水文地質學范文
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篇1
【關鍵詞】專門水文地質學 課程安排 問題導向型 積極性
【基金項目】貴州省科技廳聯合基金(黔科合LH字[2014]7617);貴州大學引進人才科研基金項目(2014-61)。
【中圖分類號】P64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2015)11-0215-02
0 引言
高校專業課的教學過程中,要結合課程特色及學校的實際情況采取適宜的教學模式(趙建軍,2010;高文,1998)。“專門水文地質學”作為水文水資源專業的應用型專業核心課程,是研究地下水勘查及其應用的技術理論和方法的課程,具有很強的綜合性和應用性。教學的目的是培養學生運用所學的水文地質學理論與技術開展地下水科學研究及分析解決與地下水有關的資源、環境、地下水危害等實際問題的能力,從而為以后從事專業技術工作打下基礎。鑒于該課程理論教學部分較為枯燥,在學習中,如何帶動學生在學習中的積極性,使學生在輕松的環境中掌握該課程的主要內容,是該課程教學中的難點(張發明,2006;畢孔彰,2004)。筆者結合在實際教學中發現的主要問題,結合教學經驗,探索該課程的教學模式。
1.課程教授過程中出現的主要問題
在課程學習后的課程設計是對 “專門水文地質學”課程知識的具體運用。根據以往實習反饋的信息發現學生在實習過程中往往不知如何開展水文地質調查工作,現象產生的原因主要有3 個方面:(1)對課程的基礎概念、基本技術方法和課程的基本結構體系沒有掌握;(2)無法將學習到的知識在具體的水文地質工程中進行應用,課程的教學過程中,工程實例的講解不足;(3)對水文地質問題認識不夠全面和深入,致使方案設計難以滿足要求。主要原因是對水文地質調查方法的適用性沒有掌握。
要解決以上問題,可以依靠優化“專門水文地質學”課程設置及探討新的教學模式來解決。
2.“專門水文地質學”教學課程設置
“專門水文地質學”課程總體上可以分為3 個部分(曹劍峰,2014):第一部分為水文地質調查方法,是從事水文地質工作的基礎和基本技術,該篇主要介紹了水文地質勘查方法種類、手段、工作階段和工作程序,水文地質測繪,水文地質鉆探,水文地質物探水文地質試驗,地下水動態與均衡,水文地質調查成果等;第二部分為供水水文地質,是該書的核心和重點內容,主要內容為供水水文地質概論,供水水質評價,地下水水量計算與評價,地下水資源的合理開發利用、保護與管理等;第三部分為礦床水文地質,是應用性和針對性很強的內容,主要介紹了礦床水文地質基礎知識(礦床及礦床開采的某些基本知識,礦床充水條件,礦床水文地質類型等)礦坑涌水量預測,礦床水文地質調查及礦坑水防治方法等。
根據大綱安排,教學課時為48 學時。如何在有限的時間內,使學生掌握本門課程的重點內容,成為教學內容安排的難點。筆者依據學生在實習中表現出的種種問題,在“專門水文地質學”課程設置上,考慮以下3個原則:(1)詳細講解水文地質調查方法及其適用性;(2)突出講解供水水源、勘查階段和使用的各種勘查方法的特點和要求;(3)適當壓縮礦山水文地質勘查內容;(4)根據各行業最新工程地質勘察規范更新教學內容。根據上述原則,第一部分安排16個學時,占總學時數的33%,第二部分安排20學時,占總學時數的41%,第三部分安排12學時,占總課時的25%。
3.課程教學模式探討
對于“專門水文地質學”這種應用型課程,使學生能夠在生產實踐中將學習到的知識進行應用是學習的最終目標。根據該課程特點,筆者制訂了“以工程案例引導講授課程基本理論和方法”的教學模式(圖1)
圖1.專門水文地質教學模式圖
在教學結構模式的指導下,根據課程教學內容的特點和學生實踐中所表現出來的問題,將“專門水文地質學”課程內容分為專門水文地質學理論和工程應用兩個部分,兩部分采用不同的教學方式。
(1)理論和方法部分突出強調各種水文地質調查方法的適用范圍;供水水文地質的基本概念及計算評價方法;礦山水文地質的基本概念和技術方法。讓學生認識到各種方法之間不是獨立的,是相輔相成,互為補充的一項系統工程。
(2)工程應用方法的授課目的是使學生在掌握水文地質調查、評價和計算的基礎上,對各種方法進行綜合應用,針對不同的水文地質問題,選用合適的工程案例,首先提出問題,讓學生回答這些問題應該應用何種方法和理論進行解決,然后教師依據學生回答情況,分析講解解決問題的方法及過程中注意的問題。
4.課程教學過程
為了讓學生在問題導向下掌握課程的關鍵內容,課程教學過程中應堅持以下內容:
(1)以不同類型的水文地質工程實例為主線,串聯每堂課的關鍵知識點,建立知識結構體系。應以多媒體列舉工程實例,提出問題,調動學生參與課題討論的積極性,在討論中掌握知識點,如水文地質調查中,可以結合貴州某地區水文地質調查中需要調查的項目,分析調查這些項目所需要的手段,再緊密圍繞這些手段提出具體的調查方案,最后對水文地質調查的方法和要點進行總結。
(2)在“專門水文地質學”的教學中,仔細備課,認真準備工程案例,利用多媒體軟件展示工程現場的細節,讓學生有身臨其境的感覺。同時利用啟發式教學,讓學生回答問題,自己主動的去尋找答案,活躍課堂氛圍,使課堂教學不乏味,形成針對課程本身的良性互動。
5.結束語
(1)“專門水文地質學”是一門應用型地質課程,該課程的內容繁雜,在有限的時間內讓學生們掌握該課程的重點內容就需要對課程內容進行合理設置,教學過程中突出重點內容。 (2)“專門水文地質學”的教授過程中,易結合具體工程實例,采用問題引導式教學,帶動學生參與課程的積極性,同時在解答問題的過程中讓學生掌握該課程的知識點。
(3)做好試卷分析,對學生沒有掌握的內容對學生進行再次講解,同時也可為未來的教學過程提供借鑒和參考。
參考文獻:
[1]趙建軍,王運生,巨能攀. “工程地質勘察”課程教學模式探討[J].中國地質教育, 2010,(4):35-38.
[2]高文.現代教學的模式化研究[M]. 濟南:山東教育出版社,1998.
[3]張發明, 高正夏, 袁寶遠,等. 地質工程專業創新型人才培養的實踐[J]. 中國地質教育,2006,(3):60-65.
[4]畢孔彰, 胡軒魁. 中國含地質類專業高等院校(系)簡介[M].北京: 地質出版社, 2004.
[5]曹劍峰,遲寶明,王文科,等.專門水文地質學[M]. 北京:科學出版社,2014.
