水文地質(zhì)學(xué)論文范文

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篇1

水巖化學(xué)作用過程的化學(xué)機理主要是指地下水和巖石之間發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng)，如溶解作用，水合作用，水解作用，酸性腐蝕等，下面就這些影響因素進行詳細論述。

1.1溶解作用在長時間的地下水和巖石的接觸過程中，在巖石中存在的一些鈉、鉀等離子以及一些含酸的鹽類可以直接溶于地下水，隨著時間的積累，這些含有了腐蝕性物質(zhì)的水會對巖石的結(jié)構(gòu)造成不利的影響。而且，由于在巖石內(nèi)部，尤其是那些顆粒之間都不可避免的存在大量的裂紋，然而存在于巖石空隙中的不同溶液可以逐漸滲透到巖石的顆粒中，并發(fā)生不同的化學(xué)反應(yīng)。除此之外，在水溶液中含有的二氧化碳等氣體也會對巖石的溶解產(chǎn)生不利的影響。同時，巖石的組成成分以及巖石所處的溫度和濕度條件的變化都會對巖石的溶解造成不同程度的影響。

1.2水解作用由于在地下水中存在有大量的氫離子和氫氧根離子，因此使地下水成為了具有極強腐蝕性的溶液，正是由于這兩種離子的存在，很容易使弱酸或是弱堿的鹽類礦物質(zhì)發(fā)生解離，解離物可以和水中的這兩種離子結(jié)合生成新的物質(zhì)，使巖石原有的結(jié)構(gòu)和成分發(fā)生變化。巖石的水解作用是普遍存在的一種水巖化學(xué)作用。而且，隨著水解過程的不斷進行，會產(chǎn)生大量的粘土物質(zhì)，進而對斜坡的穩(wěn)定性造成不利影響。

1.3氧化還原作用由于地下水也存在一定的流動性，使得地下水中含有一定量的游離氧。而氧化作用發(fā)生的先決條件就是存在有游離的氧離子。因此，水巖作用過程通常發(fā)生在地下水面以上的地表巖層，而在游離氧較少的地區(qū)，主要發(fā)生還原反應(yīng)。

1.4離子交換作用由于在地下水溶液中存在有多種的陰離子和陽離子，在這些離子中那些結(jié)合能力強的離子可以將巖石中含有的一些離子置換出來，進而產(chǎn)生新的物質(zhì)。最為常見的是，水中含有的氫離子可以將巖石中含有的鉀離子和鈉離子置換出來，進而導(dǎo)致巖石的溶解。地下水和巖石之間的水化作用嚴重破壞了巖石的結(jié)構(gòu)，并降低了巖石的強度。1.5其他因素這些因素主要包括酸性腐蝕和化學(xué)沉淀等。所謂酸性腐蝕就是在水中含有的酸性物質(zhì)對巖石的腐蝕作用，其主要是含有的弱酸性鹽類物質(zhì)導(dǎo)致的巖石的溶解。而所謂的化學(xué)沉淀則是指因為水分的蒸發(fā)和伴隨著溫度的變化，使某些物質(zhì)從巖石中脫落，破壞巖石結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。除此之外，化學(xué)沉淀也是導(dǎo)致礦床形成的一個關(guān)鍵性因素。

2水巖化學(xué)作用與斜坡水文地質(zhì)之間的聯(lián)系

2.1水巖化學(xué)作用和斜坡風(fēng)化分帶之間的關(guān)系在氣候濕熱等地區(qū)，水巖化學(xué)作用會嚴重影響斜坡的演化過程。我們知道土壤層和落葉層是組成土層的兩個重要部分，但是在實際條件下，在土壤層的下層還有一層由氧化物質(zhì)和粘土物質(zhì)等成分組成的殘坡積層。而水巖化學(xué)作用是土層形成的關(guān)鍵。經(jīng)過漫長時間的轉(zhuǎn)化，腐巖帶可以形成土層，而腐巖帶則是由風(fēng)化巖帶逐漸形成的，風(fēng)化巖帶的主要特征是含有眾多的核心石。風(fēng)化巖帶出現(xiàn)的高度非均勻質(zhì)的特性，使得巖石的結(jié)構(gòu)變得不穩(wěn)定，而導(dǎo)致這一現(xiàn)象出現(xiàn)的重要因素就是水巖化學(xué)作用。

