—砂样

使砂柱高度达到70 ― 80cm即可。 5—水槽 6—进水管 7—溢水管 8—支架

将装好砂样的玻璃管分別插入玻璃管架, 包滤网一端放入铁皮水槽内, 最

后向铁皮水槽内加水, 至玻璃管零刻度线位置, 并始终保持该水位不变。

③先按经过5分钟、10分钟、20分钟、30分钟、60分钟的时间间隔观测和记录各管中的毛细

水上升高度, 以后每隔数小时观测各管毛细水上升高度一次, 直至稳定为止。同时将观测的结果填入表Ⅰ—5。如果毛细水升高的湿润面不平, 则可取其平均值。

3、实验数据记录表

表Ⅰ—5 直接观测毛细水上升高度实验数据记录表

4、实验数据整理

将记录表中数据, 在同一座标纸上分别绘出粗砂、中砂、细砂和极细砂的毛细水上升高度与时间关系曲线。该曲线可用如下经验式表示：

H n

= m

t

上式中的 n、m, 可利用作图分析方法分别确定。并可求出其三条曲线的实用经验式。

将上式两边取对数得：

lgt = nlgH ― lgm

图Ⅰ—4 砂土的lgt — lgH 曲线

显然上式为一线性方程, 将所测的t 和H取对数, 然后在双对数纸上作其关系曲线(图Ⅰ—4), 其直线的斜率为n, 截距为–lgm。取其反对数就可求出m来。

其相应经验式也就得出。

二、卡明斯基仪测定法

1、原理

该法是根据弯液面力能产生一定负压力, 使供水中的静水压力小于外界大气压力。其压差所支持的毛细水柱高度即

为被动的毛细力支持的下降水柱高度,

用连通管等压面原理就可进行测定。

2、仪器装置(图Ⅰ—5)

供水瓶、供水胶管、固定铁架、

玻璃岩样管、橡胶塞、滤网、测压管、

木支架、排气胶管、标尺、固定板、

流量调节阀、供(排)水玻璃管、玻璃

三通A、玻璃三通B、U形胶管、固定

架、接水桶。

3、测定步骤

①将试样装入玻璃岩样管, 对于风

干扰动砂土样, 应一边装一边用捣棒捣实,

装至约8cm高即可; 对于原状砂土样, 直图Ⅰ—5 卡明斯基仪测定装置

接用切土筒削出8cm高试样装入玻璃管, 1—供水瓶 2—玻璃管 3—三通管 4—橡胶管

周围用蜡密封; 对于粘土样, 则在滤网上5—测压管 6—标尺 7—管夹、阀 8—排气管

铺一粗砂缓沖层, 但供水玻璃管口应高于9—橡胶塞 10—滤网 11—玻璃岩样管

缓沖层。最后将试样的岩性、粒径填写在表Ⅰ—6。

②将供水胶管装上流量调节阀并与供水瓶下排水口相连, 关闭流量调节阀, 向供水瓶加水至2/3容积。将供水细玻璃管下端口与U形胶管相连, U形胶管另一端与玻璃三通B其中一端口相连, 玻璃三通B另外两端其中一端与测压管下端口相连,另一端与玻璃三通A其中一端口用胶管相连。玻璃三通A另外两端其中一端与供水瓶胶管相连, 另一端与装有流量调节阀并伸进接水桶的排水胶管相连。

③关闭排水胶管上流量调节阀, 慢慢开启供水胶管上的流量调节阀向土样供水, 待土样表面出现水膜完全饱和后, 关闭供水胶管上流量调节阀。

④缓缓打开排水胶管上流量调节阀, 一边向接水桶内放水，一边注意观察测压管水位沿标尺的下降情况, 待下降缓慢时, 应减缓排水速率, 直至水柱下降到一定高度停下来, 然后又猛的一跳, 向上快速返回时停止放水, 并记下开始回跳位置读数、测定累计时间一同填写在表Ⅰ—6。

本实验应平行做两次以上, 取其平均值作为该样毛细水上升高度, 如果两次实验结果相差太大, 应重新另做。

4、实验数据记录表

表Ⅰ—6 卡明斯基仪法测定毛细水上升高度实验数据记录表

三、注意事项

1、试样饱和时，供水速度宜慢，否则容易在试样底部冲成小坑。

2、水位下降速度开始可控制在2―5cm/min, 最后可减至1―2cm/min。

四、撰写实验报告

包括直接观测法和卡明斯基仪测定法的实验体会和看法。描述负水头法测定过程中值得注意的现象等。分析本次实验后面所留的思考题。

思考题

1、用直接观察法数据做出四种砂样毛细水上升高度与时间关系曲线后, 请指出初期及后期四种砂样的毛细水上升速度自大而小的顺序, 并分析其原因。

2、从试样中退出的水是什么形式的水？试样中保留的是什么形式的水？

3、如果改测粘土试样, 毛细水上升高度数值是大还是小？

Ⅱ实习部分

实习一、编制潜水等水位线图及潜水位埋藏深度图

一、实习目的

1、熟悉潜水等水位线图及潜水位埋藏深度图的编制方法。

2、初步学会阅读和利用潜水等水位线图及潜水位埋藏深度图。

二、潜水等水位线图及潜水位埋藏深度图的编制原则

1、编图前必须掌握本地区水文地质条件(地表水与地下水相互联系状况; 周围山区基岩与平原或盆地松散沉积层的接触及水力联系状况; 区内断裂分布特征及导水性质; 含水层与隔水层产状与分布特征; 降水入渗与蒸发强度等); 地形地貌特征及组成物成因类型。只有充分了解和掌握这些相关资料, 才能正确勾绘出各条潜水等水位线走向。

2、选用的地形图底图比例尺, 应大于或等于水文地质观测实际材料图和所编制的潜水等水位线图及水位埋藏深度图。

3、将水文地质观测点(井、泉、地表水体水位等)按水文地质勘测规范要求统一编号, 以适当的大小和规定的代表符号投在地形底图上(如图Ⅱ—2图例)。

4、所选用的水文地质观测点水位必须是同一时间(一般要求最多不超过2天)统测的数据。

5、不同比例尺的潜水等水位线图及潜水位埋藏深度图, 应有相应密度或数量的控制点(水文地质观测点)。若局部地段控制点少于水文地质勘测规范要求, 对于大比例尺(>! : 5万)的图件必须在野外现场实测补足观测点; 对于中、小比例尺的图件(<1 : 10—20万) , 可利用地形地貌、构造、附近观测点水文地质资料进行推测勾绘, 但必须在水文地质报告或有关图例中说明和表示清楚。

三、潜水等水位线图和潜水位埋藏深度图绘制方法

潜水等水位线图和潜水位埋藏深度图绘制方法很多, 主要是根据观测点水位标高和水位埋深结合地形地貌条件、水文地质条件、地表水体特点凭经验用内插法确定出一定间距的潜水面高程和埋深点, 再用规定标高和埋深厚度段的光滑曲线连接这些点：