篇2
實踐教學主要包括實驗室教學實習以及野外實踐教學,國內外對地質學人才培養的經驗表明,實踐教學是地質學人才培養的重要途徑。本課程的實踐教學環節,不僅有助于學生深入理解和掌握所學知識,激發學生的學習熱情和積極性,提高教學質量和效率,而且是培養學生形成創新意識的有效途徑。經過多年努力,我校已建成了水文地質學基礎實驗室,學生能在室內測定松散巖石孔隙度、持水度、給水度、滲透系數以及土體毛細水上升高度等重要的水文地質參數。野外實踐教學方面,主要通過抽水試驗和滲水試驗的練習,讓學生了解從前期準備到現場試驗、數據記錄及分析,進而求取場地的滲透系數、導水系數及貯水系數等重要水文地質參數的過程。同時,還要求學生練習編制潛水等水位線圖及潛水位埋藏深度圖、編制承壓水等水壓線圖、分析地下水化學成分形成作用、研究巖溶及巖溶水的發育規律以及幫助學生認識水文地質圖等。在實踐教學過程中,充分發揮學生的學習積極性,學生在實踐中觀察到的現象和發現的問題與書本上的理論知識進行對比、驗證,加深了對知識的理解和掌握,提高了實際動手能力。學習完本課程后,再組織學生到黃壁莊實習基地,在具體教學過程中,以全面訓練為主,使學生掌握野外剖面測量、水文地質填圖、資料整理、繪制圖件和編寫報告的方法與技能和野外地質工作的一般程序。從實踐教學效果來看,實踐課在很大程度上激發了學生的學習積極性和主動性,學生普遍反映動手能力以及分析問題的能力等普遍得到提高。
2調整考試方法,注重能力的培養
在教學過程中發現,很多基礎而實用的知識不便于拿到試卷上對學生進行考核,前期的考試方法,多注重死記硬背知識,一定程度上束縛了學生實際動手能力以及創造能力的發展,為此對考試方法進行了適當調整。對本課程學生的考核,不僅有期末考試成績,還增加了實驗成績、課堂表現成績、課后習題成績等3項。期末考試試題從編制的試題庫中選取,不便于拿到試卷上考試的知識點主要放到實驗課以及以課堂提問的方式進行考核。制定了這樣一套考核方案后,學生不再只關注最后一次期末考試,更注重了平時各個方面的平衡發展,把對期末考試的壓力分配到平時各個環節,不再以一套試卷評定學生的知識掌握情況。該套方案的實施較真實地反映出學生的獨立地分析問題和解決問題的能力,同時也兼顧了學生自學能力、動手能力等各方面的發展。
3重視理論與實際結合,增強知識實用性
常言道:“臺上一分鐘,臺下十年功。”各位老師只有努力加強專業知識及教育教學方法的積累,提高自身對專業知識的掌握程度,才能將專業知識很好地傳授給學生。專業教師提高自身水平及能力的一種重要途徑就是進行科學研究,努力提高自身科學素養,才能很好地把握本專業、本學科的發展動態和方向,及時將前沿科研成果引入教學,增強課程內容的廣度和深度,明確所講知識和方法的適用范圍,對適用性強的知識和方法才會有更好的把握。同時可以將科研過程中遇到的困難,以及如何克服困難最終完成項目的過程介紹給學生,激發學生的學習興趣,促進學生科學思維的形成。比如,講第十一章裂隙水的時候,將作者正在實施的“云南省元陽縣大坪金礦水工環地質勘查”項目研究成果和經驗介紹給學生,讓學生們練習設計勘查內容及任務等,然后將實際中遇到的難題,如何穿越重重高山進行實地調查,以及采用多種方法進行閃長巖地區礦坑涌水量預測等情況逐一給學生講解,極大地激發了學生學習的興趣,活躍了課堂氛圍,學生們也有的放矢地進行了學習。
4課下交流,深入學生,因勢利導
篇3
水文地質專業是地球科學的分支學科。主要研究地下水及其相關的水資源與環境。高職水文地質專業課堂教學是以就業為導向,以水文地質專業理論知識的提高為核心,以高等技術應用型專門人才培養為根本任務的教學模式。我國經濟的快速發展及市場的需求,對信息化和新技術的要求越來越強烈,各地質勘探單位對應用型高級專業人才的需求與日俱增,每年水文地質專業畢業生的就業壓力很大。水文地質專業在課程設置時就應思考如何構建一個科學合理的課堂教學體系,加強課堂教學環節,確保人才培養目標的實現。
1.高職水文地質專業課堂教學現狀
水文地質專業的建立雖然有半個多世紀,但受中國經濟和行業發展的制約,目前課堂教學還是傳統的填鴨式教學方法。中國高等職業教育與歐美等發達國家高校相比還存在較大差距,無論在軟件與硬件方面都有很多不足。
1.1專業培養目標不清
水文地質專業實踐性很強,應以實踐能力為培養目標。但多數院校的教師在課堂教學環節上沒有認清培養目標,還停留在普通高校說教為主的原始教學模式上,課堂理論教學在教學中所占的比例較大。筆者認為,應從培養目標、專業知識特點、水文地質需求等方面構建專業培養體系,確定明確的培養目標,即培養實踐能力較強的應用型學生。
1.2師資力量不足
目前國內許多高職院校的師資[1]力量嚴重不足。以吉林大學應用技術學院水文與工程地質系為例,現有教師7人(其中包括1名實驗員),分別為三個年級三個班授課,每個教師要講2―3門課程,有時還要聘請其它系的教師;教師的年齡偏高,技術職稱過于集中,我系7名教師中年齡最小的也有40多歲了,副教授占85%以上,比例嚴重失調;近幾年有三人要退休。符合要求的“雙師型”教師較少甚至沒有;講課內容缺乏實踐技能和應用能力,講授的課程很難與生產實際相結合。
1.3重理論輕技能,重證書輕實踐
傳統大學教育注重基本理論與概念,高職教育沿襲了傳統的教育理念。專業課程的設置和學習目標都以基本理論為主。實踐技能的訓練與實習所占比例較少。我校水文地質專業理論課時為80%,其余20%為實習實訓。很多學生認為能拿到畢業證書就容易就業,對實訓實習失去興趣甚至根本不參加。無法使個人業務能力提高,個人綜合素質發展也不符合專業培養目標和社會需求[2]。
1.4教學配套嚴重不足
沿襲傳統的教學方法,高職院校水文地質專業的培養體系和目標不清晰,教材的編寫基本參考原有的傳統教材,例如,新編的高職高專類“十一五”規劃教材《普通水文地質學》,與原普通高校同類教材的重復率達到80%以上,體現不出高職高專能力培養方面的內容,教學配套教材無法與高職高專的實踐能力培養相聯系,與水文地質的發展和社會需求嚴重脫節。
1.5校內實習條件簡陋效果無保障
高職院校的校內實習條件簡陋,甚至沒有基本的實驗室和簡單的實習實訓設備,很難向學生提供全面有效的實訓機會。作為實踐性較強的水文地質專業,課堂上應該有模擬實踐的實驗、試驗等實訓過程。
1.6考核方法簡單
高等技術應用性型人才是高職水文地質專業培養目標,大多數高職院校對學生的考核簡單,主要局限于基本理論和基本概念上,沒有實踐能力方面的考核。我校水文地質考核都是書本上的內容,而且期末試卷成績只占總成績的40%,其余60%包括平時課堂提問、作業、測驗及學習態度等,根本談不上實踐能力的培養。
2.高職水文地質專業課堂教學改革措施
2.1改變傳統形式化教學方法
教案要求、課程設計模式、板書設計等,這些都屬于教學形式。一位教學經驗豐富的老師說,講好一堂課,關鍵是學生理解了你所講的內容,而不在于板書的設計與安排的多么好;多媒體課件是教學的輔助形式,能用則用,對于簡單的圖形,一邊講一邊在黑板上畫效果更好;教學檢查更應該注重教學效果的檢查。
當然,為保存教學資料和教學評估也要做這些工作,但不能作為重點。
2.2加大實習實訓課時量
傳統教學課時量與實習實訓課時量的比例是8:2,教師講的多,學生做的少;即使是實習實訓,大多數時間也是老師在講,學生袖手旁觀,更不動腦動手去操作。近幾年帶學生進行野外實習,體會較深的是教師又講又做,而學生沒事干。要想改變學生這種懶惰的思想,必須讓學生多做,課堂與實習實訓的課時比例應該為4:6,即教師講的少,學生做的多。
2.3教師重點講授基本理論與方法
課堂上教師應該把基本理論概念給學生講清楚,指出重點與難點。比如講授《地下水動力學》這門課程,應把重點放在裘布依公式及泰斯公式上,再結合這兩種理論講授相應的例題。把其余的時間留給學生。學生的時間安排:一是學生自學,教師隨堂輔導,解答學生提出的問題;二是通過自學后讓學生扮演教師的角色,站到講臺前講課,而教師坐到學生的位置聽課,對講課的學生提出問題及指導。三是學生進行分組討論,然后各小組之間再進行交流與探討,達成共識。
2.4學生獨立完成課題
水文地質專業要求實踐能力較強,教師講授基本理論知識后,重要內容是應用基本理論解決實際問題。筆者介紹兩個實際經驗。經驗Ⅰ:滲水試驗的設計與實踐。第一步,教師講解滲水試驗的基本理論;第二步,把要求做滲水試驗的資料分給學生,同時讓學生熟悉并查找與滲水有關的資料;第三步,學生根據實際資料進行滲水試驗設計書的編寫;第四步,依據設計書到野外進行滲水試驗。經驗Ⅱ:搜集實習區域資料編寫實習報告。水文地質專業每學年都要進行野外教學與生產實習。以二年級秦皇島模擬生產實習為例,實習前教師布置任務,搜集秦皇島石門寨地區的地質、水文地質、工程地質及相關環境地質災害資料,獨立完成《秦皇島石門寨水工環實習報告》,為實際教學與生產實習奠定基礎。
傳統水文地質試驗與教學生產實習都是教師講授,然后教師手把手教學生做,束縛了學生主觀能動性的發揮,大多數學生懶得動腦學習,懶得動手去做。上述兩個經驗能夠彌補傳統課堂講授的缺陷。
3.改革考核模式
高職高專是培養學生實際操作與生產能力的教育,必須改變傳統的一張試卷定成績的考試模式。應該對學生進行綜合考核。具體的考核成績比例為:平時成績占10%;實習實驗(試驗)占10%;隨堂測驗考試占20%;期末試卷占60%。而對于二年級或三年級,可以根據課程的性質進行適當調整,比如《水文地質勘查技術與方法》這門課,期末考試可以寫水文地質勘察報告,抽水試驗設計,水文水井鉆探設計等。
4.教師到生產單位實踐學習
高職高專院校的教師應該既具有深厚的理論知識,又具備豐富的生產實踐經驗。事實并不如此,大多數教師是從學校門再到學校門,沒有生產實踐經驗,教給學生的只是書本知識,不能解決實際生產問題,甚至教師根本就沒有遇到過此種問題,怎么能培養學生解決生產實際問題的能力?居于這一點,應該把教師送到生產單位實習,沒有課的教師有充足時間安排實習,有課的教師可以安排在寒暑假期間,條件允許可以一邊上課一邊實習。教師通過生產實踐得到鍛煉,也會把實踐經驗傳授給學生。
5.加強學校與企業項目實習、生產聯合
根據高職高專的培養目標,應該加強學校與企業實習、生產聯合[3]。學生在學校學的是理論知識,而企業才能使學生的理論與實踐結合起來,提升學生的動手能力。與我校有聯系的企業單位很多,主要分布在吉林、黑龍江、遼寧、內蒙古及華北各個省區。2008年―2011年,吉林大學應用技術學院國土資源系水文地質專業學生在黑龍江省地質調查研究總院、904水文地質工程地質勘察院、黑龍江省第二水文地質工程地質勘察院及齊齊哈爾地質勘察院等許多地質企業實習,單位負責教師與學生的吃住等費用,學生每天還有一定的補助,最重要的是教師與學生直接參加企業的生產項目,如《哈爾濱市城市地質調查》、《貴州抗旱水文地質抽水試驗》(904援貴抗旱找水項目)等許多項目,教師與學生直接參與搜集資料、整理資料、野外地質編錄、抽水試驗及編寫報告等工作。通過生產鍛煉,學生的實踐能力提高了,表現優秀的學生跟單位直接簽訂了就業合同。
6.結語
高職水文地質專業的課堂教學模式多種多樣,教師講授理論與基本概念是基礎,同時還要培養學生的自主能動性,學生參加實習及綜合訓練。要系統結合生產單位的生產實踐進行實踐性教學,以不斷豐富和完善水文地質專業的教學內容、方式與方法。隨著社會對資源尤其對地下水資源的需求以及對水環境治理與保護的加強,地勘單位對高職水文地質專業人才的需求會越來越緊迫,包括我校在內的各高職院校應根據市場需求尋求高職水文地質專業教學改革與發展方向,調整專業設置,整合課程體系,重構高職水文地質應用人才培養模式,培養學生的實踐能力、創新能力和創業意識。
參考文獻:
[1]季勇.高等職業教育師資隊伍建設的思考[J].經濟師,2006,(1):101-102.
