《地下水水文學(xué)》教學(xué)大綱

第頁《地下水水文學(xué)》教學(xué)大綱GroundwaterHydrology課程編碼：21A42013

學(xué)分：

3.0

課程類別：專業(yè)基礎(chǔ)課（必修課）計劃學(xué)時：48其中講課：48實驗或?qū)嵺`：0上機：0適用專業(yè)：水文與水資源工程推薦教材：束龍倉等著，《地下水水文學(xué)》，中國水利水電出版社，2009年。參考書目：王大純等著，《水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》，地質(zhì)出版社，2006年。張元禧，施鑫源著，《地下水水文學(xué)》，中國水利水電出版社，1998年10月第一版。課程的教學(xué)目的與任務(wù)本課程的教學(xué)目的是在水文循環(huán)基本原理的基礎(chǔ)上，提高學(xué)生對地下水的形成、儲存、運動、補給、排泄等特征變化規(guī)律的認識；進一步加深學(xué)生對野外實驗設(shè)計的理解，進而為學(xué)生從事水文方面研究和進入研究生學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握地下水的形成、儲存、補給、排泄、動態(tài)與平衡等特征的變化規(guī)律；理解地下水運動的基礎(chǔ)理論知識，并使學(xué)生初步掌握地下水動態(tài)長期觀測資料整理與分析的基本方法、野外試驗設(shè)計與試驗資料整理與分析的基本方法、地下水資源評價的基本方法和水量平衡的基本分析方法；運用數(shù)理統(tǒng)計的方法，通過站網(wǎng)觀測資料和試驗資料來了解地下水動態(tài)，并作出地下水資源的初步評價。課程的基本要求1、使學(xué)生了解地下水的形成、儲存、運動、補給和排泄等特征的變化規(guī)律；通過對地下水基礎(chǔ)理論的講解分析，使學(xué)生掌握地下水流向井、河渠的運動的原理和計算方法。2、通過課堂講解、討論和學(xué)生課下閱讀、思考，使學(xué)生在掌握水文循環(huán)和水量平衡原理的基礎(chǔ)上，對地下水野外試驗設(shè)計與動態(tài)監(jiān)測等能有一定的獨立思考能力。3、要求學(xué)生在學(xué)完本課程后，在地下水運動的基本理論基礎(chǔ)上，運用數(shù)理統(tǒng)計的方法，獨立地進行地下水資源的初步評價。各章節(jié)授課內(nèi)容、教學(xué)方法及學(xué)時分配建議第0章緒論建議學(xué)時：1[教學(xué)目的與要求]了解國內(nèi)外地下水資源開發(fā)利用的概況和出現(xiàn)的環(huán)境問題，理解地下水水文學(xué)的發(fā)展歷史，了解地下水水文學(xué)的基本內(nèi)容[教學(xué)重點與難點]地下水資源開發(fā)利用出現(xiàn)的環(huán)境問題[授課方法]以課堂講授為主，課堂討論和課下自學(xué)為輔。[授課內(nèi)容]第一節(jié)地下水資源開發(fā)利用概況一、國外地下水資源開發(fā)利用概況二、我國地下水資源開發(fā)利用概況三、與地下水開發(fā)利用有關(guān)的環(huán)境問題第二節(jié)地下水水文學(xué)發(fā)展簡史第三節(jié)地下水水文學(xué)的基本內(nèi)容第一章地下水及其賦存建議學(xué)時：5[教學(xué)目的與要求]理解自然界水的分布、水循環(huán)過程和水均衡方程，掌握巖土中的空隙分類、特點，掌握水在巖土中的賦存形式、巖土的水理性質(zhì)，掌握含水層、隔水層及弱透水層的含義，理解包氣帶水、潛水、承壓水的概念、特點及等水位線圖，了解不同含水介質(zhì)中的地下水。[教學(xué)重點與難點]巖土中空隙的分類，水在巖土中的賦存形式，巖土的水理性質(zhì)，含水層，隔水層，弱透水層，潛水，承壓水。