《水文地質(zhì)學(xué)》課程教學(xué)大綱

《水文地質(zhì)學(xué)》教學(xué)大綱課程編號(hào)：16220099英文名稱：Hydrogeology學(xué)分：2.5學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)48學(xué)時(shí)，其中理論32學(xué)時(shí)，實(shí)踐16學(xué)時(shí)先修課程：普通地質(zhì)學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、礦物巖石學(xué)、地貌與第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)課程類別：專業(yè)基礎(chǔ)課程授課對(duì)象：地質(zhì)工程專業(yè)學(xué)生教學(xué)單位：土木工程學(xué)院修讀學(xué)期：第5學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)《水文地質(zhì)學(xué)》是地質(zhì)工程專業(yè)的核心課程，主要講授地下水科學(xué)的基本概念、基本原理和基本方法，課程內(nèi)容是構(gòu)建學(xué)生專業(yè)知識(shí)體系的基礎(chǔ)框架。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能深入理解地下水賦存空間的特征，地下水的形成與分布，地下水的埋藏條件，運(yùn)動(dòng)機(jī)制與規(guī)律，地下水物理化學(xué)成分及地下水化學(xué)形成作用，地下水流系統(tǒng)的基本概念，地下水補(bǔ)給、徑流與排泄，地下水的動(dòng)態(tài)與均衡，以及地下水資源與環(huán)境等基本概念與基本原理，在此基礎(chǔ)上初步掌握分析與解決水文地質(zhì)問(wèn)題的方法與思路，并為后續(xù)的專業(yè)課奠定基礎(chǔ)。本課程擬達(dá)到的課程目標(biāo):課程目標(biāo)1：掌握水文地質(zhì)學(xué)的基本概念、基本原理和基本方法；課程目標(biāo)2：能夠運(yùn)用水文地質(zhì)學(xué)原理，科學(xué)分析和解決相關(guān)水文地質(zhì)問(wèn)題；課程目標(biāo)3：培養(yǎng)學(xué)生愛(ài)水、愛(ài)自然、愛(ài)生活的情操。二、課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)權(quán)重指標(biāo)點(diǎn)2-1.能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識(shí)別和判斷地質(zhì)工程專業(yè)復(fù)雜工程問(wèn)題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。課程目標(biāo)10.5指標(biāo)點(diǎn)4-1.能夠基于自然科學(xué)及工程科學(xué)原理，通過(guò)文獻(xiàn)研究或相關(guān)方法，調(diào)研和分析復(fù)雜地質(zhì)工程問(wèn)題，設(shè)計(jì)可行的研究方案。課程目標(biāo)20.4指標(biāo)點(diǎn)7-2.能夠理解、分析解決復(fù)雜地質(zhì)工程問(wèn)題中的工程實(shí)踐活動(dòng)對(duì)環(huán)境保護(hù)、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響。課程目標(biāo)30.1三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配序號(hào)教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點(diǎn)（含德育要求）學(xué)時(shí)教學(xué)方式對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1緒論：1、水文地質(zhì)學(xué)的研究對(duì)象；2、地下水的功能；3、水文地質(zhì)學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史；4、當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)的特點(diǎn)。基本要求：掌握水文地質(zhì)學(xué)的概念、研究對(duì)象及研究?jī)?nèi)容；了解水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展概況，領(lǐng)會(huì)地下水在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的作用，樹(shù)立獻(xiàn)身水文地質(zhì)工程事業(yè)的信念。重難點(diǎn)：地下水和水文地質(zhì)學(xué)的定義；地下水的主要作用。