1、地形地貌条件的影响

潜水地下水位的分布特征主要受地形地貌的控制, 潜水面形态与地表形态基本一致, 不同地貌形态其地下潜水面分布形态和埋深不同。

(1)、穹隆或山包地形

地下潜水面形态多与其地面相似, 但起伏程度远比地面缓。潜水等水位线呈封闭的环形状, 越向山峰方向等水位线标高值越大, 中心地下水位埋深最大, 越向边缘埋深越小。

(2)、坡地与沟谷间梁、塬地形

在山坡处潜水面呈倾斜的平缓凸形曲面, 潜水等水位线呈向地形标高降低方向凸出弯曲, 且越向坡顶等水位线标高值越大, 地下潜水位埋藏越深。越向坡脚处等水位线标高值越小, 地下潜水位埋藏越浅, 一些坡脚地方甚至有地下水出露。

在沟谷间梁、塬处, 潜水面呈长垣凸形状, 地下潜水等水位线呈封闭的与梁、塬近似的形状。越向梁、塬内部地下潜水位埋深越大, 越向梁、塬边缘地下潜水位埋深越小。沟底边缘处地下潜水等水位线与梁、塬边缘地形等高线相交, 多发育有下降泉。

(3)、大型沟谷地形

大型沟谷地带, 地下潜水面坡度比地面坡度缓的多。等水位线呈向地形等高线标高增大方向凸形弯曲, 且越向谷底地下潜水位埋深越浅。

(4)、盆地或洼地地形

地下潜水面多呈缓锅底状, 等水位线呈近似盆地或洼地形态的封闭环状。越向盆地或洼地边缘, 等水位线标高值越大潜水位埋深亦越大, 越向盆地中心等水位线标高值越小, 潜水位埋深越浅。甚至与地形等高线重合发育有沼泽或湖泊。

(5)、洪积扇地形

地下潜水面呈缓倾斜的凸形扇状, 扇脊和扇顶部位潜水位埋深大, 边缘处埋深浅。地下潜水等水位线向洪积扇下游方向凸形弯曲, 因扇脊部位沉积物颗粒较粗, 导水性强, 所以等水位线较疏两侧则较密。在洪积扇的扇形相和滞水相沉积接触带地形等高线与潜水等水位线相交, 潜水位埋深为零, 地下水溢出。

2、水文地质条件的影响

主要包括隔水边界、供水或透水边界、潜水和承压水相互联系和转换地带以及排泄边界等。

(1)、隔水边界

常见的有不透水岩层与透水岩层相接触带、大型压性或剪性断裂带、地下分水岭地带等。由于隔水边界无水流通过, 在稳定流场条件下, 隔水边界可看作是一条流线。因此, 其潜水等水位线可垂直隔水边界勾绘。

(2)、供水边界或透水边界

此类边界常存在于山区基岩与平原或盆地的张性断裂接触带、可溶性灰岩与松散的砂或砂砾石层接触地带以及平原或盆地中湖泊和河流周边附近。其地下潜水等水位线形状由山区基岩风化程度、断裂带破碎状况和地形陡峭情况决定。当透水性能很强两侧水力联系十分密切时, 潜水等水位线则平行该边界走向绘制, 当水力联系不十分密切时则呈一定角度与此边果斜交穿过。

(3)、潜水和承压水相互联系或补给地带

在平原中部, 由于下伏松散沉积层由许多砂、砂砾石层和粘土、亚粘土或亚砂土层互层构成, 在这些地区的钻孔中揭露的含水层又不止一层, 它们多少存在着一定的越流关系。所以, 在这些井孔中反映的地下潜水位多为混合水位。要在潜水等水位线图上反映出该处的地下水分布特征, 多采用分层止水观测水位。下面各承压含水层水压线可用所附水文地质剖面图表示。

(4)、排泄边界

在山前平原或盆地内部单独泉排泄点, 地下水等水位线多以该点为中心, 以隔水层为边界呈不

对称环带分布。越向补给方向潜水位埋深越大, 越靠近泉点越浅。

在沟谷、河谷和平原或盆地边缘常由泉群组成泄流带, 该处潜水等水位线与地形等高线相交, 且沿这些出水点走向分布, 潜水位埋深为零。

3、地表水体条件的影响

在河流和湖泊(水库)周围, 不同水文季节地下潜水面分布不同。

(1)、河流

在丰水期(我国北方为6、7、8、月份)河水通常是补给地下水, 河床附近的地下水位常高于周围的地下水位, 形成长垣状潜水面。其水流方向一方面向两侧渗流, 另一方面向河流下游方向渗流。因此, 地下潜水等水位线向河流下游凸形弯曲, 越向下游方向潜水等水位线标高值越小。河床位置水位埋深最浅。

在枯水期(我国北方为1、2、3月份), 地下水通常补给河水, 河床水面与地下水面相交, 其交线由若干条潜水等水位线组成。由于水流方向一方面向河床泄流, 另一方面向河流下游方向渗流。因此, 地下潜水等水位线向河流下游凹形弯曲。越向下游等水位线标高值越小。

沉降平原中部的地上河附近, 地下潜水面分布同丰水期河流。但水位埋深极浅, 许多地方沼泽发育。

(2)、湖泊

湖泊(水库)水面为流动很小或水力坡度小到可以忽略的地表水体。该水体边界线被看作是定水头, 可用一条封闭的同水体边界重合的环形潜水等水位线表示。若湖水补给地下水, 则潜水等水位线标高向周围依次降低, 若地下水补给湖水, 则潜水等水位线标高向周围依次增高。

4、含水层沉积岩相

平原或盆地下伏潜水含水层中, 有时在一定范围存在着不同规模和不同厚度的湖相、河漫滩相的淤泥、粘土和亚粘土透镜体。当地下水流经这些透镜体时, 便会产生绕流, 流线与等水位线均发生变形。因此, 绘制潜水等水位线图前还必须收集第四系等厚线图、第四系钻孔剖面图等资料, 以便能够正确处理。

5、沉陷或塌陷构造

我国北方许多山麓平原地区下伏奥陶纪灰岩岩溶水, 上覆第四系松散层。由于煤田开采强疏干, 使下伏石炭、奥陶系中岩溶溶洞呈负压。常常在上覆第四系较薄处产生地面塌陷, 造成地表水和地下潜水通过塌陷天窗补给下面灰岩含水层。因此, 地下潜水等水位线是以这些塌陷为中心呈漏斗状分布。

在沉积平原或盆地中, 由于多年过量开采深层地下水, 造成下伏承压含水层孔隙压缩和释压, 地面大面积发生缓慢沉降。因而这些地区的地下潜水等水位线也发生改变, 与该沉降凹陷区形状基本一致, 潜水面呈降落漏斗状, 且越向中心潜水位埋深越大。

6、内插法

设两个己知水文地质观测孔为孔#1和孔#2, 其水位标高值为H1和H2, 两水文地质观测孔之间的距离为L, 绘潜水等水位线

的孔#x点位于两个己知水文地质观测孔之间

的连线上, 且距孔1的距离为l1, 水位标高为

h, 如图Ⅱ—1。则由比例关系可得下式：

(H1– H2)(L –l1)

h = + H2

L

式中：L和l1 距离可用直尺从投在地形底图Ⅱ—1 内插标高示意图

图上的两个己知水文地质观测孔之间距离和要绘潜水等水位线那一点孔#x距孔#1之间的距离量得。

最后, 在连潜水等水位线之前, 应找出全区地下水位的大致变化规律。先勾绘资料多容易勾绘的线段, 然后加密并处理异常点。绘完后还应详细检查, 对特殊地段孔连线进行反复斟酌处理, 使其尽量符合周围地下水流场规律。