[授課方法]以課堂講授為主，課堂討論和課下自學(xué)為輔。[授課內(nèi)容]第一節(jié)自然界水的分布、循環(huán)與均衡一、自然界水的分布二、自然界水的循環(huán)三、自然界的水均衡第二節(jié)地下水的賦存一、巖土中的空隙二、水在巖土中的賦存形式三、巖土的水理性質(zhì)四、含水層、隔水層及弱透水層第三節(jié)不同埋藏條件下的地下水一、包氣帶水二、潛水三、承壓水第四節(jié)不同含水介質(zhì)中的地下水一、孔隙水二、裂隙水三、巖溶水第二章地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分建議學(xué)時：4[教學(xué)目的與要求]理解地下水的物理性質(zhì)，了解地下水的化學(xué)成分，掌握地下水化學(xué)成分的綜合指標，理解地下水化學(xué)成分的形成作用與主要成因類型。[教學(xué)重點與難點]地下水化學(xué)成分的綜合指標，地下水化學(xué)成分的形成作用[授課方法]以課堂講授為主，課堂討論和課下自學(xué)為輔。[授課內(nèi)容]第一節(jié)地下水的物理性質(zhì)一、溫度二、顏色三、透明度四、嗅（氣味）五、味六、密度和比重七、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性八、放射性第二節(jié)地下水的化學(xué)成分一、地下水的化學(xué)成分二、地下水化學(xué)成分的綜合指標三、庫爾洛夫式第三節(jié)地下水化學(xué)成分的形成作用及成因類型一、地下水化學(xué)成分的形成作用二、地下水化學(xué)成分的基本成因類型三、地下水化學(xué)成分的分析內(nèi)容與分類圖示第三章地下水的補給、徑流與排泄建議學(xué)時：4[教學(xué)目的與要求]理解地下水的補給來源、影響補給的因素及補給量的確定方法，理解地下水排泄的主要方式、影響排泄的因素及排泄量的計算方法，掌握地下水徑流方向、徑流強度、徑流量、徑流基本類型以及影響徑流的因素等。[教學(xué)重點與難點]地下水補給來源，地下水排泄的主要方式，地下水徑流強度與徑流量，地下水徑流基本類型。[授課方法]以課堂講授為主，課堂討論和課下自學(xué)為輔。[授課內(nèi)容]第一節(jié)地下水的補給一、大氣降水的補給二、地表水對地下水的補給三、凝結(jié)水的補給四、含水層之間的補給五、地下水的其他補給來源第二節(jié)地下水的排泄一、泉二、泄流三、蒸散發(fā)四、不同含水層之間的排泄五、人工排泄第三節(jié)地下水的徑流一、地下水徑流方向與水交替類型二、地下水徑流強度與徑流量三、地下水徑流基本類型與地下水徑流系統(tǒng)四、影響地下水徑流的因素第四章地下水動態(tài)與均衡建議學(xué)時：4[教學(xué)目的與要求]掌握地下水動態(tài)與均衡的基本概念，理解影響地下水動態(tài)的因素，掌握地下水動態(tài)類型及主要特征，了解地下水動態(tài)預(yù)測方法，理解地下水均衡方程及應(yīng)用。[教學(xué)重點與難點]地下水動態(tài)與均衡的基本概念，地下水動態(tài)類型及主要特征。[授課方法]以課堂講授為主，課堂討論和課下自學(xué)為輔。[授課內(nèi)容]第一節(jié)地下水動態(tài)與均衡的基本概念第二節(jié)地下水動態(tài)一、泉二、泄流三、蒸散發(fā)四、不同含水層之間的排泄五、人工排泄第三節(jié)地下水的徑流一、地下水徑流方向與水交替類型二、地下水徑流強度與徑流量三、地下水徑流基本類型與地下水徑流系統(tǒng)四、影響地下水徑流的因素第五章地下水運動的基礎(chǔ)理論建議學(xué)時：6[教學(xué)目的與要求]理解地下水的狀態(tài)方程，掌握儲水率與儲水系數(shù)，理解滲流的原理，掌握滲透速度、地下水的水頭和水力坡度，理解Darcy定律的原理及其適用范圍，掌握滲透率、滲透系數(shù)和導(dǎo)水系數(shù)，理解地下水流運動的基本方程，理解Dupuit假設(shè)、Boussinesq方程。