2課堂講授課程目標(biāo)12地球中水的分布與循環(huán)：1、地球上水的分布；2、地球上水的循環(huán)及水文循環(huán)；3、水文循環(huán)的主要影響因素；4、中國(guó)水循環(huán)及地下水概況。基本要求：了解地球上水的形成與分布；掌握自然界水循環(huán)過(guò)程。并深刻理解參與自然界水循環(huán)的地下水的含義。重難點(diǎn)：自然界的水循環(huán)（地質(zhì)循環(huán)、水文循環(huán)、大循環(huán)、小循環(huán)）的概念；水文循環(huán)與地質(zhì)循環(huán)的關(guān)聯(lián)和區(qū)別。2課堂講授課程目標(biāo)13巖土中的空隙和水：1、巖土中的空隙；2、巖土中的水；3、巖土的水理性質(zhì)及滲透性?；疽螅毫私鈳r石空隙的概念；了解巖石中水的各種存在形式；牢固掌握與水分的儲(chǔ)容及運(yùn)移有關(guān)的巖石的性質(zhì)。重難點(diǎn)：反映巖土水理性質(zhì)的相關(guān)參數(shù)之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。2課堂講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)24地下水的賦存：1、含水層、隔水層和弱透水層；2、潛水、承壓水和上層滯水；3、不同類型地下水的相互轉(zhuǎn)換?；疽螅赫莆蘸畬印⒏羲畬优c弱透水層的定義，地下含水系統(tǒng)的概念；掌握潛水、承壓水與上層滯水的概念、劃分與表示方法，以及其相互轉(zhuǎn)化條件。重難點(diǎn)：含水層、隔水層、弱透水層、上層滯水、潛水、承壓水。難點(diǎn)是含水層與隔水層的相對(duì)性；潛水與承壓水的相互轉(zhuǎn)化。2課堂講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)25地下水運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律：1、滲流基本概念；2、重力水運(yùn)動(dòng)規(guī)律-達(dá)西定律，達(dá)西公式中各物理量的含義；3、不同含水層的流網(wǎng)?；疽螅褐攸c(diǎn)掌握重力水運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律—達(dá)西定律，學(xué)會(huì)運(yùn)用達(dá)西定律和流網(wǎng)圖來(lái)解釋一些水文地質(zhì)現(xiàn)象，分析和解決相關(guān)的水文地質(zhì)問(wèn)題。引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)理論與實(shí)踐相輔相成，互相促進(jìn)的過(guò)程。重難點(diǎn)：達(dá)西定律及其應(yīng)用條件；流網(wǎng)圖的做法及其反映的水文地質(zhì)信息。難點(diǎn)是達(dá)西定律的表達(dá)式中各項(xiàng)因子尤其滲透系數(shù)的物理意義；流網(wǎng)圖中各種邊界條件的處理。2課堂講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)26包氣帶水：1、毛細(xì)現(xiàn)象、毛細(xì)負(fù)壓及毛細(xì)水；2、土壤水勢(shì)；3、包氣帶水的分布與運(yùn)動(dòng)規(guī)律。基本要求：掌握毛細(xì)負(fù)壓、毛細(xì)上升高度和毛細(xì)上升速度的概念；了解砂土中水的毛細(xì)上升高度與速度確定方法，以及影響因素。重難點(diǎn)：重點(diǎn)是包氣帶水的分布及運(yùn)動(dòng)規(guī)律。難點(diǎn)是毛細(xì)負(fù)壓，彎液面上的受力分析。2課堂講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)27地下水中的化學(xué)組分及其演化：1、地下水的分子成分和離子成分；2、地下水的溫度；3、地下水化學(xué)的形成作用；4、地下水的化學(xué)成因類型；5、水化學(xué)分析及表示方法。掌握地下水中主要?dú)怏w成分、七種主要離子成分，了解它們的來(lái)源及指示意義；重點(diǎn)掌握水化學(xué)成分的主要形成作用：溶濾作用、濃縮作用、脫硫酸作用和脫碳酸作用及其影響因素；了解水化學(xué)成分的表達(dá)方式與分類。增強(qiáng)地下水環(huán)境的保護(hù)意識(shí)。重難點(diǎn)：地下水化學(xué)成分的形成作用（7大作用）的概念和作用機(jī)理。2課堂講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)28地下水的補(bǔ)給與排泄：1、大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給，補(bǔ)給機(jī)制及其不同；2、地下水的其他補(bǔ)給；3、地下水的排泄；4、含水層之間的補(bǔ)給關(guān)系。基本要求：了解地下水補(bǔ)給來(lái)源與方式；掌握大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給過(guò)程、影響因素及補(bǔ)給量的確定；了解地下水的各種排泄去路；重點(diǎn)掌握泉的出露條件、類型及其意義；了解蒸發(fā)與泄流發(fā)生條件與影響因素；掌握地下水排泄量的初步估算方法。