四、松散沉积物水文地质剖面编制方法

1、将地形图上所标的剖面线与各地形等高线相交点按其标高值以适当比例分别投在该地形图下方对应的座标位置上(该座标垂向代表地形标高, 横向代表剖面线在平面上的沿伸长度)。得到该剖面的地面起伏线。

2、将剖面线上或距离最近的代表性钻孔也分别投在该地形图下方座标内对应位置(若钻孔不在剖面线上, 可将其先投影到该剖面线上)。然后以地面起伏线为起点根据钻孔揭露终孔深度按适当比例向下作延长线段, 表示剖面上孔深。

3、将各个钻孔在不同深度揭露的不同厚度的沉积层, 用规范要求的岩性符号按比例标在各钻孔从地面起伏线处向下延长的线段上。沉积较薄无法标出的沉积层可将成因类型相同的进行合并处理或适当加大垂向标高比例表示, 但不得过分夸大使整个地形起伏失真。

4、根据地表形态、地表水流向、该剖面处地质构造特征用光滑曲线将成因类型和岩性相同的沉积层连接起来。一般延伸方向应越向水流下游越低(除非其间有断层抬升或构造隆起), 中间连不起来的沉积层, 按尖灭或透镜体处理。

5、将各个钻孔揭露的地下潜水位标高值按上述相同比例标在各个钻孔的不同深度位置。最后将各个钻孔水位用光滑虚线连接起来, 即编制出该水文地质剖面图。

五、潜水等水位线的判读

1、潜水位埋深

潜水位埋深是指潜水面到地表的距离。在潜水等水位线图上, 除了利用井、孔上标注的孔口高程和潜水面高程数据之差计算外, 还可依据潜水等水位线和地形等高线相交点的两个标高差值得到。在地下水露头处潜水位埋深为零。

2、潜水面分布特征

可依据上述绘制方法中介绍的各种条件下潜水等水位线分布的形态特征和标高值变化规律来进行辩别。

3、潜水与河水补排关系

可根据潜水面分布形态与河水面的高差进行判读。当潜水面高于河水面时, 由于潜水渗流速率远远小于河水流速, 河水面处于水槽最底处, 地下潜水向河水排泄。当河水面高于附近潜水面时, 由于河水下渗和向两侧渗透较慢, 河流上游来水较快, 故潜水面上凸呈长垣形状。

4、水文地质特征

依据上面绘制方法中介绍的各种水文地质边界条件决定潜水等水位线走向原理, 由潜水等水位线走向和分布形态, 可判断出该流场的隔水边界、透水边界、补给与排泄条件、甚至导水和不导水断层等。由等水位线反映的地下水流汇集集中范围, 结合该处钻孔揭露的下伏含水层岩性、厚度和分布规模, 隔水层分布状况, 可初步圈出其富水区和确定供水井井位。

六、练习题[1]

1、根据表Ⅱ—1资料, 在图Ⅱ—2上, 编制松滨地区潜水等水位线图(水位等高距2m, 取偶数)及潜水位埋藏深度图(间隔为0—2m, 2—4m, 4—6m, >6m)。

2、在所绘的潜水等水位线图上, 用箭头标出AB、CD两处的潜水流向, 并计算其水力坡度近似值。

3、根据表Ⅱ—2资料, 绘制I—I′水文地质剖面图(要求绘出潜水位流向)。

4、阅读所绘图件, 简要分析潜水面形状、埋藏特征与地形的关系; 潜水面坡度变化的原因, 以及潜水与河水的补排关系。

5、总结潜水等水位线图上所揭示的各种水文地质信息。

注：[1]练习题图表资料选自中国地质大学(武汉)水文地质学基础实验实习讲义, 为适合学生练习有所改动。

实习二、编制承压水等水压线图

一、实习目的

1、掌握绘制承压水等水压线图的基本方法。

2、学会读承压水等水压线图。

二、编制承压水等水压线图原则

1、绘制等水压线图时, 所用的地形地质底图比例尺应大于或等于水文地质观测实际材料图和编制的承压水等水压图比例尺。

2、承压水等水压线图中所采用的所有水文地质观测点(井、钻孔、泉、地表水观测站点)与所研究的该地下承压水含水层都应具有一定的水力联系( 这些工作均应在水文地质勘查期间通过抽水、放射性示踪或化学试剂示踪、水质资料分析等确定。这些方法都将在后续课程中介绍 )。

3、绘制承压水等水压线图前应了解和掌握该地区地形地貌、植被、地层岩性、厚度、产状和时代、水文地质条件等。在松散沉积区, 应掌握第四系沉积厚度与沉积物特征、古地貌和现代地貌空间分布关系。在基岩地区, 应掌握褶皱发育类型、断裂发育性质、节理空间分布规律等。在岩溶区, 还应了解和掌握该区的岩溶发育和分布规律。因为这些都控制着承压水等水压线的流场分布状态。

4、所采用的水文地质观测点静水位, 必须是同一时间统测的数据(要求最多不超过3天)。尤其是岩溶十分发育地区, 地下水从补给到径流与排泄, 均以岩溶管道形式流动, 历时很短。因此, 更应在尽可能短的时间内测得资料(最好当天内)。

5、按规范要求, 对该区水文地质观测点统一编号。用规定的各种符号, 以适当大小投在底图上, 然后将各点观测数据标上(见图Ⅱ—3 图例)。

6、不同比例尺图件, 规定有相应数量和密度的水文地质观测点。大比例尺应全部实测；对于中比例尺图件, 若局部控制点不足, 一般情况应补齐。但在条件不具备情况下(资金、设备、地形和水源等), 可依据地形、岩层产状和厚度、岩性、构造等资料进行推测勾绘。但必须在有关文字说明或图例中表示清楚。并建议以后有条件时进一步查明；对于小比例尺图件, 可依据有关资料进行推测勾绘。

三、承压水等水压线图绘制方法

承压水水压等值线的走向和形态影响因素十分复杂, 主要有构造、岩性和人工作用等。

1、构造

构造因素主要在基岩区影响比较明显, 因为地下水主要沿张性断裂、节理和裂隙运动。不同构造发育地段地下水流动途径不同, 流场等水压线形态则不同。

(1)、断层

在张性断层发育地段, 地下水主要沿主干断层破碎带运动, 细小裂隙仅提供储水作用。所以, 在主干断层破碎带走向方向地下承压水测压水面呈倾斜的槽状分布, 沿主干断裂带等水压线呈向地下水流方向凹形弯曲状, 且密度较疏。而周围两侧分布较密, 渗透能力较弱, 水力坡度较大。