2.2地下水的含量與分布與斜坡水文地質(zhì)之間的關(guān)系地下水在誘發(fā)斜坡巖體演化過程的同時，也會影響地下水本身的含量和分布發(fā)生相應(yīng)的變化。例如，在溫濕氣候的區(qū)域，斜坡演化過程更容易受到地下水分布和含量變化的影響，尤其是在含有豐富土層粘土礦物的地區(qū)，由于地下水位的升高，會導(dǎo)致粘土物質(zhì)向下的遷移。同時，當(dāng)?shù)叵滤泻胸S富的有機質(zhì)時，粘土物質(zhì)可以擴散到水中并隨著水流發(fā)生相應(yīng)的移動。這些看似細微的變化，隨著時間會逐漸的積累，最終嚴重影響到斜坡水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3水巖化學(xué)作用對斜坡失穩(wěn)的控制

3.1水巖化學(xué)作用下巖質(zhì)斜坡演化過程在未發(fā)生水巖化學(xué)作用之前，巖體會產(chǎn)生不同的結(jié)構(gòu)面，一是原生結(jié)構(gòu)面（在巖體形成過程中逐漸形成的），主要包括流動面、不整合面等。二是在巖體形成后產(chǎn)生的構(gòu)造結(jié)構(gòu)面，包括節(jié)理面等。三是風(fēng)化裂隙面等（在外應(yīng)力作用下產(chǎn)生）。在巖體水化過程中，結(jié)構(gòu)面首先形成腐蝕帶。隨著反應(yīng)的不斷進行，在經(jīng)過較長時間后，巖石中的巖塊之間逐漸失去聯(lián)系。其演化過程中可以總結(jié)為：表層巖石變?yōu)橥寥溃⒑屯鈦砦镔|(zhì)形成土壤帶；腐蝕帶的形成；隨著風(fēng)化程度的加深，巖土斜坡逐漸形成由不同厚度土層組成的土質(zhì)斜坡。

篇2

關(guān)鍵詞：課程體系 教學(xué)改革 水文與水資源工程 創(chuàng)新能力

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)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(xué)水利科學(xué)與工程學(xué)院的主要專業(yè)之一，其前身是原“水文地質(zhì)與工程地質(zhì)”專業(yè)，1975年第一屆招生，1997年國家專業(yè)調(diào)整時取消，2004年水文與水資源工程專業(yè)獲山西省教育廳批準(zhǔn)，2005年恢復(fù)招生。作為目前山西省高校中惟一一個水資源類本科專業(yè)，堅持立足山西、面向全國的發(fā)展方向，針對山西山丘區(qū)多、干旱缺水、污染嚴重、礦山開采誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害及水循環(huán)系統(tǒng)嚴重破壞等自然地理和經(jīng)濟發(fā)展特點，制訂培養(yǎng)計劃，開設(shè)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(jié)合起來培養(yǎng)專門人才。近年來，我校水文與水資源工程專業(yè)取得了較大成績，畢業(yè)生的就業(yè)形勢良好，但面對新形勢條件下我國經(jīng)濟社會發(fā)展對創(chuàng)新人才的要求，還存在一定的差距和不足，特別是教學(xué)環(huán)節(jié)中的課程體系存在一些問題，已直接影響到課堂教學(xué)效果和學(xué)生創(chuàng)新能力的提高。為了適應(yīng)水文與水資源工程專業(yè)目錄調(diào)整的需要以及滿足工程領(lǐng)域發(fā)展迅速、知識更新快、工程創(chuàng)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(yè)課程體系進行構(gòu)建，對提高教學(xué)效果及培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力等具有重要的理論和現(xiàn)實意義。盡管已有學(xué)者針對水文與水資源工程專業(yè)進行了諸如課程體系、實踐等教學(xué)改革[1-8]，但是從總體上看，目前全國關(guān)于水文與水資源工程專業(yè)教學(xué)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(fā)展角度來說，必須進一步加強我校水文與水資源工程專業(yè)課程體系構(gòu)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(yè)本科生的培養(yǎng)，主要是通過課堂理論教學(xué)以及實驗、實習(xí)等環(huán)節(jié)來完成的，培養(yǎng)具有水文與水資 源、水與地質(zhì)環(huán)境等方面的專業(yè)及專業(yè)基礎(chǔ)理論，能從事水文與水資源、水與地質(zhì)環(huán)境保護和防治方面的勘察、設(shè)計、規(guī)劃、管理、技術(shù)開發(fā)、科學(xué)研究等的高級工程技術(shù)和管理人才。通過近年來對我校水文與水資源工程專業(yè)畢業(yè)生、本科生及授課教師的調(diào)查和訪問，水文與水資源工程專業(yè)課程體系存在如下問題。