[教學(xué)重點與難點]滲透速度，地下水的水力坡度，Darcy定律，Dupuit假設(shè)，Boussinesq方程。[授課方法]以課堂講授為主，課堂討論和課下自學(xué)為輔。[授課內(nèi)容]第一節(jié)地下水滲流的基本知識一、地下水的狀態(tài)方程二、多孔介質(zhì)及其性質(zhì)三、儲水率與儲水系數(shù)四、滲流五、滲透速度六、地下水的水頭和水力坡度七、地下水流態(tài)第二節(jié)地下水滲流的基本定律一、Darcy定律二、Darcy定律的適用范圍三、非線性運動方程四、滲透率、滲透系數(shù)和導(dǎo)水系數(shù)第三節(jié)地下水流運動的基本方程一、滲流連續(xù)性方程二、承壓水運動的基本微分方程三、潛水運動的基本微分方程第六章地下水流向完整井的運動建議學(xué)時：6[教學(xué)目的與要求]理解井的分類、井的水位降深及其觀測，理解承壓井和潛水井的Dupuit-Thiem公式及公式的應(yīng)用，理解Theis公式的原理、近似表達式及其反映的規(guī)律，學(xué)會利用Theis公式進行參數(shù)計算的方法，理解潛水流向井的非穩(wěn)定運動的近似算法，降深-時間曲線的三個階段，了解Boulton遲后排水分析法。[教學(xué)重點與難點]承壓井和潛水井的Dupuit-Thiem公式，Theis公式的原理、近似表達式及其反映的規(guī)律，Theis公式進行參數(shù)計算的方法。[授課方法]以課堂講授為主，課堂討論和課下自學(xué)為輔。[授課內(nèi)容]第一節(jié)基礎(chǔ)知識一、井的類型二、水位降深及其觀測三、井結(jié)構(gòu)與井內(nèi)水位降深第二節(jié)地下水流向井的穩(wěn)定流運動一、承壓井的Dupuit-Thiem公式二、潛水井的Dupuit-Thiem公式三、承壓-潛水井的流量公式四、Dupuit-Thiem公式的應(yīng)用第三節(jié)承壓水流向井的非穩(wěn)定運動一、Theis公式二、Theis公式的近似表達式三、Theis公式所反映的規(guī)律四、Theis公式的應(yīng)用第四節(jié)潛水流向井的非穩(wěn)定運動一、近似算法二、Boulton遲后排水分析法第七章地下水流向河渠的運動建議學(xué)時：5[教學(xué)目的與要求]理解河渠間潛水的穩(wěn)定運動的數(shù)學(xué)模型及其解，掌握河渠間潛水運動的特點及其應(yīng)用，理解河渠附近潛水和承壓水的穩(wěn)定運動的原理，理解河渠附近潛水非穩(wěn)定運動的模型及其解，學(xué)會應(yīng)用解計算含水層的參數(shù)。[教學(xué)重點與難點]河渠間潛水、河渠附近潛水和承壓水的穩(wěn)定運動的原理。[授課方法]以課堂講授為主，課堂討論和課下自學(xué)為輔。[授課內(nèi)容]第一節(jié)河渠間地下水穩(wěn)定運動一、河渠間潛水的穩(wěn)定運動二、河渠附近潛水的穩(wěn)定運動三、河渠附近承壓水的穩(wěn)定運動第二節(jié)河渠附近潛水非穩(wěn)定運動一、模型及其解二、特定解及其水文地質(zhì)意義三、解的應(yīng)用第八章野外試驗與動態(tài)觀測建議學(xué)時：4[教學(xué)目的與要求]了解抽水試驗的目的與分類，了解抽水孔和觀測孔設(shè)計的方法，理解單孔穩(wěn)定流、非穩(wěn)定流抽水試驗的設(shè)計原理，學(xué)會抽水試驗資料的現(xiàn)場整理方法，了解滲水試驗、鉆孔注水試驗和地下水示蹤試驗的方法，了解地下水動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)分類與設(shè)計方法。