重難點(diǎn)：地下水補(bǔ)給、徑流、排泄的概念、過(guò)程和方式。2課堂講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)29地下水流系統(tǒng)：1、地下水系統(tǒng)的基本概念；2、地下水系統(tǒng)理論的形成與發(fā)展，系統(tǒng)的分級(jí)性；3、地下水系統(tǒng)的動(dòng)力特征及其他特征；4、不同含水介質(zhì)的地下水系統(tǒng)?；疽螅毫私獾叵滤到y(tǒng)概念的產(chǎn)生過(guò)程。掌握地下水系統(tǒng)的定義、組成要素以及地下水系統(tǒng)的特征。深刻理解地下水系統(tǒng)的水動(dòng)力特征、水化學(xué)特征和溫度分布特征。并學(xué)會(huì)利用流網(wǎng)工具，確定地下水系統(tǒng)的范圍、結(jié)構(gòu)，解釋地下水系統(tǒng)有關(guān)水量、水化學(xué)成分及溫度分布等水文地質(zhì)問(wèn)題。重難點(diǎn)：重點(diǎn)是地下水系統(tǒng)的概念、特性及及其控制因素和控制作用。難點(diǎn)是地下水系統(tǒng)的“三場(chǎng)”即滲流場(chǎng)、化學(xué)場(chǎng)與溫度場(chǎng)分析。2課堂講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)210地下水動(dòng)態(tài)與均衡：1、地下水動(dòng)態(tài)及影響因素；2、地下水均衡。基本要求：理解地下水動(dòng)態(tài)和地下水均衡的概念；掌握地下水均衡原理，建立起地下水均衡的時(shí)、空概念；充分認(rèn)識(shí)人類活動(dòng)對(duì)地下水動(dòng)態(tài)和地下水均衡的影響；學(xué)會(huì)建立一個(gè)地區(qū)地下水均衡方程式。理解工程建設(shè)要以資源環(huán)境承載能力為基礎(chǔ)，敬畏自然，方能實(shí)現(xiàn)可續(xù)發(fā)展。重難點(diǎn)：重點(diǎn)是與地下水動(dòng)態(tài)與均衡的概念和地下水均衡方程式的建立。難點(diǎn)是地下水動(dòng)態(tài)的形成機(jī)制及其影響因素分析和均衡式中各個(gè)均衡項(xiàng)的確定與表達(dá)。2課堂講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)211孔隙水：1、孔隙水的特征；2、各類沉積物中的孔隙水及含水系統(tǒng)實(shí)例?；疽螅赫莆蘸榉e物、沖積物及黃土中的地下水賦存與分布特點(diǎn)。重難點(diǎn)：重點(diǎn)是第四系松散沉積物中的孔隙水，主要是洪積扇及河流下游堆積平原地下水的形成、埋藏、分布及交替循環(huán)的規(guī)律。2課堂講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)212裂隙水：1、裂隙水的特征；2、裂隙成因類型及其中的裂隙水；3、裂隙水的研究方法。基本要求：掌握裂隙水分布的基本規(guī)律和基本特征，熟悉不同成因的基巖裂隙含水介質(zhì)的特點(diǎn)，了解能夠形成含水層和隔水層的主要巖石。重難點(diǎn)：重點(diǎn)是構(gòu)造裂隙水和斷層帶的水文地質(zhì)意義。難點(diǎn)是裂隙含水介質(zhì)（含水系統(tǒng)）的特點(diǎn)及裂隙水賦存特征。2課堂講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)213巖溶水：巖溶及巖溶發(fā)育條件；2、巖溶水系統(tǒng)的改造與演化；3、我國(guó)南北方巖溶及巖溶水的差異?；疽螅赫莆諑r溶發(fā)育條件，巖溶水的賦存和運(yùn)動(dòng)特征；了解巖溶水系統(tǒng)的演變；初步掌握巖溶水系統(tǒng)的分析方法。重難點(diǎn)：重點(diǎn)是巖溶發(fā)育的基本條件與影響因素分析及巖溶水特征。難點(diǎn)是巖溶水系統(tǒng)的演變，亦即地下水對(duì)可溶巖的差異溶蝕與地下河系化發(fā)展。2課堂講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)214地下水資源與水資源管理：1、作為資源的地下水；2、地下水資源的特征；3、地下水資源的分類及評(píng)價(jià)方法；4、地下水資源管理。基本要求：掌握地下水資源的概念與劃分，地下水補(bǔ)給資源和儲(chǔ)存資源的劃分、特征及其供水意義，以及地下水資源特征。建立綠色可持續(xù)發(fā)展的理念。重難點(diǎn)：重點(diǎn)是地下水資源的概念及其類別和水均衡分析。難點(diǎn)是建立在水均衡基礎(chǔ)上的水資源量的求算方法。2課堂講授課程目標(biāo)315地下水與生態(tài)環(huán)境：1、作為環(huán)境因子的地下水及其環(huán)境效應(yīng)；2、地下水水質(zhì)危害；3、地下水引起的巖土體災(zāi)害；4、地下水支撐的生態(tài)系統(tǒng)?