篇4
[關鍵詞]水工環 勘察工作 難點 對策
[中圖分類號] P641.69 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2014)-8-184-1
近幾年來我國的經濟進入了高速的發展期,各地水利工程也得到了蓬勃的發展,水工環地質勘察是地學研究的重要組成部分,主要包括水文地質,工程地質,環境地質。在研究內容上也有所不同,工程地質學研究對象是巖土工程地質性質、工程動力地質作用、工程地質勘察理論和技術方法、區域工程地質和環境工程地質;水文地質學的研究對象是水資源,通過對水資源的形成、運動、分布規律的研究,從而對水資源進行充分地開發和利用;環境地質學的研究對象是生態環境、地質災害、環境地質問題等。由于所研究對象都與人類的生存和發展息息相關,這一點表明水工環各部分的研究之間是有關聯的,雖然說研究對象和研究方法是不相同的,但是它們的依據基礎都是以研究水土為基礎。因此,水土環地質勘察工作的可持續發展是保障人類生存和發展的重要因素,它擔負著改造人類生存環境,提高生活質量的艱巨任務。
1水工環地質研究現狀概述
水工環地質研究現狀概述分為以下幾個方面:①水文地質研究現狀:近年來在水文地質學領域不斷研究新的理論、新的技術、新的方法,在實際應用過程中推動了水文地質學的發展。主要表現為基本概念與基本理念得到了很大程度上的轉變,先是從用模型進行模擬研究,再到成果展示的數字化,由原來的定性分析轉變成定量研究,新階段的突破是水文地質學研究的一大進步。另外隨著現代科技的不斷研發,在水文地質勘察工作過程中提高了野外探測和室內測試技術,因此在水文地質學中綜合運用這些新理論,新技術,新方法極大的促進了水文地質學的發展。②工程地質研究現狀:工程地質學誕生在20世紀20年代,經過長時間的摸索發展,不斷的完善,現今已經有了堅實的理論基礎,研究內容充實,同時與工程建設和人類的生活有著密不可分的聯系,且具有各分支學科,是應用性很強的地學學科,并且借鑒國外的先進理論和技術方法,總結出了適合自己運用的新理論,形成了具有中國特色的工程地質學理論體系。③環境地質研究現狀:目前我國生態環境破壞嚴重,自然災害又屢發不止,成為了影響人類生存的重要因素。而現今要想保障水工環地質的可持續發展,解決環境地質問題是必然的。而且生態環境的保護又離不開環境地質工作,因此必須重視環境地質工作,把環境地質勘察工作放在首位,促進水工環的可持續發展。
2水工環地質勘察工作存在的難點
雖然水工環地質工作促進了我國經濟的發展,提高了人們的生活水平,但是還需要不斷的加強國民經濟和社會發展的關系,為國民經濟和社會發展提供更全面的服務。目前水工環地質勘察工作中還存在一些難點需要改進和加強,主要表現在以下幾個方面:①勘察技術人員的短缺:為了實現資源開發與環境保護目標的共同前進,我國地質勘察單位成立了專門的水工環部,提高了水工環地質勘察工作進行的有效管理,并針對這一目標進行規劃。在勘察工作中,主要還是以老一代有經驗、技術的地質工作者為主力開展工作,對于參加工作不久的青年骨干隊伍用的甚少,因為這一部分人員還不具備高戰略分析和綜合分析能力,因此需要加強青年骨干隊伍的培養。②國家層次的地調項目不夠:目前水工環大調查工作普及范圍比較廣,但是投入資金有限,因此,像“400個縣市地質災害調查與區劃”,“鄂爾多斯周緣地下水”等反映國家意志,體現公益性、戰略性和基礎性,對人們影響較大的項目少之又少。這就需要水工環地質工作重新進行規劃,遵照“有所為有所不為”的實際原則,以有限的投資投入產生更大的效益。③成果轉化亟待加強:現今部分水工環地質勘察工作小有成果,應趁熱打鐵借助這股力量把水工環地質調查成果推向社會,并參與到這些地區社會與經濟建設當中去,促進當地經濟發展,如:長江中下游水患區地質環境調查”、“黃河中下游地質環境調查”、“首都圈地區環境地質與水文地質調查”等。
3水工環工作的建議
首先,工作部署原則:水工環地質大調查工作部署原則,總體上必須以副總理提出的“一個根本轉變,兩個更加”作為開展工作的戰略方針,以壽嘉華副部長提出的“四個定位,五個提升,九個部署”為工作重點,它要求:①要以促進我國經濟發展為目的。水工環地質工作的形成是我國社會經濟建設的需要,其不斷的完善和發展與我國經濟建設是分不開的。②要從新規劃勘察項目,提高勘察水平,投入相應的資金加大效益,提高影響力,更有代表性的突出國家意志。③要超前規劃、實施、并服務于全過程。因此,要及早對三峽庫區地質展開調查,要以生態環境地質為主題,重點了解庫區第四紀地質與庫岸變遷、移民遷建區人工開挖與地質災害、25°以上斜坡地與生態環境保護等問題。
4如何提高水工環勘察工作水平
要提高水工環勘察工作水平,應堅持以下基本準則:一要堅持資源環境和社會效益相統一,在保護中開發、在開發中保護,促進人與自然和諧發展;二要統籌規劃、適度超前,面向社會需求,超前部署和開展礦產資源勘查工作;三要完善體制、健全機制,建立政府與企業合理分工、相互促進的礦產資源勘查體系;四要依靠科技、全面推進,突出重點礦種和重點成礦區帶礦產資源勘查;五要化解矛盾、確保穩定,正確處理好政府、企業和群眾的利益關系問題;六要充分發揮基層組織作用,積極做好群眾思想工作,保證礦產資源勘查工作順利開展。
5結語
總之,我國社會經濟的發展與水工環地質工作有著密切的聯系,雖然目前水工環地質勘察工作在不斷的完善,但是其中還存在一些難點,本文提出了這些難點并指出相應的建議,希望能對以后的水工環地質勘察工作帶來幫助,并促進水工環地質勘察工作的可持續發展。
參考文獻
[1]汪俊清.國土資源水工環地質勘查寧夏年鑒2004:215.