在压性或剪性断层发育地段, 地下水主要沿主断层带外围两侧的派生张性裂隙运动, 主断层带上则无水流。因此, 该地段的承压水等水压线平行主断层带走向, 垂直或以一定角度斜交穿过外围两侧张性裂隙发育带, 测压水面呈W形, 但两边分布多数情况下不对称。

在岩溶区, 张性断层、裂隙发育带, 下伏岩溶溶洞、溶孔和溶蚀裂隙也很发育。在我国北方地区多呈岩溶径流带形式存在, 而南方则以大型岩溶管道和地下暗河发育。其地下承压水测压水面形状在岩溶发育早期基本上同上述相近；在岩溶发育的中期多呈U形, 北方宽浅, 南方窄深；后期地下承压水测压水面形状, 只能根据非可溶岩的分布特征、可溶岩层溶蚀残留情况, 地表水系分布特征等确定。

(2)、褶皱

在褶皱构造发育的非可溶岩区, 由于褶皱轴部节理、裂隙发育, 地下水多沿褶皱轴部分布和运

动。因而, 在这些地区向斜构造中蕴藏的地下水多数都很丰富, 地下承压水测压水面呈槽状, 等水压线形状同上面张性主干断裂带。背斜构造只有在特殊条件下才蕴藏丰富的地下水, 地下承压水测压水面从补给区到排泄区多呈较窄缓的斜面状, 等水压线分布由裂隙发育程度和导水性能, 呈垂直或斜交穿过。

在可溶岩区, 岩溶发育早期同上述情况。岩溶发育中期褶皱轴部地下溶洞、暗河极为发育，褶皱轴部测压水面呈U形状, 向斜较窄, 背斜较宽。岩溶发育晚期褶皱轴部可溶岩被溶蚀饴尽, 地下水失去压力转为潜水或地表水。而两翼则地下水多沿平行非可溶岩岩层与可溶岩岩层接触面运动, 其流向与褶皱构造的展布方向大致相同, 测压水面形态从两翼到轴部方向呈倾斜弯曲状。

3、岩性及地层产状

在可溶岩与非可溶岩接触地带, 地下水沿可溶岩承压含水层运动到与非可溶岩接触处时受阻, 地下水或出露为上升泉或沿接触带岩层层面裂隙继续运动。因此, 其承压水等水压线走向垂直或斜交此接触带走向。

在沉积平原内部, 承压含水层的隔水顶、底板多为亚砂土、亚粘土或砂质粘土, 具弱透水性质。使下部承压含水层中的水与上部承压含水层或潜水含水层中水多少有些水力联系。因此, 该承压含水层的等水压线形状受上、下含水层水压的影响。在天然状态下, 各含水层静水压力可能接近。当某一含水层被强开采时, 各含水层静水压力出现明显差异。未开采的含水层由于越流作用, 静水压力也有所下降, 但保持高于采水含水层。其测压水面围绕开采井呈较浅的漏斗状分布。

3、人工作用

在我国北方的大多数山麓平原或坳陷盆地边缘, 由于煤矿采掘强烈排水疏干奥陶系灰岩中的岩溶水, 造成地面出现许多塌陷(陷落柱), 这些塌陷多具有一定规律分布。有些呈带状、串珠状或树枝状, 说明下伏可溶岩岩溶径流带沿此走向分布。下伏承压含水层测压水面沿此带呈槽状, 是该煤矿开采井群最主要的导水通道。测压水面下降漏斗沿此方向扩展较明显。

四、承压水等水压线图的判读

承压水等水压线图反映着该区域承压含水层地下含水系统的流场分布状况。由该等水压线图可大致了解该地区地下水的补给、径流、排泄、埋藏和富集的规律。

1、补给

由承压水等水压线的标高值与地形等高线标高值, 结合地表岩层露头, 可大致圈定出。通常在补给区承压水等水压线标高值小于地形等高线值, 呈无压状态, 且地表有大面积的透水岩层或风化破碎岩石出露。

2、径流

根据承压水等水压线反映的槽状测压水面(实际为不连续)和垂直于承压水等水压线所做的水流方向(用箭头表示), 可判断出该地区地下水的径流状况。

3、排泄

由等水压线图上的泉、河谷泄流点、湿地或沼泽位置(这些位置的地下承压水等水压线标高值等于地形等高线的标高值), 以及等水压线图上水流箭头方向密集汇集处可判断和圈定出。

4、埋深

由承压水等水压线图上叠加的承压含水层顶板等高线标高值与该点地形等高线标高值相减, 可确定该点承压含水层中地下水的埋藏深度。

5、富水地段

根据该区承压含水层等水压线图上地下水径流和汇集状况、承压水埋深、含水层厚度或构造发育程度和范围, 可大致圈出其富水地段。

6、确定井位

在基岩地区, 由于承压水等水压线反映的是地下水虚拟水面。真正的地下水流动却十分复杂, 往往等水压线图上反映的地下水强径流带内不见得都能打出水。只有揭露到断层、大型节理、岩溶溶

洞和溶蚀裂隙上, 才能有充足的水。所以, 布井时一要注意该径流带上地表处构造发育状况, 最好是在断裂交汇处、褶皱轴部; 二要注意该处的地下水埋深和所掌握的地表上这些构造发育深度(通常由褶皱或断层所破坏的岩层时代跨距及各时代地层的总体厚度估算确定), 只有达到含水层深度, 这些构造带内才可能有充足的水, 在这些构造带上才能定井。

五、练习题[2]

1、根据图Ⅱ─3资料, 绘制龙泉镇地区中寒武统承压含水层等水压线图(等水压线间距取5m)。

2、在图Ⅱ─3下面的I―I′剖面上绘出中寒武统灰岩含水层的测压水位线, 并标明地下水流向。

3、根据图Ⅱ─3资料, 绘出龙泉镇地区中寒武统承压含水层顶板等高线图(顶板等高线间距取20m)。

4、在龙泉镇地区承压含水层等水压线图上圈出中寒武统承压含水层的自溢区。

5、由《龙泉镇地区中寒武统承压含水层等水压线图》回答下列问题：

(1)、分析中寒武统承压含水层的补给区、排泄区、承压区和自流区。在I―I′剖面上分别表示出来。

(2)、若龙泉镇计划打一口自流井, 井打在哪个位置为宜？打多深可见水？承压水的静止水位是多少？承压水头有多大？

注：[2]练习题图表资料选自中国地质大学(武汉)水文地质学基础实验实习讲义, 为适合学生练习有所改动。

实习三、水化学分析资料整理

一、实习目的

熟悉水化学分析资料整理的基本方法。

二、各种离子浓度单位的换算

1、离子的毫克当量浓度(meq/L)

离子的毫克浓度(mg/L)

离子毫克当量浓度(meq/L) =

离子的毫克当量

2、离子的毫克当量百分数浓度(meq%)

该离子毫克当量浓度(meq/L)

某阴(阳)离子毫克当量百分数(meq%) = ×100%

阴(阳)离子毫克当量浓度总和

3、离子的毫摩尔浓度(mmol/L)

离子的毫克浓度(mg/L)

离子的毫摩尔浓度(mmol/L) =

离子的毫摩尔质量(mg/mmol)