1.1 課程設(shè)置不合理

我校水文與水資源工程專業(yè)的課程有綜合基礎(chǔ)課、公共選修課、學(xué)科基礎(chǔ)課和專業(yè)課，在學(xué)科基礎(chǔ)課和專業(yè)課中開設(shè)有必修課和選修課，一般先開綜合基礎(chǔ)課、公共選修課，后開學(xué)科基礎(chǔ)課和專業(yè)課。從總體上講，這種課程設(shè)置仍存在一些不合理現(xiàn)象：（1）同期開課或課程順序顛倒，造成一些學(xué)科基礎(chǔ)課與專業(yè)課次序不清，不能很好地體現(xiàn)課程之間的相互遞進關(guān)系；（2）有的課程無法體現(xiàn)本專業(yè)的特點，使學(xué)生感到學(xué)的有些雜亂。如《土力學(xué)》和《地基基礎(chǔ)與基礎(chǔ)工程》，前者屬于學(xué)科基礎(chǔ)課，后者屬于專業(yè)課，兩課程之間本應(yīng)該有很好的遞進關(guān)系，卻都安排在第五學(xué)期。再如《水利工程經(jīng)濟學(xué)》和《水利工程概論》，前者屬于學(xué)科基礎(chǔ)課，而后者屬于專業(yè)課，卻把課程順序顛倒了，將前者安排在第六學(xué)期，后者安排在第五學(xué)期。另外，對于所開設(shè)的《環(huán)境影響評價理論與方法》，屬于環(huán)境工程的專業(yè)課，對于水文與水資源工程專業(yè)的學(xué)生來說，由于沒有前期《環(huán)境學(xué)》等基礎(chǔ)課做鋪墊，學(xué)生總體上感到該課程偏離本專業(yè)，對課程內(nèi)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(xué)生對專業(yè)知識的掌握和鞏固。我校水文與水資源工程專業(yè)課程之間的銜接性總體上比較符合教學(xué)規(guī)定，但也有個別課程之間的銜接性差，以至于學(xué)生們感到課程安排有點零亂。如同樣為專業(yè)課的《水資源工程勘察》《水資源開發(fā)利用》《礦床水文地質(zhì)學(xué)》，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(zhì)學(xué)》被安排在第六學(xué)期開課，而《水資源開發(fā)利用》《水資源工程勘察》被安排在第七學(xué)期開課，這就造成學(xué)生在學(xué)習(xí)《礦床水文地質(zhì)學(xué)》之前還沒有掌握《水資源工程勘察》的專業(yè)知識，在學(xué)習(xí)《水資源開發(fā)利用》之前還沒有掌握《水資源工程勘察》的專業(yè)知識。由于前期《水資源工程勘察》專業(yè)知識的缺乏，學(xué)生普遍反映在學(xué)習(xí)過程中對《礦床水文地質(zhì)學(xué)》《水資源開發(fā)利用》的部分內(nèi)容不好理解。這種課程之間的銜接性差的狀況，已阻礙了學(xué)生對地下水專業(yè)知識的鞏固，導(dǎo)致課堂學(xué)習(xí)效果相對較差。

1.3 課程內(nèi)容交叉重復(fù)

課程內(nèi)容安排是否合理對課堂教學(xué)效果的影響也很大。我校水文與水資源工程專業(yè)課程內(nèi)容存在的問題是部分課程內(nèi)容交叉重復(fù)，加上授課教師之間沒有做好溝通，對課程內(nèi)容交叉重復(fù)的部分沒有進行適當(dāng)?shù)膮f(xié)調(diào)和刪減，造成部分課程內(nèi)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(fù)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(nèi)容交叉重復(fù)的是地表水勘察這一部分，包括水文測驗、水文調(diào)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(nèi)容交叉重復(fù)的是水文地質(zhì)物探這一部分。課程內(nèi)容交叉重復(fù)不僅浪費學(xué)生的寶貴時間，而且降低了學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的主動性和積極性。

1.4 教學(xué)內(nèi)容重理論輕實踐

理論與實踐密不可分，二者緊密結(jié)合才能促進教學(xué)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(yè)實驗教學(xué)條件的限制，部分學(xué)科基礎(chǔ)課和專業(yè)課無法開展正常的實驗，不能滿足實踐教學(xué)活動的要求，致使一些課程的教學(xué)內(nèi)容重理論輕實踐，無法取得良好的教學(xué)效果。如《水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》，學(xué)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(xué)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(tǒng)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(xué)》，由于學(xué)生沒有在實驗室進行過裘布依潛水穩(wěn)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(xué)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(xué)生雖然學(xué)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(xué)內(nèi)容重理論輕實踐造成學(xué)生的科學(xué)實驗基本能力無法得到有效訓(xùn)練，降低了學(xué)生畢業(yè)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(gòu)建