篇5
[關鍵詞]水文地質 勘探技術 特點
[中圖分類號] P641 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2015)-7-301-1
1前言
我國水文地質勘探工作從50年代開始,經過半個多世紀的發展,取得了舉世矚目的成就,相比前蘇聯、美國以及其他國家,我國水文地質勘探工作的特點是起步晚、發展迅速。50年代,首次建立起全國性的水文地質工程隊伍;60年代,在東部大平原和西北缺水地區這些特殊的地理區域進行了水文地質的普查;70年代,全國三分之二以上的地區完成了水文地質的普查工作,水文地質勘查技術更加完善,地下水動態觀測站在各省市自治區陸續建成;80年代,我國的水文地質勘探工作過程中,開始重視水文環境,加強環境立法;水文勘探發展到當前,數字地球建成,地理信息中的3S(GIS、GPS、RS)應用于處理水文地質的空間數據,以及專業性軟件隨著計算機的發展廣泛應用于水文地質的勘探,為水文地質工作的發展提供了技術上更加有力的支持。
2水文地質勘探的目的
水文地質勘探是水文勘探技術工作者為了了解某區域的水文地質環境以開發利用相關資源而進行的科學探究工作。出于不同目的和要求,水文地質勘探又可以進一步劃分為普查和勘探,普查是綜合性的,用以表達普查結果的水文地質圖的比例尺為1:20萬,而水文地質勘探是在已用普查方式探明地下水的分布后對特定區域水文資源的深入調查,服務于專門目的,如從居民健康考慮,對區域內供水水文的調查,采礦時對礦床水文地質的勘探等。
3水文地質勘探內容和要求
(1)泉水調查:查明出露地貌位置和地質條件、成因類型、補給來源、流量、水質、水溫、訪問其動態變化情況。選擇部分代表性強的泉取樣,進行水質化學全分析和作細菌、污染、放射性分析。(2)老硐調查:查明硐Eli地貌位置和地質條件、老硐形狀、斷面、長度、揭穿層位和巖性、出水量、水質、水溫、訪問其動態變化情況。選擇有代表性的取樣進行水質化學全分析和作細菌、污染、放射性分析。(3)地表水體調查:查明河流、溪溝點的地貌位置和地質條件、水位、流量、水質、水溫、與地下水的聯系,訪問其動態變化情況。
4礦區水文地質勘探技術方法
4.1綜合物探技術方法
綜合物探技術方法是將地震以及電法勘探方法結合在一起,主要是解決在煤礦開采過程中出現的構造與礦井水的問題,這種方法比較快捷方便,并且具有較大的經濟性。在進行煤礦采區物探時,一方面是充分地利用采區的高分辨率三維地震數據體,再結合已有的鉆孔資料,對采區的目的層構造進行科學合理地分析、說明,構建一套完整系統的立體構造圖像。
4.2地下水化學及同位素研究
地下水化學在屬于水文地質學的一門基本學科,對生態環境有著重要的影響。近幾年隨著科學技術的不斷發展,同位素研究和應用在水文地質學中得到了廣泛地推廣,漸漸成為水文地質化學中的一種重要手段。加強對同位素方法的研究,有助于加強對地下水的起源、形成、儲存以及質量的變化等方面的研究,同時,可以正確地判斷地下水的補給開源、補給強度以及補給比例、補給的具置等。
4.3水文地質鉆探技術
無論采用何種現代技術勘測方法,獲取水文地質信息的最直接、最有效的方法仍舊是水文鉆探方式。水文鉆探方式是一種比較常用的勘測方式,對煤田水文地質勘探有著重要的作用。我國的煤地層主要分布在山前、盆地邊緣等地區,這些地區比較干旱,相當地缺水,因此,需要加大對應用鉆進過程中少用水甚至是不用水技術的研究,比如,空氣反循環以及泡沫鉆進等技術。同時,一般情況下,煤系下伏碳酸鹽巖埋藏得比較深,奧陶系巖溶含水層中多層泥灰巖夾層,在鉆進的過程中,經常出現地層漏失以及地層坍塌的情況,同時由于鉆孔結構比較復雜,嚴重影響著正常安全進尺,因此,需要研究針對性解決問題的鉆探技術以及合理的鉆孔結構。
4.4“3S”技術
“3S”技術是GPS、GIS、RS三項技術的整合,它以計算機的數據分析、繪圖技術,及遙感、成像技術等為基礎,進行勘探工作,是目前煤礦生產中水文地質狀況勘探的主要方法,可以有效借用三種技術的優勢,以保證其勘探工作在信息的采集、處理以及分析等方面的一體化實旅。“3S”技術中較為主要的技術為Rs遙感技術,它與計算機技術相結合,可通過構建全方位完善的遙感體系,是吸納對于煤炭資源水文地質狀況的自主、自動的智能化勘測調查,以節省勘探工作人員,提升勘探工作效率及質量。而此項技術與GPS、GlS結合應用,能夠使水文地質勘探工作更加順利的實施,并得到更加精準的結果。
4.5流量測井法
當前時期,流量測井法在水文地質的勘探工作中,屬于較新的一種方泫,它主要用來對不同深度階段的鉆孔橫截面中的縱向流量狀況進行測量。只要鉆孔中存在縱向的水流運動,利用該方法,均能夠實現對于含水層及隔水層的有效劃分,同時達到對于各層的位置、厚度以及滲透狀況等參數的掌握,此種方法便捷穩定,在目前煤礦生產的找水及預防水害工作中應用較為廣泛。
5礦區水文地質勘探技術的特點
在礦區水文地質勘探過程中,可以充分利用礦井的有利條件,做到井上、下相結合,以增強時空優勢。在礦區水文地質勘探試驗時,進行以井下放水試驗(有時包括連通試驗)為主的井下勘探,井上、下結合觀測的綜合勘探方法。這種以井下放水試驗為中心的礦井水文地質綜合勘探方法,不僅大大擴大了勘探空間,使勘探工程的布置帶有立體性,而且放水試驗的水量和水位降深可以不受抽水設備能力的限制,能夠較真實地模擬礦井建設、生產過程中的地下水流場特征,對礦井水文地質條件的評價和預測更接近于礦井建設、生產的實際,從而可為礦井建設、生產過程中的礦井防治水工作提供可靠的水文地質依據。
6結語
綜上所述,隨著煤炭工業的快速發展,為煤礦地區的水文地質工作的開展提供了良好的機遇。因此,需要加強對煤礦水文地質學科的研究,綜合使用多種水文地質勘探技術,從而不斷促進我國能源工業的發展。
參考文獻
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關鍵詞:課程體系 教學改革 水文與水資源工程 創新能力
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)06(c)-0133-03
Curriculum System Construction of Hydrology and Water Resources Engineering
Zhang Yongbo Zhang Zhixiang Yang Junyao Zhao Zhihuai Zhao Xuehua
(College of Water Resources Science and Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan Shanxi,030024,China)
Abstract:In order to meet the social requirements of engineering innovative talents,it is necessary to construct the hydrology and water resources engineering professional curriculum system of Taiyuan University of Technology,and it has great significance in cultivating students innovation capability.Based on the analysis of existing problems in hydrology and water resources engineering curriculum system in the College of Water Resources Science and Engineering of Taiyuan University of Technology,hydrology and water resources engineering professional curriculum system construction under the conditions of new situation is proposed,including new curriculum,setting up a reasonable curriculum order,curriculum content reform,selection of reasonable teaching materials,increasing the experimental teaching and scientific research transformation teaching,to lay the foundation for the further improvement of quality of undergraduate teaching and the cultivation of innovative talents of hydrology and water resources engineering.