4、离子的毫摩尔百分数浓度(mmol%)

该离子毫摩尔浓度(mmol/L)

某阴(阳)离子毫摩尔百分数浓度(mmol%) = ×100%

阴(阳)离子毫摩尔浓度总和

5、离子的毫克当量百分数浓度与离子的毫摩尔百分数浓度的换算

X-(+) meq × X-(+)meq/L

X-(+) mmol% = ×100%

X-(+) mmol ×∑X i-(+)mmol/L

X-(+) mmol × X-(+)mmol/L

X-(+) meq% = ×100%

X-(+) meq ×∑ X i-(+)meq/L

式中：X-(+)为某种阴(阳)离子。ΣX-i(+)为阴(阳)离子总和。

三、水化学分析结果误差检验

根据水中各成分化合当量相等原理, 水中阴、阳离子当量总数应当相等。因此, 由下面式子就可检验水分析结果的可靠程度：

∑k —∑a

e = ×100%

∑k + ∑a

式中：e 为分析误差值;

∑k 为阴离子总含量(meq%);

∑a 为阳离子总含量(meq%)。

一般全分析的允许误差<2%, 简分析<5%, 否则结果不能采用。

四、水的硬度

1、总硬度(H)

为水中钙、镁离子含量的总和。可由德国度(Hº)或mg/L表示：

H = [ Ca2+ ] + [ Mg2+ ]

2、暂时硬度

根据钙、镁离子与重碳酸根离子的当量关系可知：

(1)、当r(Ca2+ + Mg2+) ≤ rHCO3-时, 暂时硬度等于总硬度。

(2)、当r(Ca2+ + Mg2+) > rHCO3-时, 暂时硬度等于重碳酸根浓度, 即rHCO3-。

3、永久硬度

永久硬度 = 总硬度—暂时硬度

五、水化学成分的库尔洛夫式表示方法

库尔洛夫式是以类似数学分式的形式来表示地下水化学成分。其方法为：

1、将阴、阳离子分别标示在横线上、下, 按毫克当量百分数自大而小的顺序排列, 小于10%的离子不予标示。

2、横线前依次标示气体成分、特殊成分及矿化度(用M表示), 单位均为g/L。

3、横线后以字母t为代号, 表示水温, 单位为℃。

4、式中各成分含量一律标于该成分符号的右下角, 原子数则移至右上角。即：

阴离子成分原子数毫克当量百分数

气体成分含量特殊成分含量 M含量 t水温℃

阳离子成分毫克当量百分数

六、舒卡列夫的水化学类型分类

1、根据水中各阴、阳离子含量, 将大于25%毫克当量百分数的离子参加分类命名。阴离子在前, 阳离子在后, 含量大的在前, 含量小的在后, 中间用短横线相连来对地下水化学类型进行命名。共分49种类型, 每型用一个阿拉伯数字表示。

2、根据矿化度大小, 将地下水分为四组：A组为矿化度<1.5g/L; B组为1.5—10g/L; C组为10—40g/L; D组为>40g/L。

3、各水型的代号在前, 矿化度划分的组在后, 中间用一短横线相连。

七、练习题

1、利用表Ⅱ—3和表Ⅱ—4水化学分析报告表, 计算表中列出的其它项目的数值。如Ca2+离子成分, 表中给出其含量为34.3mg/L, 在资料整理中要计算出mmol/L、+mmol%和meq/L、 +meq% 。并将其填入表中。

2、用舒卡列夫分类法确定这两个水样的水化学类型。

说明：以上内容均表示在表Ⅱ—3和表Ⅱ—4中。要求表格填写整洁、清楚。对计算结果要进行检验。

表Ⅱ—3 水化学分析报告表

分析___________ 审核___________

《水文地质学基础》实验实习讲义

Ⅰ 实验部分 实验一、松散岩石孔隙度、持水度和给水度的测定 岩石的空隙是地下水赋存的场所和运移的通道, 作为含水介质, 空隙的性状严格控制着地下水的分布、埋藏和运动特征。 在孔隙水研究中,首先要对岩石的孔隙度、持水度和给水度进行实际测定, 以了解岩层容水、持水和给水能力等方面的水文地质特征。 岩石的孔隙度是用以表征岩石容水性能的重要指标; 岩石的持水度是用来表征岩石在重力作用下仍能保持一定水量能力的指标； 岩石的给水度是表征饱水岩石在重力作用下所释出或给出水量大小的指标。岩石的给水度是评价地下水资源量的一个重要参数, 也是矿坑排水或疏干、建筑工程地基设计和施工等工作必需的一个重要水文地质参数。 一、实验目的及要求 通过本次实验, 使学生加深对孔隙度、给水度和持水度概念的理解, 掌握室内测定基本方法; 要求学生在实验过程中认真观察和记录, 分析本次实验后面的相关问题, 写出实验报告书。 二、测定方法及原理 松散岩石的孔隙度、持水度与给水度测定方法, 通常有高柱仪法和加压法, 前者适用于砂和亚砂; 后者则用于粘土及亚粘土。 本实验为高柱仪法(图Ⅰ—1), 用以下两种方法均可求得其相应参数。 (一)、直接测定水量法 根据定义, 只要测出装入高柱筒中 干试样的体积(V 干试样)、试样饱水时所 用水的体积(向供水瓶内加入的水和剩 余水的体积之差),即 ： V 饱水=V 加水― V 剩水 和在重力的作用下试样排出水的体 积(V 排水), 则试样所保持的水体积(V 持水) 为： V 持水=V 饱水 ― V 排水 据此, 就可求出相应的孔隙度(n)、 图Ⅰ—1 高柱仪测定装置 持水度(s r )和给水度(μ)。 1—高柱筒 2—橡胶管 3—橡皮塞 4—金属网 (二)、间接测定水量法 5—调流量管夹 6—接水桶 7—供水瓶 先将干试样装入高柱筒, 并测出干试样体积(V 干试样), 倒出干试样, 并将干燥试样称量获得其总重量(W 干试样)后, 再装入高柱筒, 并加水饱和, 最后使其在重力的作用下自由流出, 直至排尽。根据试样所排出的水量(V 排水)、试样饱水时的含水率和重力作用下仍能保持的含水率与试样总重量W 干试样，就可求出砂土的 V 持水及 V 饱水。然后再由后面式子求出相应的孔隙度(n)、持水度(s r )和给水度(μ)。 砂类土孔隙度等于其容水度; 而膨胀性粘性土的孔隙度往往小于其容水度。 三、测定装置(图Ⅰ—1)及所用器具 漏斗、塑料桶、供水瓶、支撑铁架、流量调节阀、高柱仪、接水桶、样品盒、托盘天平、橡胶塞、牛角勺、烘箱、电子天平。 四、测定步骤

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

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江西师范大学科学技术学院 09地理科学专业杭州野外地质实习作业 第一批第六组 杭州市泉水的类型及其形成原因 指导老师：李渊妮石磊李法亮