；疽螅毫私馀c地下水有關(guān)的主要環(huán)境問(wèn)題；初步了解開(kāi)采與過(guò)量開(kāi)采地下水引起的降落漏斗、地面沉降、海水入侵以及地下水污染問(wèn)題的機(jī)理與防治措施。樹(shù)立服務(wù)于國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的遠(yuǎn)大志向。重難點(diǎn)：重點(diǎn)是人類過(guò)度開(kāi)采地下水或過(guò)度補(bǔ)充地下水引起的水位變化所帶來(lái)的災(zāi)害現(xiàn)象、機(jī)理和防范措施的基本內(nèi)容，其中區(qū)域地下水位下降為重中之重。難點(diǎn)是地面沉降的形成機(jī)理。2課堂講授課程目標(biāo)3161、水文地質(zhì)學(xué)發(fā)展趨勢(shì)；2、發(fā)展中面臨的關(guān)鍵問(wèn)題?；疽螅毫私馑牡刭|(zhì)學(xué)研究方法和發(fā)展趨勢(shì)。重難點(diǎn)：水文地質(zhì)調(diào)查及研究中的理念和方法。2課堂講授課程目標(biāo)3合計(jì)32序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求學(xué)時(shí)類型對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1孔隙與水必修，熟悉試樣給水度儀的結(jié)構(gòu)，了解儀器的工作原理；測(cè)定松散巖土試樣的孔隙度、給水度和持水度。2驗(yàn)證課程目標(biāo)22編制潛水等水位線圖必修，熟悉潛水等水位線圖的繪制方法；初步學(xué)會(huì)閱讀和利用潛水等水位線圖。2綜合課程目標(biāo)23編制承壓水等測(cè)壓水位線圖必修，掌握繪制承壓水等測(cè)壓水位線圖和承壓水頂板等值線圖的基本方法；具備閱讀承壓水等測(cè)壓水位線圖的能力。2綜合課程目標(biāo)24達(dá)西滲流實(shí)驗(yàn)必修，了解達(dá)西實(shí)驗(yàn)裝置與原理；測(cè)定砂礫石試樣的滲透系數(shù)；加深理解達(dá)西定律。2驗(yàn)證課程目標(biāo)25達(dá)西定律的物理實(shí)質(zhì)及其應(yīng)用必修，結(jié)合實(shí)例，進(jìn)一步理解達(dá)西定律的實(shí)質(zhì)，學(xué)會(huì)運(yùn)用達(dá)西定律分析、認(rèn)識(shí)問(wèn)題。2綜合課程目標(biāo)26砂土中水的毛細(xì)運(yùn)動(dòng)必修，通過(guò)觀測(cè)不同粒徑砂樣的毛細(xì)上升速度與高度，了解包氣帶中毛細(xì)水的賦存與運(yùn)動(dòng)特征。2驗(yàn)證課程目標(biāo)27讀水文地質(zhì)圖必修，了解水文地質(zhì)圖的基本內(nèi)容、初步掌握閱讀水文地質(zhì)圖的方法；初步學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用所學(xué)理論分析一個(gè)地區(qū)的水文地質(zhì)條件。4綜合課程目標(biāo)2合計(jì)16注：實(shí)驗(yàn)要求包括必修、選修；實(shí)驗(yàn)類型包括演示、驗(yàn)證、綜合、設(shè)計(jì)等。四、課程教學(xué)方法本課程以多媒體教學(xué)為主，以板書(shū)講解為輔，同時(shí)設(shè)置實(shí)踐教學(xué)、課堂討論等教學(xué)手段。增加微視頻，形象地展現(xiàn)地下水與巖土相互作用和水文地質(zhì)過(guò)程。穿插工程實(shí)例和課堂討論，激發(fā)學(xué)生參與學(xué)習(xí)過(guò)程的能動(dòng)性，幫助學(xué)生掌握水文地質(zhì)學(xué)的基本概念和原理，引導(dǎo)學(xué)生去運(yùn)用所學(xué)的基本原理，思考解決問(wèn)題的辦法。五、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)和課程考核（一）考核方式及具體要求1.課程成績(jī)構(gòu)成與要求課程考核注重形成性和終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合，考核內(nèi)容主要由出勤、課后作業(yè)、課堂表現(xiàn)、專題研習(xí)、實(shí)驗(yàn)、期末考試組成，其中出勤占0%、課后作業(yè)成績(jī)占10%、課堂表現(xiàn)占5%、專題研習(xí)占5%、實(shí)驗(yàn)占20%、期末考試成績(jī)占60%。2.課程目標(biāo)達(dá)成考核與評(píng)價(jià)序號(hào)教學(xué)環(huán)節(jié)課程目標(biāo)1（分值）課程目標(biāo)2（分值）課程目標(biāo)3（分值）合計(jì)1出勤00002課后作業(yè)1000103課堂表現(xiàn)50054專題研習(xí)00555實(shí)驗(yàn)0200206期末考試3618660課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)分值513811100（二）考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)1.