Key Words:Curriculum system;Teaching reform;Hydrology and water resources engineering;Innovation capability
水文與水資源工程是太原理工大學水利科學與工程學院的主要專業之一,其前身是原“水文地質與工程地質”專業,1975年第一屆招生,1997年國家專業調整時取消,2004年水文與水資源工程專業獲山西省教育廳批準,2005年恢復招生。作為目前山西省高校中惟一一個水資源類本科專業,堅持立足山西、面向全國的發展方向,針對山西山丘區多、干旱缺水、污染嚴重、礦山開采誘發地質災害及水循環系統嚴重破壞等自然地理和經濟發展特點,制訂培養計劃,開設的課程涉及地表水和地下水兩個方面,并且有機地將地表水和地下水結合起來培養專門人才。近年來,我校水文與水資源工程專業取得了較大成績,畢業生的就業形勢良好,但面對新形勢條件下我國經濟社會發展對創新人才的要求,還存在一定的差距和不足,特別是教學環節中的課程體系存在一些問題,已直接影響到課堂教學效果和學生創新能力的提高。為了適應水文與水資源工程專業目錄調整的需要以及滿足工程領域發展迅速、知識更新快、工程創新人才需求緊迫的要求,有必要對我校水文與水資源工程專業課程體系進行構建,對提高教學效果及培養學生創新能力等具有重要的理論和現實意義。盡管已有學者針對水文與水資源工程專業進行了諸如課程體系、實踐等教學改革[1-8],但是從總體上看,目前全國關于水文與水資源工程專業教學改革的理論研究成果仍然較少,而山西省在這方面的研究還屬于空白。從水利工程高等教育發展角度來說,必須進一步加強我校水文與水資源工程專業課程體系構建,才能為我省水利工程高等教育提供參考和理論支持。
1 課程體系存在的問題
我校水文與水資源工程專業本科生的培養,主要是通過課堂理論教學以及實驗、實習等環節來完成的,培養具有水文與水資 源、水與地質環境等方面的專業及專業基礎理論,能從事水文與水資源、水與地質環境保護和防治方面的勘察、設計、規劃、管理、技術開發、科學研究等的高級工程技術和管理人才。通過近年來對我校水文與水資源工程專業畢業生、本科生及授課教師的調查和訪問,水文與水資源工程專業課程體系存在如下問題。
1.1 課程設置不合理
我校水文與水資源工程專業的課程有綜合基礎課、公共選修課、學科基礎課和專業課,在學科基礎課和專業課中開設有必修課和選修課,一般先開綜合基礎課、公共選修課,后開學科基礎課和專業課。從總體上講,這種課程設置仍存在一些不合理現象:(1)同期開課或課程順序顛倒,造成一些學科基礎課與專業課次序不清,不能很好地體現課程之間的相互遞進關系;(2)有的課程無法體現本專業的特點,使學生感到學的有些雜亂。如《土力學》和《地基基礎與基礎工程》,前者屬于學科基礎課,后者屬于專業課,兩課程之間本應該有很好的遞進關系,卻都安排在第五學期。再如《水利工程經濟學》和《水利工程概論》,前者屬于學科基礎課,而后者屬于專業課,卻把課程順序顛倒了,將前者安排在第六學期,后者安排在第五學期。另外,對于所開設的《環境影響評價理論與方法》,屬于環境工程的專業課,對于水文與水資源工程專業的學生來說,由于沒有前期《環境學》等基礎課做鋪墊,學生總體上感到該課程偏離本專業,對課程內容不能很好地理解。
1.2 課程之間的銜接性差
課程之間的銜接性好壞直接影響著學生對專業知識的掌握和鞏固。我校水文與水資源工程專業課程之間的銜接性總體上比較符合教學規定,但也有個別課程之間的銜接性差,以至于學生們感到課程安排有點零亂。如同樣為專業課的《水資源工程勘察》《水資源開發利用》《礦床水文地質學》,分別由三位主講教師進行授課,但由于課程之間的銜接性考慮不夠,將《礦床水文地質學》被安排在第六學期開課,而《水資源開發利用》《水資源工程勘察》被安排在第七學期開課,這就造成學生在學習《礦床水文地質學》之前還沒有掌握《水資源工程勘察》的專業知識,在學習《水資源開發利用》之前還沒有掌握《水資源工程勘察》的專業知識。由于前期《水資源工程勘察》專業知識的缺乏,學生普遍反映在學習過程中對《礦床水文地質學》《水資源開發利用》的部分內容不好理解。這種課程之間的銜接性差的狀況,已阻礙了學生對地下水專業知識的鞏固,導致課堂學習效果相對較差。
1.3 課程內容交叉重復
課程內容安排是否合理對課堂教學效果的影響也很大。我校水文與水資源工程專業課程內容存在的問題是部分課程內容交叉重復,加上授課教師之間沒有做好溝通,對課程內容交叉重復的部分沒有進行適當的協調和刪減,造成部分課程內容已由某一位老師前期在課堂上進行了講解,另一位老師后期又在課堂上進行重復講解。如《水文分析與水利計算》《水資源工程勘察》這兩門課,課程內容交叉重復的是地表水勘察這一部分,包括水文測驗、水文調查和水文實驗等。再如《水文與工程物探》《水資源工程勘察》這兩門課,課程內容交叉重復的是水文地質物探這一部分。課程內容交叉重復不僅浪費學生的寶貴時間,而且降低了學生對課程學習的主動性和積極性。
1.4 教學內容重理論輕實踐
理論與實踐密不可分,二者緊密結合才能促進教學效果的鞏固和提高。多年來,由于我校水文與水資源工程專業實驗教學條件的限制,部分學科基礎課和專業課無法開展正常的實驗,不能滿足實踐教學活動的要求,致使一些課程的教學內容重理論輕實踐,無法取得良好的教學效果。如《水文地質學基礎》,學生對基本概念與原理容易理解,但深入掌握并靈活運用就困難,這是因為學生無法在實驗室進行達西滲流實驗、潛水模擬演示實驗、承壓水模擬演示實驗、地下水流動系統模擬演示等實驗,對地下水缺乏感性認識。再如《地下水動力學》,由于學生沒有在實驗室進行過裘布依潛水穩定流井流實驗、壩基滲流水電比擬實驗、非飽和帶水運動實驗等實驗,影響學生對課程知識的鞏固及實踐技能水平的提高。還有《水文分析與水利計算》,學生雖然學了許多水文方面的理論知識,但卻沒有機會進行水文測驗和水文實驗。教學內容重理論輕實踐造成學生的科學實驗基本能力無法得到有效訓練,降低了學生畢業后在社會上的競爭力或進一步深造的實驗實踐能力。
2 課程體系的構建
根據我校水文與水資源工程專業課程體系存在的問題,我們認為,必須嚴格從人才培養目標出發,按照專業發展需求,以促進校企合作、產學研共同培養學生工程創新能力及就業等為前提,科學優化和重組課程體系,篩選符合當前教育現狀及經濟社會發展所需的課程,為學生專業水平的提高及創新能力的培養打下堅實的基礎。因此,結合水文與水資源工程專業即包含地表水又兼顧地下水的特點,提出新形勢條件下我校水文與水資源工程專業課程體系構建。
2.1 新增課程
在確保我校水文與水資源工程專業本科培養計劃中所設課程總門數不變的情況下,根據本學科發展的需要,考慮到《水文分析與水利計算》《水資源工程勘察》兩門課程在地表水勘察內容上的交叉重復,可刪除《水資源工程勘察》,新增《水文地質勘察》,既避免課程內容的重復,又使學生能較好地掌握水資源工程勘察的方法及最新的技術。考慮到目前地下水環境影響評價在我國建設項目環境影響評價占有越來越重要的地位及環境保護部《環境影響評價導則――地下水環境》(HJ610-2011年)的出版,結合我校水文與水資源工程專業特點、地下水環評人才短缺以及環評單位對地下水環評人員的迫切需求,可刪除《環境影響評價理論與方法》,新增《地下水環境監測與評價》,并把《環境影響評價理論與方法》作為教學參考書,使學生掌握地下水環境影響評價的理論方法,為其就業創造良好條件。考慮到《水文地質勘察》與《水文與工程物探》內容的重復以及同位素技術在地下水研究中的廣闊應用前景,可刪除《水文與工程物探》,新增《環境同位素水文地質》,使學生多掌握一項水文地質新技術,增強其未來應用同位素技術從事水文地質勘察的能力。
2.2 設置合理課程次序
為了體現課程內容之間的相互遞進關系,必須對不合理的課程次序進行相應調整,理順課程開設的前后順序,使學生在學習過程中達到循序漸進,真正所學課程專業知識的積累。為此,把《土力學》安排在第五學期,《地基基礎與基礎工程》安排在第六學期,確保學生在充分掌握《土力學》的基礎理論知識后,對《地基基礎與基礎工程》相關專業知識的學習有更深入的理解和鞏固。把《水利工程經濟學》安排在第五學期,《水利工程概論》安排在第六學期,確保學生在充分了解水利工程經濟的基礎上,對各項水利工程專業知識的學習有更深層次的掌握。把《水文地質勘察》安排在第六學期,《水資源開發利用》《礦床水文地質學》安排在第七學期,確保學生在前期掌握了《水文地質勘察》的技術方法和手段后,能更好地運用所學知識理解和掌握《水資源開發利用》的理論與方法以及《礦床水文地質學》的調查評價方法。