二零一一年久月 目录 小组成员介绍2 摘要3关键词3 (一)泉的概念及成因4（二）泉的类型4 1、按地下水赋存条件分类 4 2、根据泉补给来源分类 5 3、根据泉形成条件分类5（三）泉的水文地质意义7 （四）杭州名泉8 1、虎跑泉8 2、龙井泉11

（五）泉水的保护12 1、限制开采泉水、地下水回灌13 2、对泉水源区的植被保护、水土保持,涵养水源13 3、增加源区的水(开源) 13 主要参考文献14 小组成员介绍 蔡荣鑫学号0907079001 邓岩芳学号0907079070 廖菁学号0907079092 邵乐知学号0907079101

王志清学号0907079041 温永强学号0907079043 曾繁茂学号0907079057 钟小佳学号0907079120 杭州市泉水的形成原因及其类型 摘要：在本次杭州实习当中我们邂逅了诸多名泉，比如素有“天下第三泉”之称的虎跑泉和久负盛名的龙井泉，这些泉无论形态还是成因都各具特色。本文将结合所学知识和实地见闻对杭州市泉水的类型及其形成原因进行讨论分析。 Abstract:In the practice of Hangzhou we meet many famous spring, for example,The Hupao spring, known as the third spring under heaven,and longjing springs, have long enjoyed a good reputation.These springs whatever form or causes are all so different . In this article we will combined with knowledge to discussed and analysis the type and causes of Hangzhou spring . 关键词：杭州；泉水；类型；成因

《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。 11. 地下水的动态与均衡：掌握地下水动态与均衡的概念，水均衡基本原理，水均衡方程式的表示方法；了解区域水均衡的研究方法。 12. 不同类型的地下水：孔隙水——掌握洪积物、冲积物及黄土中的地下水赋存与分布特点；裂隙水——掌握构造裂隙水的分布特点和影响因素，学习分析断裂带的水文地质意义；岩溶水——掌握岩溶发育条件，岩溶水的赋存和运动特征，了解岩溶水系统的演变，初步掌握岩溶水系统的分析方法。 13. 地下水资源：掌握地下水资源的概念与划分，地下水补给资源和储存资源的划分、特征及其供水意义，以及地下水资源特征。 14. 与地下水有关的环境与环境问题：了解与地下水有关的主要环境问题；初步

地下水污染控制实验-林国庆

中国海洋大学本科生课程大纲 _、课程介绍 1.课程描述 本课程以《地下水污染控制》专业知识为基础，通过3个基础实验和1个综合性实验，学生能够掌握地下水污染控制的常用室内模拟实验方法和操作技能，学会实验数据的整理及分析，保障实验数据的质量控制。另外，引导学生进行探索性实验，培养学生发现问题、解决问题的能力。 This course is based on the professional knowledge of H Groundwater Pollution Control". Through 3 basic experiments and 1 comprehensive experiment, students can master the general indoor simulation experiment methods and operating skills of groundwater pollution control and analyze experimental data to ensure quality control of experimental data. In addition, students are guided to conduct exploratory experiments to cultivate their ability to discover and solve problems. 2.设计思路 通过基础实验和综合性实验两部分相结合，加强学生综合知识及应用能力的训练。课程学习包括三部分： （1）提出实验方案。通过对滨海污染修复或地质灾害防治环境问题的分析，明确每一个实验的科学问题，通过分组讨论，提出实验方案。 （2）分组实验操作。各组分别组装实验装置，针对各自地下水污染程度，进行分组实验操作。 （3）实验数据处理和研究报告撰写。对实验数据进行处理，对实验现象进行解释, 撰写实验报告。 3.课程与其他课程的关系 先修课程：《环境水文地质学》、《地下水动力学》。 本课程与这两门课程密切相关，《环境水文地质学》的实验部分，学生已经学会岩土水理性质、渗

【环境课件】兰州大学环境科学专业主要课程教学大纲

环境科学专业主要课程教学大纲兰州大学资源环境学院环境科学系

《环境学概论》教学大纲 课程编号： 课程名称：环境科学概论 总学时数：54 学分：3 开课学期：第二学年第二学期 任课教师： 目的要求：环境科学概论是一门学习环境科学知识的入门课程。该课程的教学目的是提高学生的环境保护意识，树立可持续发展的战略思想，激发学生热爱环境保护事业的热情和学习环境科学知识的积极性、主动性，为将来从事环境保护工作奠定基础。该门课程的教学要求是让学生认识环境科学的性质、研究对象、主要内容和方法；了解全球环境状况及环境变化规律；了解人类社会经济活动对环境的影响；认识污染物在环境中迁移转化的一般规律；了解污染物控制、环境综合治理主要技术方法；掌握环境科学的基本概念、基本原理和基本方法。 内容概要：环境科学概论以人类生态系统的基本原理为依据，系统论述了环境的发生和发展，人类社会经济活动引起的主要环境要素（大气、水、土壤等）的污染问题和污染物在环境中迁移转化规律，以环境质量评价、环境规划与管理及其污染综合防治等方法和手段实现环境质量的控制。分析了当前人们普遍关心的人口急剧增加、资源能源过度消耗、环境污染、生态破坏等全球环境问题。简要介绍了环境管理、ISO1400标准体系、清洁生产和可持续发展战略。主要章节内容如下： 第一章绪论，主要介绍了环境科学的性质；环境、环境问题、环境保护和环境科学等基本概念；环境科学的发生和发展。 第二章大气环境，主要介绍大气中的主要污染物及污染类型；污染物在

大气环境中的迁移转化及光化学烟雾的形成；大气的稳定度与污染物的扩散模式；大气污染综合防治与管理。 第三章水环境，主要内容有水体中的主要污染物及其污染途径；污染物在水体中的扩散模型—简单河段水质氧垂曲线；河流的自净作用—耗氧有机物在水体中的降解；重金属在水体中的迁移转化；水污染控制及水环境管理。 第四章土壤环境，主要内容有土壤的物理化学性质；土壤的污染与净化；重金属在土壤中的迁移转化；农药在土壤中的残留和降解作用。土壤污染的防治。 第五章固体废物的处理处置，主要内容有固体废物的种类及其危害；固体废物处理处置的主要技术方法。 第六章环境质量评价，主要内容有环境质量评价的类型、基本评价内容、评价方法；环境质量评价的程序；环境质量现状评价；环境质量影响评价；环境质量评价报告书的基本内容等。 第七章环境规划，主要内容有环境规划的意义及作用；环境规划的常用方法；环境规划编制的程序和管理程序等。 第八章全球环境问题，主要介绍气候变暖和温室效应、臭氧层空洞、酸雨、森林的减少、水土流失和沙漠化、生物多样性锐减、人口问题、城市环境和城市生态等环境问题的产生及其危害。 第九章清洁生产和可持续发展，主要介绍清洁生产的基本思想和内容；ISO14000的概念和基本内容；可持续发展思想的产生过程、基本内涵、实施办法等。 教学方式：以讲授为主，辅以看幻灯片、录象片，于2001年开始多媒体教学。 实践性教学内容及安排： 在课程教学期间进行一次以兰州市环境状况考察为主的实践教学活动。 1实践性教学内容 a 城市污水排放对黄河造成的污染；

地下水科学与工程专业(导论)