[教學(xué)重點與難點]單孔穩(wěn)定流抽水試驗設(shè)計，非穩(wěn)定流抽水試驗設(shè)計，抽水試驗資料的現(xiàn)場整理。[授課方法]以課堂講授為主，課堂討論和課下自學(xué)為輔。[授課內(nèi)容]第一節(jié)抽水試驗設(shè)計與資料分析一、抽水試驗的目的二、抽水試驗的分類與選擇三、抽水孔和觀測孔設(shè)計四、單孔穩(wěn)定流抽水試驗設(shè)計五、非穩(wěn)定流抽水試驗設(shè)計六、抽水試驗資料的現(xiàn)場整理第二節(jié)其他野外試驗方法（自學(xué)）一、滲水試驗二、鉆孔注水試驗三、地下水示蹤試驗第三節(jié)動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)分類及其設(shè)計方法一、動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)分類與監(jiān)測網(wǎng)質(zhì)量的影響因素二、動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)設(shè)計方法第九章地下水資源評價建議學(xué)時：4[教學(xué)目的與要求]掌握地下水資源的特點與地下水儲量的分類，掌握補給量、儲存量和可開采量的概念和計算方法，理解地下水資源評價的原則、方法和步驟，掌握水均衡法、數(shù)值法進行地下水資源量計算，了解地下水文分析法進行地下水資源量計算。[教學(xué)重點與難點]地下水資源的特點與分類，地下水資源評價的原則和步驟，水均衡法和數(shù)值法進行地下水資源量計算。[授課方法]以課堂講授為主，課堂討論和課下自學(xué)為輔。[授課內(nèi)容]第一節(jié)地下水資源的特點及分類一、地下水資源的特點二、地下水資源的分類第二節(jié)地下水資源評價的原則、方法和步驟一、地下水資源評價的原則二、地下水資源評價的方法三、地下水資源評價的步驟第三節(jié)地下水資源量計算的主要方法一、水均衡法二、數(shù)值法三、地下水文分析法四、其他方法第十章地下水污染建議學(xué)時：1[教學(xué)目的與要求]掌握地下水污染的基本概念和特點，理解地下水的主要污染源及主要的污染途徑，了解地下水修復(fù)的幾種處理方法。[教學(xué)重點與難點]地下水污染的基本概念和特點，地下水的主要污染源及污染途徑。[授課方法]以課堂講授為主，課堂討論和課下自學(xué)為輔。[授課內(nèi)容]第一節(jié)地下水污染的基本概念及特點一、地下水污染的基本概念二、地下水污染的特點第二節(jié)地下水污染源及污染途徑一、地下水污染源二、地下水污染方式三、地下水污染途徑第三節(jié)地下水污染修復(fù)（自學(xué)）一、異位處理方法二、原位處理方法三、污染物自然衰減作用第十一章地下水水質(zhì)評價建議學(xué)時：2[教學(xué)目的與要求]學(xué)會進行飲用水水質(zhì)評價，了解工業(yè)用水水質(zhì)評價、農(nóng)田灌溉用水水質(zhì)評價和礦泉水水質(zhì)評價。[教學(xué)重點與難點]飲用水水質(zhì)評價。[授課方法]以課堂講授為主，課堂討論和課下自學(xué)為輔。[授課內(nèi)容]第一節(jié)飲用水水質(zhì)評價一、飲用水的物理性質(zhì)二、溶解的普通鹽類三、微量有毒元素四、細菌和有機污染物第二節(jié)工業(yè)用水水質(zhì)評價（自學(xué)）第三節(jié)農(nóng)田灌溉用水水質(zhì)評價（自學(xué)）第四節(jié)礦泉水水質(zhì)評價（自學(xué)）第十二章地下水資源管理建議學(xué)時：2[教學(xué)目的與要求]理解地