2.3 課程內容改革
在科學技術日益發展的今天,水文與水資源工程專業知識更新較快,但課程教材更新卻相對較慢,其中的一些知識已經無法滿足經濟社會發展的需求。因此,在課程專業知識的教學過程中,教師必須與時俱進,對課程內容進行合理改革,刪除一些課程中內容陳舊、理論與實際脫節的內容,對課程內容要突出其科學性和先進性,深入淺出,能夠反映新理論、新技術、新方法及前沿性的新視點,把原來分散的課程內容聯成一個有機的整體。如在《水文地質學基礎》課程內容改革中,可增加區域尺度非均質性、斷裂帶滲透性、海洋―陸地界面處的地下水等內容,與學生分析和探討這些因素對地下水資源的分布、循環、水質和可持續性利用的影響。在《水環境化學》課程內容改革中,可增加水文、化學、生物過程的耦合及水文和地球化學過程的計算機模擬等內容,使學生了解目前水文地球化學研究的熱點和方向。在《水污染控制與修復理論》課程內容改革中,可增加有機污染物的野外最有效的降解路徑及強放射性廢料的地質處置等內容,增強學生在水污染控制與修復中的自我創新能力。
2.4 選用合理教材
合理的教材對促進學生專業知識的學習起著非常重要的作用。為此,嚴格要求本專業教師對所授課程選用合理教材,必須是國家規劃教材和專業規范核心課程教材,且教材名稱與所開設課程的名稱一致或接近,對于未納入國家教材計劃的非正規教材或正規出版的書籍,嚴禁用做教材給學生使用,可作為課程參考書使用。通過選用合理教材,不僅避免課程知識交叉重復,而且能反映新理論、新技術、新方法,可使學生比較系統的接受學科基礎知識及專業知識的學習。同時結合山西省礦山開采對水循環系統造成嚴重破壞的實際,加強我校水文與水資源工程專業教材建設,通過申請水文與水資源工程專業委員會下達的教材指標,組織主要骨干教師編寫出理論聯系實際、基礎知識與技術知識兼容的《礦床水文地質學》《水文水利計算》等專業教材,為學生課堂的學習提供更符合實際的教材,達到進一步提高學生創新能力的目的。
2.5 增加實驗教學
實驗課在教學環節中非常重要,實踐性很強。通過實驗教學,可進一步鞏固學生所學的學科基礎知識和專業知識,培養學生的創新意識、創新思維和創新能力。為此,我校水文與水資源工程專業在中央財政支持地方高校發展專項資金及山西省財政專項資金的支持下,對整體水平落后的實驗室進行了改造,共建設有6個實驗室,包括氣候氣象實驗室、飽和與非飽和帶水實驗室、水文工程勘察實驗室、水文實驗室、水環境污染與修復實驗室、礦山水文地質實驗室,并制定詳細的實驗計劃,使實驗室能開設出符合教學大綱規定的實驗,如人工模擬降雨實驗、土壤入滲性能測量實驗、淺層水流流速測量實驗、達西滲流實驗、潛水模擬實驗、承壓水模擬實驗、裘布依潛水穩定流井流實驗、壩基滲流水電比擬實驗、地表水溶質遷移轉化實驗、水質分析實驗等。同時為了確保實驗的順利開展,加強實驗教學隊伍建設,提高實驗教師的業務素質,為提高實驗教學質量打下堅實的基礎。
2.6 科研轉化教學
太原理工大學作為教學研究型大學,對教學和科研非常重視。從辯證的角度來看,教學和科研是相輔相成的,缺一不可。我校水文與水資源工程專業授課教師都從事有關科研項目的研究,如國家自然科學基金、山西省自然科學基金、校基金、行業基金及其他橫向科研項目等,在國內外核心期刊上或國際會議論文集上發表了諸如水文地質、工程地質、環境地質、徑流趨勢預測、水資源、水環境、水污染、土壤、水土保持等不同方向的專業學術論文,并有多篇論文被EI、SCI收錄及他人參考引用。針對水文與水資源教師在科研上的優勢,提倡各位授課教師以科研促進教學,鼓勵教師積極將科研成果轉化到教學中。通過科研轉化教學,不僅使學生了解各位教師的主要研究方向,從教師的科研成果中學到最新的理論知識,而且能激發學生的科研興趣,促進學生學習效果的提高及創新能力的培養。
3 結語
課程體系對學生專業知識的學習和創新能力的培養至關重要,必須給予高度重視。太原理工大學水利科學與工程學院水文與水資源工程專業課程體系存在的問題主要是課程設置不合理、課程之間的銜接性差、課程內容交叉重復、教學內容重理論輕實踐。水文與水資源工程專業課程體系構建主要包括新增課程、設置合理課程次序、課程內容改革、選用合理教材、增加實驗教學及科研轉化教學。通過課程體系構建,為進一步提高本科教學質量及水文與水資源工程專業創新人才的培養奠定基礎。
參考文獻
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[關鍵詞]GIS水文地質信息系統C#
中圖分類號:TP7文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1210089-01
一、前言
水文地質學研究地下水在周圍環境(巖石圈、大氣圈、生物圈)以及人類活動影響下,數量和質量在空間上的變化規律,并運用這一規律有效地利用地下水和調節控制地下水以興利弊害[1]。地下水的水位變化和水質變化直接影響到居民生活用水,及建筑設施的穩定性。因此,實時動態的監測地下水的變化成為工作中的重點。水文地質信息的獲取主要靠鉆孔來獲得,所獲得的信息通常以文字的形式、圖表的形式和卡片的形式存儲起來,而未被充分利用。這樣不僅占用了大量的空間來存放,而且為以后的資料查詢和更新帶來困難。
地理信息系統(Geographic Information System,簡稱GIS)作為信息科學與空間科學的交叉性學科,以計算機軟件、硬件為平臺,以數據庫為基礎,支持空間數據的采集、存儲、管理、檢索、分析和輸出,為以后的工程規劃和工程施工提供了決策支持[2]。GIS技術具有強大的空間數據管理和屬性數據管理,被應用到各種領域,并得到了快速的發展,但在水文地質上的應用發展緩慢。GIS技術可以使水文地質數據的管理更加科學化、規范化和系統化,實現了空間數據和屬性數據的統一管理。地下水環境的復雜性使得一般的GIS軟件不能滿足水文地質專業分析與應用的需求[3]。因此,開發基于GIS的水文地質空間分析模型已經成為水文地質工作的重要任務。
基于水文地質的實際應用,開發水文地質空間管理系統,構建水文地質空間數據庫,建立水文地質的數據模擬模型、分析模型,更加形象和直觀的表達出地下水的狀態變化,為地下水的分析和評價提供決策。
二、系統的設計與開發
(一)系統的設計原則
“水文地質空間信息系統”結構復雜且數據量大,根據系統的結構特點并結合實際工作的要求,確定系統的總體設計應遵循以下原則:
1.實用性:系統能夠滿足用戶的應用需求,易于管理和維護,提高工作效率。
2.先進性:盡可能采用先進的技術、方法、設備等,提高系統的技術水平。
3.安全可靠性:作為一個大規模的、關鍵性信息系統應用,安全可靠性至關重要。
4.開放與共享性:系統具有良好的開放性,可以支持符合國際標準和業界標準的相關接口,實現系統的兼容與互通。同時可以將已有的各種格式轉換為目前的數據格式,保護已存在的資源。
5.可擴展性和靈活性:在計算機技術日益成熟和完善的今天,任何一個系統都不是孤立存在的。在設計和規劃系統之初,應從宏觀、全局、長遠的觀點來統籌考慮。同時注重系統結構的完整性與技術的標準化,易于進行大范圍推廣。
(二)系統的設計方法
信息系統的開發方法很多,常用的比較典型的開發方法有:結構化生命周期法(SDLC)、快速原型法(PROTOTYPE)、面向對象的開發方法(OO)及計算機輔助軟件工程(CASE)[4]。將采用面向對象的方法對系統進行開發,結合GIS本身的特點,系統的開發實施包括系統的可行性研究、現系統調查、系統分析、系統設計、系統實施和維護與評價等。具體的開發設計流程如圖1所示。
圖1系統的設計流程
(三)系統的開發平臺與工具
系統主要采用以下開發平臺和工具:
1.數據庫平臺采用Oracle;
2.系統中有大量的圖形數據,故采用ArcSDE9.2空間數據庫引擎將圖形數據存儲在Oracle中;
3.采用C# +ArcGIS9.2 ArcObjects開發地質圖形編輯系統;
4.采用C#.NET作為開發語言。
三、系統結構與功能
(一)系統的結構