地下水科学与工程专业培养方案 专业名称与代码：地下水科学与工程080109S 专业培养目标：本专业培养具有扎实自然科学知识、创新意识、良好科学作风，在德、智、体全面发展的地下水科学与工程领域的高级专门人才。毕业生不仅具有坚实的地学基础和水资源方面的专业基础知识，同时具备计算机仿真技术、3S技术、现代分析测试技术和外语等方面应用能力，能够运用先进工程技术手段从事地下水资源开发与保护，以及针对人类活动诱发的水文地质工程地质问题，进行勘察、评价及治理的高级工程技术人才。 专业培养要求：本专业学生具有扎实的自然基础科学知识，具有较好的外语水平和计算机运用能力。在牢固掌握数学、物理、化学、地学、外语、计算机知识的基础上，学习水文地质工程地质的基本原理，掌握水文地质工程地质调查、地下水渗流模拟、地下水资源勘察、评价及开发保护、地下防排水工程等技术与方法。受到野外测绘、调查、测试等方面基本训练并掌握相关专业的基本技能，具有应用所学专业知识从事科学研究和分析解决实际问题的初步能力。 毕业生应获得以下几个方面的知识和能力： 1．掌握地质基础理论、技能和工作方法； 2．初步掌握地下水有关的基本原理、主要的实验、测试方法和分析技术； 3．具备对地下水形成、埋藏、分布和运移规律等进行调查、评价和综合分析的基本能力； 4．具备对地下水资源进行综合评价和开发设计方面的基本能力； 5．具备解决因地下水所引起有关地质工程问题的基本能力; 6．熟悉国家有关水资源的方针、政策和法规；具有一定的管理知识和能力； 7．掌握资料查询以及获取信息的基本方法，具有资料归纳、整理和综合分析并加以正确表达的能力。 主干学科：地质工程、土木工程、水利工程、环境工程。 主要课程：普通地质学、构造地质学、水力学、水文地质学基础、地下水动力学、水文地球化学、土力学、岩体力学、工程地质学基础、水资源开发与保护、地下水防治技术等。 主要专业实验：水力学实验；水文地质学基础系列实验、水动力学实验；水化学分析实验；土质土力学实验等。 主要实践性教学环节：工程测量实习、北戴河地质认识实习、周口店地质教学实习，三峡专业教学实习、计算机语言编程课程设计、大型专业课程设计、毕

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

非地质专业“水文地质学基础”课程教学改革探索

非地质专业“水文地质学基础”课程教学改革探索 作者：张良刘小满 来源：《大学教育》2014年第18期 [摘要]“水文地质学基础”是地矿类高校中和地质学科相关的非地质专业的重要基础课，课程内容丰富，基础理论性很强。以河南理工大学地球信息科学与技术专业为例，对非地质专业“水文地质学基础”课程的授课现状进行分析，阐述课程教学中存在的问题，针对不同专业对水文地质知识的需求不同，对课程内容的选择和授课方式的多样化等方面进行探索，从而提出改革的举措。 [关键词]非地质专业水文地质学教学改革 [中图分类号] G423.07 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2014）18-0172-02 水文地质学是研究地下水的科学，主要研究地下水在与岩石圈、地幔、水圈、大气圈、生物圈和人类活动相互作用下，其水量与水质在时间和空间上的变化，以及对各个圈层产生的影响，从而服务于人与自然协调的可持续发展。[1]以河南理工大学为例，水文地质学是该校地质工程和水文与水资源工程专业的一门主干专业基础课，同时也是勘查技术与工程、地球信息科学与技术、土木工程等专业的重要基础课，是一门比较系统、基础理论性很强的地质学课程。 河南理工大学地球信息科学与技术专业（以下简称“地科”专业）主要学习地球科学与信息技术相关的基础理论知识与技能，培养具有扎实的地学理论基础，掌握地学信息获取与处理、地球物理勘探技术、地学软件开发，能从事国土资源数字化、遥感及地球信息识别、处理与分析的高级专门人才。笔者去年负责地球信息科学与技术专业2009级学生的“水文地质学”这门课的教学工作。“水文地质学”是该专业的专业限选课，2009级两个班共54名学生，其中48名学生选择此课。通过课程的学习，掌握水文地质学的基本概念、基本理论和方法，对于以后该专业学生毕业后从事相关工作提供理论依据。因此，作为任课教师，搞好非地质专业“水文地质学”课程的教学工作，显得尤为重要。 一、非地质专业“水文地质学基础”授课现状分析 以河南理工大学为例，目前，在地科专业、勘查技术与工程等和地质学科相关的非地质专业中，水文地质学作为专业限选课，有逐渐被萎缩和淡化的趋势，主要表现在一是同为地质相关专业，课程性质由必修变为限选，二是野外实践教学环节减少或取消，三是学时数减少。究其原因，主要是制订专业教学大纲时，讨论不充分，另外学校资金投入不够。地质学科实践性

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。

《地下水污染与防治》教学大纲

《地下水污染与防治》课程教学大纲 授课教师: 王焰新马腾李义连马瑞郭清海罗朝晖苏春利谢先军高旭波实验教师: 梁莉莉曹李靖陈华清 课程名称：地下水污染与防治（Groundwater Contamination and Prevention）课程代码：303040660-0 课程学分/学时：3学分/48学时 先修课程：水文地质学基础/地下水动力学/水文地球化学基础 开课学院：环境学院 课程教学目的： 本课程的教学目的在于：（1）掌握地下水污染与防治的理论基础；（2）具备从事地下水污染调查、监测和评价的能力；（3）熟悉地下水污染修复的主要方法和技术。 课程内容提要： 本课程是我校环境工程、水文及水资源工程、地下水科学与工程等专业的特色优势课程,将从污染水文地质学基础、污染场地调查、地下水污染的评价和地下水污染防治四个方面，系统介绍有关地下水污染与防治的基本概念、基本原理、基本方法和技术。

本课程的重点内容包括： （1）掌握国内外研究趋势以及我国地下水污染现状； （2）掌握地下水污染的基本概念，识别地下水污染现象； （3）掌握地下水污染组成的三要素，即污染源、污染物和污染途径； （4）掌握污染物在地下水中运移的水动力弥散理论和方程； （5）掌握污染物在地下水中经历的主要物理、化学和生物过程； （6）掌握地下水污染调查的主要方法、内容和步骤； （7）掌握地下水污染监测的点位、指标、频率确定原则； （8）掌握水样、土样的采集、保存和分析方法和技术； （9）掌握污染物浸出实验； （10）掌握污染物迁移、转化与富集的静态批实验； （11）掌握污染物迁移、转化与富集的动态土柱实验； （12）掌握地下水污染模拟槽的结构、功能及其在地下水污染防治研究中的应用； （13）掌握地下水污染现状评价的主要方法和步骤； （14）掌握地下水污染物水文地球化学模拟基本方法； （15）掌握地下水污染预测的数值模拟方法； （16）掌握地下水环境影响评价的基本要求、内容和步骤； （17）掌握地下水污染的“以防为主、以治为辅”的基本策略（含《全国地下水污染防治规划》）； （18）掌握“抽出-处理”（PAT）法的基本原理和关键步骤； （19）掌握“监控条件下的自然衰减”（MNA）法的基本原理和关键步骤； （20）掌握“渗透性反应墙”（PRB）法的基本原理和关键步骤； （21）掌握生物修复法的基本原理和关键步骤。 课程教学方式： 授课内容及学时安排见下表。授课方式为课堂讲授、实验和实习。