出勤考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)考勤不得分。缺席1次總評(píng)成績(jī)扣2分，缺席1/3總課時(shí)取消參加期末考試資格。2.課后作業(yè)考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測(cè)點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分作業(yè)按時(shí)完成，90%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握到位。能夠利用理論知識(shí)識(shí)別、分析水文地質(zhì)領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問(wèn)題。按時(shí)完成，70%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握較到位。能夠較好利用理論知識(shí)識(shí)別、分析水文地質(zhì)領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問(wèn)題。延時(shí)完成，60%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握基本到位。利用理論知識(shí)對(duì)水文地質(zhì)領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問(wèn)題有一定的識(shí)別、分析。不交和補(bǔ)交，50%以下的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握有偏差。不能利用理論知識(shí)對(duì)水文地質(zhì)領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問(wèn)題進(jìn)行識(shí)別、分析。3.課堂表現(xiàn)考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測(cè)點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分課堂表現(xiàn)上課聽(tīng)講認(rèn)真，能正確地回答課堂提問(wèn)，課堂筆記完整、可讀性強(qiáng)，與師生的互動(dòng)性良好。上課聽(tīng)講認(rèn)真，能較正確地回答課堂提問(wèn)，課堂筆記較完整、可讀性較強(qiáng)，與師生的互動(dòng)性一般。上課聽(tīng)講較認(rèn)真，能基本正確地回答課堂提問(wèn)，課堂筆記的完整性一般、可讀性一般，與師生的互動(dòng)性一般。上課聽(tīng)講不認(rèn)真，基本不能正確地回答課堂提問(wèn)，無(wú)課堂筆記，無(wú)師生互動(dòng)。4.專題研習(xí)考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測(cè)點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分專題研習(xí)格式規(guī)范，符合專題研習(xí)寫(xiě)作要求；內(nèi)容主題明確，符合課程教學(xué)內(nèi)容，有明確的綜合分析論點(diǎn)。無(wú)摘錄摘抄痕跡，能恰當(dāng)運(yùn)用自己的語(yǔ)言組織素材，論點(diǎn)正確。格式符合專題研習(xí)寫(xiě)作要求；主題明確，符合課程教學(xué)內(nèi)容，具較好的綜合分析論點(diǎn)。正文主題大部分運(yùn)用自己的語(yǔ)言組織素材，論點(diǎn)正確。格式符合專題研習(xí)寫(xiě)作要求；主題基本明確，較符合課程教學(xué)內(nèi)容，具較好的綜合分析論點(diǎn)。正文有部分摘抄，論點(diǎn)分析較清晰。格式不符合專題研習(xí)要求，能反映部分主題內(nèi)容，結(jié)構(gòu)不完整，論點(diǎn)分析不清晰。5.實(shí)驗(yàn)考核與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)分值觀測(cè)點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容完整，邏輯性強(qiáng)；能夠熟練運(yùn)用科技語(yǔ)言正確、合理地報(bào)告實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或合理地分析解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)的問(wèn)題，能夠綜合運(yùn)用知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析討論深入，得到合理有效的結(jié)論。報(bào)告內(nèi)容較完整，邏輯性較強(qiáng)；能夠運(yùn)用科技語(yǔ)言正確、合理地