水文地質信息系統是以GIS技術為支持,以水文地質空間數據庫為基礎實現對水文地質空間信息的采集、存儲、管理、更新、合成、查詢、分析與評價、可視化表達等功能的空間信息系統。系統的結構包括圖形管理、數據庫管理、空間分析和決策與評價四個大系統和與其相應的子系統。系統結構與功能如圖2所示。
圖2系統結構與功能
(二)系統功能分析
1.圖形管理功能。系統具備的圖形管理功能,主要包括圖形的輸入、輸出、查看(放大、縮小、漫游)及圖層的刪除等基本功能,還具備制作專題圖的專業功能,如插入文字說明、圖例、指北針及地圖方格網等,并且可以進行邊界線、陰影及圖形邊框的設置。由于圖形的格式多種,因此,系統支持不同圖形數據格式的轉換,同時兼容多種圖形數據文件,如Arcview SHP文件,ArcInfo Coverage文件,CAD文件等。
2.數據庫管理功能。數據庫是數據存儲與管理的最高層次。水文地質數據庫區域內一定水文地質及其相關特征以一定的方式組織存儲起來的相關空間數據的集合。系統數據庫的管理功能主要包括水文地質圖、地形圖的管理和屬性數據的管理。屬性數據的管理主要包括空間數據的賦值和描述等。數據庫的管理功能將實現空間數據與屬性數據的鏈接,使得空間數據更加直觀易懂。
3.空間分析功能。空間分析功能是GIS的一個重要應用領域,它主要功能是研究各地理要素之間的空間關系,它是GIS區別其他的系統的一個重要標志。它的主要操作包括緩沖區分析、疊加分析、拓撲分析和網絡分析[5]。
4.水文地質決策與評價功能。系統包含了空間統計模型、地下水量計算與評價模型、地下水流數值模擬模型、水質與地質生態環境綜合評價與分析模型等四大類模型。通過這四種模型來模擬地下水的運動及水質的變化,從而為更合理的開發利用水資源和工程建設提供輔助決策支持。
四、結束語
GIS作為一門科學和技術,并且能更直觀的和詳細的顯示空間信息,為水文地質學的發展帶來帶來新的動力。系統在很大程度上改善了水文地質數據的管理,但在地層的三維顯示和虛擬環境模擬方面有待于以后的深入學習和研究。
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篇8
關鍵詞:水工環 地質調查 措施
水工環直接影響人類的生存和發展,所以它的工作內容能否與時俱進十分重要。水工環在地質勘察中屬于基礎工作,其內容包括環境地質、工程地質、水文地質的勘察工作。水工環作為保障我國社會進步與經濟發展的公益性工作,既要滿足當今社會所需,又要不停的加大工作服務范圍,接管社會市場投放項目,進一步提高地質調查工作的順利發展。下文將對新時期水工環地質調查工作的相關內容進行詳細的論述。
一、水工環地質研究的現狀
1.水文地質研究現狀
在最近幾十年里,水文地質學發展迅速。從基本概念和基本理論,到模型與模擬研究,再到成果展示的數字化,使水文地質工作從定性分析發展到定量研究的新階段。野外探測和室內測試技術的提高,現代科學的新理論與水文地質學的結合以及新技術、新方法在水文地質領域的應用,都極大地促進了水文地質學的發展。
2.工程地質研究現狀
工程地質學是20世紀20年代從地質學中脫胎而出的,經過近90年的發展,而今已成為一門理論基礎堅實、研究內容豐富、與工程建設及人類環境密切相關、且具有各分支學科、應用性很強的地學學科。在大量吸取國外先進理論和技術方法的同時,創立了自己新的理論,形成了具有中國特色的工程地質學理論體系。
3.環境地質研究現狀
隨著全球性生態環境的日益惡化和自然災害危害的不斷加大,人類的生存和發展受到了嚴重的威脅。如今,環境地質工作是可持續發展的核心問題之一,而且環境地質工作肩負著保衛國家生態安全的重任,很多國家已經把工作部署整體上向環境地質轉移。
二、水工環地質工作的范圍
在經濟迅猛發展的趨勢下,水工環地質的調查工作針對可持續發展政策,提出一系列的工作要求。當前來看,環境地質、水文地質、工程地質的工作內容都發生了很大改變,更全面的保障和協調水工環勘察工作能夠可持續發展。與此同時,為水工環的工作內容增添了新方向,對新領域進行調查,以此解決生態保護和經濟發展方面產生的實際問題。例如,環境水文日益呈現地方病、關于人類健康方面的研究、地球化學、土地資源的利用與規劃和農林生態環境地質研究等。城市化在當今社會表現的越來越顯著,城市化水平可以說是應時代而生,是經濟作用下的發展成果,這種現象的形成,造成對水工環地質勘察研究的需求量越來越大。城市中人口發展密集,經濟活動多種多樣,對資源需求程度日益增大,導致資源環境面臨嚴重考驗。如果想要保證城市全球化平穩迅速的發展,首先要做的就是加大城市規劃和建設中的地質調查評估工作。其中,城市環境污染的監測、防治、地質災害研究調查、風險評價、土地利用形式規劃、垃圾埋藏場地等地質調查工作,漸漸變成當今所要研究發展的重要工作內容。地質生態學已經成為地質學所研究的焦點,在科學發達的二十一世紀,另一個發展特點就是學科的交叉性、滲透性和融合性,這幾種特性的表現形式逐漸加強,各個學科間的發展界限被打破,創造出含有新方向和新概念的交叉學科和邊緣學科。而生態學和地質學的交叉,所體現的正是交叉作用下產生的跨學科、系統化、綜合性的研究布局。
三、水工環地質調查工作存在的問題
雖然我國在水工環地質調查工作中取得了卓越的成績,但是由于我國的水文地質比較復雜,我們很難對其中的一些因素進行分析,導致我國的水工環地質調查工作中存在著一些問題。
1.缺乏完善的調查隊伍
雖然我國的主要地質調查局人員比較多,地質檢測設備也比較齊全,但是區域性的地質調查人員卻非常少,導致一些地區的水工環地質調查出現空白的現象。除此之外,很多的地質調查人員專業技術性不強,對地質調查工作分析的不夠深入,導致水工環地質調查工作出現空缺。同時地質調查管理隊伍結構也比較混亂,沒有一定的行業管理準則,所以很多的地方水工環地質工作人員一定要不斷加強水工環地質的管理力量。
2.項目管理形式較為落后
我國目前的水工環地質調查管理工作存在著一定的問題,管理方式較為落后,從管理層次的設置方式上來看,大多強調的是市場行為。但是很多的基層地質管理人員在管理的實際過程中比較落后,所使用的手段大多都是一些傳統的技術手段,他們對地質調查工作沒有給予高度的重視,往往流于形式,這樣直接導致地質調查的結果發生重大偏差。
3.評審驗收缺乏一定的標準
水工環地質調查工作是一項復雜的工作,其涉及的地質調查項目比較多,但是我國的水工環地質調查體系不夠完善,驗收缺乏一定的標準,尤其是缺乏專家評審隊伍。在實際調查過程中,很多的地方地質調查工作人員,認為評審驗收工作沒有必要太嚴格,導致一些地質調查工作難以取得實效。評審驗收制度是建立在一定的責任制度基礎之上的,很多的地質水工環地質調查工作卻缺乏嚴格的獎懲制度,對于一些地質調查工作人員所造成的工作失誤沒有給予處罰,導致這些人員會繼續對工作抱有僥幸心理。
四、完善水工環地質調查工作的措施
現階段,我國水工環地質調查工作中存在著一些問題,不利于調查工作的順利開展,因此需要針對問題,采取行之有效的措施。具體措施如下所示:
1.制定完善的戰略規劃
水文地質勘查工作是一項關系民生的保障性工作,國家應該加大戰略規劃的制定力度,并結合國內外一些比較成熟的地質勘查經驗,同時還要根據我國自身的實際國情,合理制定適合我國發展的戰略規劃。作為水工環地質調查工作人員一定要“以身作則”,以我國的水工環發展的戰略為指導思想,不斷改進水工環地質調查中的缺點和不足,并編制合理的實施計劃,提高我國的地質調查工作總水平。
2.強化水工環地質調查工作
我國是一個發展中大國,同時也是一個人口大國,做好對地質水文的調查工作對我國的可持續發展具有重要的意義。尤其是在新時期下,我國自從改革開放以后,隨著人民生活水平的提高越來越多的固體廢棄物開始投放于自然環境,造成環境的嚴重污染,同時也使地下水受到不同程度的污染。我們只有做好對地下水的勘查工作,才會保證居民日常用水的需求,化解人民用水與水資源污染之間的矛盾。
五、結束語
綜上所述,水工環是人類生存發展的支持系統,它們是相互關聯的整體,雖然它們有各自的不完全相同的研究對象和研究方法,但是他們依據的地學基礎是相同或相近的。它們是以“水土作用”作為紐帶緊密相連的。水與土是水工環研究對象,是基礎。水工環研究工作的眾多方面,和人類生活息息相關,使水工環研究工作擔負著“改造人類生存環境、提高人類生活質量”的艱巨任務。
參考文獻:
[1] 張家松.水工環地質調查工作在我國的重要性[J].中國地質勘查,2012(09).