02--水文与水资源工程专业

02--水文与水资源工程专业

水文与水资源工程专业培养方案 专业名称与代码：水文与水资源工程080802（081102） 专业培养目标：培养适应现代化建设和未来社会与科技发展需要，立志为国家富强、民族振兴和人类文明进步而奋斗，德智体美全面发展与健康个性和谐统一的、富有创新精神、实践能力和国际视野的高素质工程技术复合型人才和科学研究人才。 学生毕业后具备较高的道德文化修养和扎实的自然科学知识，较强的外语、计算机、管理等方面的能力；掌握水资源及水环境（尤其是地下水及其环境）方面的专业基础知识和专业理论，能从事地表水、地下水资源及水环境保护的勘测、规划设计、预测、评价与管理等方面的研究和开发。毕业后可到国家各部委、科研院所、勘察设计单位及高等院校等从事工程技术、科学研究及教学工作，可继续攻读水文学及水资源专业的硕士、博士学位。 专业培养要求：本专业学生将在牢固掌握理科基础、外语、计算机技能的基础上，主要学习水文水资源及环境信息的采集及处理、水旱灾害预测及防治、水资源规划、地下水渗流等方面基本理论和基本知识，受到工程制图、运算、实验、测试等方面基本训练，具有应用所学专业分析解决实际问题、科学研究、组织管理的基本能力。 毕业生应获得以下几方面的知识和能力： 1．掌握数学、物理、化学、水力学、水文学等方面基础理论、基础知识； 2．掌握水文水资源、水环境有关的基础理论、基础知识和分析、设计方法； 3．具有从事工程规划、勘测、设计、科学研究和组织管理的基本技能； 4．熟悉国家的方针、政策和法规； 5．了解水文水资源及水环境领域的发展动态； 6．掌握文献检索、资料查询的基本方法，具有初步的科学研究和实际工作能力。

《水文地质学基础》实验实习

水文水资源专业实验讲义 李泉 长安大学水文水资源实验室

前言 《水文地质学基础》实验实习讲义是根据《水文地质学基础》教学大纲要求和紧密联系现用教材内容并结合兄弟院校同类专业教学资料编写的。它适用于水文与水资源工程、环境工程、土木工程、资源勘查、勘查技术与工程等专业。 本讲义由两大部分组成, 其中实验部分包括松散岩石孔隙度、给水度和持水度测定; 岩石渗透系数的实验室测定和毛细水上升高度测定。同时配备有各相应实验的多媒体影视教学光盘。使学生实验前能够进一步熟悉和了解整个过程, 避免了实验操作的盲目性; 实习部分包括编制潜水等水位线图及水位埋藏深度图、编制承压水等水压线图、水化学分析资料整理、岩溶及岩溶水的发育规律和读水文地质图。所有实习中除介绍了各种图件和资料的编制、整理、分析和判读方法外, 还附有结合生产、科研实践相应的练习题, 以使学生进一步加深对水文抛质基本概念、图件信息和科学工作的认识, 培养其动手能力。 本实验实习讲义是在多年教学实验经验基础上，征求水文与水资源工程教研室多位长期从事本课程教学的主讲教师的意见, 最后由曹继星高级工程师和刘金峰副教授总结编写的。其中难免有不妥之处, 届时恳请广大师生读者予以批评指正。 编者

目录 实验(实习)规则 实验部分 实验一岩石容水度、给水度、持水度的测定 0 实验二岩石渗透系数的实验室测定 0 实验三砂土的毛细上升高度的测定——卡明斯基管观测法 (5) 实验四粘性土的毛细上升高度的测定——卡明斯基毛细仪法 0 实验五计算机模拟地下水流动演示 0 实习部分 实习一编制潜水等水位线图 (5) 实习二编制承压水等水压线图 0 实习三达西定律的物理实质及其应用 0 实习四水化学分析资料整理 0 实习五岩溶及岩溶水的发育规律 0 实习六读水文地质图 0

土木工程地质峨眉实习指导书

土木工程地质峨眉实习指导书

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土木工程地质峨眉实习指导书 郭永春白志勇编写 前言 工程地质实习是工程地质教学中十分重要的教学环节，是在课程理论学习基础上通过对基本地质现象的野外实地调察和现场测绘，验证课程理论，获得感性知识并巩固和深化课程理论,使理论与实际相结合。峨眉山地区是西南交通大学土木工程、测量工程、地质工程、建筑工程等专业的普通地质学、地质学基础、地质与地貌学、工程与水文地质学基础、土木工程地质等课程的野外地质实习基地。本指导书主要是为土木工程地质课程实习编写。 实习要求： １．实习以小组为单位独立开展工作，仔细收集和整理资料.如果提交的报告和图件不符合实际情况,或没有达到指导老师的要求,则一律返工. ２．每个人必须完成一套作业（工程地质平面图、工程地质纵剖面图、工程地质说明书），严禁抄袭他人作业。 ３．实习成绩实行百分制，实习报告和图件的质量占70%，实习答辩占20%,实习纪律占10%.凡实习成绩不合格,或旷课超过一天，或事假超过二天,或严重违反实习纪律者一律不予通过。 实习纪律： １．严格遵守学校、峨眉分校、实习队的规章制度和组织纪律，服从带队老师指挥,服从统一领导，每天必须点名清到. ２．严格遵守国家和地方政策法令，爱护庄稼，损坏东西照赔。 ３．严禁在校外住宿、游泳和游玩。如有特殊情况应与带队老师请假,未经允许，不得擅自外出。 ４．不准打架斗殴和酗酒闹事。 ５．不准与当地居民和峨眉校区职工、家属发生严重冲突。 ６．野外调查工作要保持高度警惕,注意安全，特别警惕路上来往车辆,如出交通事故，一律由学生自己负责. ７．违反上述纪律和规定者，视其情节严重，不予通过实习或给予纪律处分.同时，由此而造成的一切损失，由学生自己承担，学校和实习队以及带队老师不负任何责任。 ８．实习期间的学生管理由带队老师负责。学生往返实习基地,必须由带队老师陪同,并落实住宿。 第一章铁路工程地质勘察基础知识 1．野外勘察的基本知识 铁路工程地质勘测是铁路工程建设的基础工作．是铁路勘测设计工作的重要组成都分. 铁路工程地质工作．包括新建铁路、改建既有线及增建第二线的勘测设计及施工的工程地质工作，以及运营铁路地质病害监测、整治的工程地质工作.本章重点介绍新建铁路工程地质勘测。 1。1铁路工程地质勘测的目的、任务和程序 铁路工程地质勘测的目的是查明建设地区的工程地质条件，为选择线路方案、设计各类建筑物、制定施工方法、整治地质病害提供可靠依据。