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【關鍵詞】水文地質勘察;滑坡;工程
工程地質及水文地質勘察是應用地質學、工程地質學、水文地質學的理論以及各種測試技術,為解決工程建設或資源開發利用中的工程地質及水文地質問題而進行的調查研究工作。它是工程建設或資源開發利用的基礎工作,其任務是查明工作區的工程地質條件,充分論證有關的工程地質問題及水文地質問題,以便充分利用有利的地質因素,避開或改造不利的地質因素,為工程的規劃、設計和施工提供可靠的地質資料。
1 水文地質勘察的概述
水文地質勘察的基本方法有:水文地質測繪、鉆探、物探、野外試驗、室內分析、檢測、模擬試驗以及地下水動態均衡等。隨著現代科技的發展,新的技術與方法不斷應用到水文地質勘察中,如遙感技術、核技術、地理信息系統技術等。水文地質勘察一般是分階段進行的,根據勘察的目的、任務、要求和比例尺以及成果精度等不同,水文地質勘察分為普查階段、初步勘察階段和詳細勘察階段,各階段一般按順序進行。
1.1 普查階段勘察
普查階段一般不要求解決專門性的水文地質問題,其主要任務是概要評價區域或需水地區的水文地質條件,例如各類含水層的賦存條件與分布規律,地下水的水質、水量以及地下水的補給、徑流、排泄等條件。為設計前期的城鎮規劃,建設項目的總體設計或廠址選擇提供水文地質依據。在普查階段通常進行1:200000比例尺的水文地質測繪工作,在一些嚴重缺水或工農業集中發展的地區也可采用1:100000甚至1:5萬的比例尺的水文地質測繪。比例尺的選擇應根據工程建設要求的深度和水文地質條件的復雜程度來確定。
1.2 詳查階段勘察
詳查階段的工作一般是在水文地質普查的基礎上進行。應在幾個可能的富水地段基本查明水文地質條件,初步評價地下水資源,進行水源地方案的比較。在這個階段工作中要求解決專門性的水文地質問題,為各種國民經濟建設部門提供所需的水文地質依據。詳查的范圍除了農田供水外,一般都比較小,測繪采用的比例尺通常是1:50000~1:25000。
1.3 勘探階段
勘探階段的主要任務是查明擬建水源地范圍的水文地質條件,進一步評價地下水資源,提出合理開采方案。探明地下水允許開采量,為水源地施工圖設計提供依據。該階段的測繪采用1:10000或更大比例尺。
1.4 開采階段勘察
開采階段的水文地質勘察工作,是根據開采過程中出現的水文地質問題確定具體任務。該階段應查明水源地擴大開采的可能性,或研究水量減少,水質惡化和不良環境工程地質問題等發生原因,例如在供水水文地質工作中,由于井距不合理導致水井間嚴重干擾,地下水降落漏斗的不斷擴展及由此引起的地面沉降、水量枯竭、水質惡化等;在開采動態或專門試驗研究的基礎上,驗證地下水允許開采量,為合理開采和保護地下水資源,為水源地的改、擴建設計提供依據。
2 水文地質勘察地旱滑坡工程項目中的應用
2.1 滑坡勘察
滑坡勘察是通過調查、勘探、觀測、試驗等手段查明滑坡的類型及要素,分析滑動的原因和穩定程度,并預測其發展趨勢,為防治滑坡提供所需的工程地質資料和建議。工程地質測繪與調查的范圍應包括滑坡區及其鄰近穩定地段,主要內容包括:(1)查明滑坡的微地貌形態、地層結構、滑坡要素,滑坡裂隙的寬度、深度、裂隙產生的時間、切割關系和力學屬性,泉和濕地的位置,并分析滑動面的可能深度及埋藏條件。(2)與附近類似地質條件的滑坡進行工程地質對比,從其相似性和差異性分析滑坡的穩定性,并取得可供利用的參數。(3)調查滑動前的跡象,分析產生滑動的內因和外因。(4)調查滑坡體上房屋、樹木等的變形、位移和破壞情況。(5)調查當地整治滑坡的經驗等。 勘探工作中通常使用的方法有鉆探、物探和挖探三種,其中又以鉆探為主,后兩者則起配合和輔助作用。最后還應把施工開挖作為勘探工作的驗證和補充。
2.2 滑坡預防
滑坡會造成嚴重的事故,因此,應對滑坡采取預防為主的方針,在勘測、設計、施工和使用各個階段中都要采取必要的措施,預防滑坡的發生。對于有可能形成滑坡的地段,應注意以下幾個方面,并采取可靠的預防措施,防止滑坡發生。
(1)加強工程地質勘察工作,對工程建設區自然或人工邊坡的穩定性和穩定程度進行認真的分析和評價,特別要注意由于工程建設活動對建設區工程地質和水文地質條件的改變,以及對邊坡穩定性所產生的影響。對具備滑坡形成條件的或存在有古老滑坡的地段,應采取必要的措施加以預防。預防滑坡,應做好排水工作(包括地表水和地下水)。盡可能保持工程建設區的自然排水系統,并進行必要的整修和加固,防止滲水。截水溝的坡度要大于天然邊坡的坡度,并做好防滲處理,加強維護和疏通。地表的天然植被要盡可能保護和培育,對于疏松或有大量裂縫的坡面應平整夯填,防止滲水。
(2)在工程建設過程中,應盡量避免造成觸發滑坡的外因。例如,在邊坡附近進行爆破時,要注意其對邊坡穩定性的影響,還應盡可能保持施工場地的自然排水系統,并進行必要的修整和處治,防止滲水誘發滑坡。
(3)加強邊坡的維修和養護。邊坡的穩定性與勘察、設計、施工和使用都有密切關系。即使目前穩定的邊坡,隨著自然和人為條件的發展和變化,也可能有新的情況發生,觸發滑坡。因此,要隨時注意對邊坡的養護,加強維修,并根據具體情況隨時采取必要的措施,如新出現的裂縫要及時填平夯實,溝渠開裂滲水應及時修復等。
3 結論
總之,滑坡是極其嚴重的地質災害,不但導致水土流失,而且危及國家財產和人們的生命安全。因此,需要加強重點區域坡面監測,采取綜合措施對坡面實施治理,防止滑坡等地質災害的發生,保證人民生命財產安全。
參考文獻:
[1]李成軍.淺談水文地質勘察中預防措施及處理[J].城市建筑,2013(14).
[2]李佳奇.談強化環境地質和水文地質研究的重要性[J].科技與企業,2013(15).
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[關鍵詞] 水文地質參數;滲透系數;Excel;非穩定流;抽水試驗
中圖分類號:Q272文獻標識碼: A
1前言
非穩定井流理論發展到現在已經非常完善,人們逐漸認識到在自然界中極少有能形成穩定井流的水文地質條件,穩定井流和不穩定井流是由客觀存在的水文地質條件所決定,非此即彼,兩者必屬其一。因此非穩定流抽水試驗的應用更加廣泛。在非穩定流抽水試驗參數計算方法中,直線法能夠消除標準曲線對比法擬合時的隨意性,應用十分便捷。
2抽水試驗概況
2.1含水層概況
區域含水層為承壓含水層,巖性為灰白色細砂巖及中、粗砂巖,含少量礫巖,以中粗砂巖為主,含粘土成分,泥質微膠結,松散。厚度5m變化到最厚20m,平均10m左右;綜合分析該含水層滲透性一般,導水系數1.34×10-3―1.67×10-3 m2/s;滲透系數0.02×10-4―1.52×10-4m/s;單位涌水量0.015―0.764L/s?m之間,富水性屬弱―中等。
2.2抽水試驗
抽水孔N2孔深136m,靜水位57.74m,觀測孔N2-1孔深131m,靜水位57.76m,兩孔間距離r=20.96m,抽水孔過濾器下入位置115.44-126.66m,洗井時間累計8小時20分,洗井時出水量約2.7l/sec。水泵下入深度85m,抽水總時間48小時,恢復水位時間24小時。均流量4.18L/s,抽水孔降深s=6.06m,觀測孔降深s=2.52m。含水層厚度M=15m。
3水文地質參數計算
打開Excel,將觀測孔的時間和降深作為兩列數據輸入到Excel表中,選中兩列數據單擊插入散點圖。設置坐標軸格式,將時間軸刻度設為對數刻度,右鍵單機圖中數據點添加趨勢線,趨勢線格式選擇對數,同時勾選顯示公式和顯示R平方值,這樣一張s-logt圖便完成了,見圖1-1,同理,觀測孔恢復水位數據也可制作s-logt圖,見圖1-2。參數計算結果見表1-1。
圖1-1 圖1-2
表1-1 水文地質參數計算成果表
4結語
利用Excel圖表功能,能夠直觀快速的制作直線法所需要的s-logt圖,生成擬合直線并得出直線方程,從而計算相應的水文地質參數,非常便捷。但值得注意的是,只有在滿足r2/4at<0.05的條件時,觀測孔數據在s-logt圖上才能出現直線段,對于較遠的觀測孔和抽水后期由于非泰斯條件的干擾的,也難以形成直線,此時直線法將不能使用。
參考文獻
蔣輝 郭訓武.專門水文地質學。地質出版社,2007