根據(jù)我校水文與水資源工程專業(yè)課程體系存在的問題，我們認為，必須嚴格從人才培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，按照專業(yè)發(fā)展需求，以促進校企合作、產(chǎn)學(xué)研共同培養(yǎng)學(xué)生工程創(chuàng)新能力及就業(yè)等為前提，科學(xué)優(yōu)化和重組課程體系，篩選符合當(dāng)前教育現(xiàn)狀及經(jīng)濟社會發(fā)展所需的課程，為學(xué)生專業(yè)水平的提高及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)打下堅實的基礎(chǔ)。因此，結(jié)合水文與水資源工程專業(yè)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(yè)課程體系構(gòu)建。

2.1 新增課程

在確保我校水文與水資源工程專業(yè)本科培養(yǎng)計劃中所設(shè)課程總門數(shù)不變的情況下，根據(jù)本學(xué)科發(fā)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(nèi)容上的交叉重復(fù)，可刪除《水資源工程勘察》，新增《水文地質(zhì)勘察》，既避免課程內(nèi)容的重復(fù)，又使學(xué)生能較好地掌握水資源工程勘察的方法及最新的技術(shù)。考慮到目前地下水環(huán)境影響評價在我國建設(shè)項目環(huán)境影響評價占有越來越重要的地位及環(huán)境保護部《環(huán)境影響評價導(dǎo)則――地下水環(huán)境》（HJ610-2011年）的出版，結(jié)合我校水文與水資源工程專業(yè)特點、地下水環(huán)評人才短缺以及環(huán)評單位對地下水環(huán)評人員的迫切需求，可刪除《環(huán)境影響評價理論與方法》，新增《地下水環(huán)境監(jiān)測與評價》，并把《環(huán)境影響評價理論與方法》作為教學(xué)參考書，使學(xué)生掌握地下水環(huán)境影響評價的理論方法，為其就業(yè)創(chuàng)造良好條件。考慮到《水文地質(zhì)勘察》與《水文與工程物探》內(nèi)容的重復(fù)以及同位素技術(shù)在地下水研究中的廣闊應(yīng)用前景，可刪除《水文與工程物探》，新增《環(huán)境同位素水文地質(zhì)》，使學(xué)生多掌握一項水文地質(zhì)新技術(shù)，增強其未來應(yīng)用同位素技術(shù)從事水文地質(zhì)勘察的能力。

2.2 設(shè)置合理課程次序

為了體現(xiàn)課程內(nèi)容之間的相互遞進關(guān)系，必須對不合理的課程次序進行相應(yīng)調(diào)整，理順課程開設(shè)的前后順序，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中達到循序漸進，真正所學(xué)課程專業(yè)知識的積累。為此，把《土力學(xué)》安排在第五學(xué)期，《地基基礎(chǔ)與基礎(chǔ)工程》安排在第六學(xué)期，確保學(xué)生在充分掌握《土力學(xué)》的基礎(chǔ)理論知識后，對《地基基礎(chǔ)與基礎(chǔ)工程》相關(guān)專業(yè)知識的學(xué)習(xí)有更深入的理解和鞏固。把《水利工程經(jīng)濟學(xué)》安排在第五學(xué)期，《水利工程概論》安排在第六學(xué)期，確保學(xué)生在充分了解水利工程經(jīng)濟的基礎(chǔ)上，對各項水利工程專業(yè)知識的學(xué)習(xí)有更深層次的掌握。把《水文地質(zhì)勘察》安排在第六學(xué)期，《水資源開發(fā)利用》《礦床水文地質(zhì)學(xué)》安排在第七學(xué)期，確保學(xué)生在前期掌握了《水文地質(zhì)勘察》的技術(shù)方法和手段后，能更好地運用所學(xué)知識理解和掌握《水資源開發(fā)利用》的理論與方法以及《礦床水文地質(zhì)學(xué)》的調(diào)查評價方法。

2.3 課程內(nèi)容改革

在科學(xué)技術(shù)日益發(fā)展的今天，水文與水資源工程專業(yè)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(jīng)無法滿足經(jīng)濟社會發(fā)展的需求。因此，在課程專業(yè)知識的教學(xué)過程中，教師必須與時俱進，對課程內(nèi)容進行合理改革，刪除一些課程中內(nèi)容陳舊、理論與實際脫節(jié)的內(nèi)容，對課程內(nèi)容要突出其科學(xué)性和先進性，深入淺出，能夠反映新理論、新技術(shù)、新方法及前沿性的新視點，把原來分散的課程內(nèi)容聯(lián)成一個有機的整體。如在《水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》課程內(nèi)容改革中，可增加區(qū)域尺度非均質(zhì)性、斷裂帶滲透性、海洋―陸地界面處的地下水等內(nèi)容，與學(xué)生分析和探討這些因素對地下水資源的分布、循環(huán)、水質(zhì)和可持續(xù)性利用的影響。在《水環(huán)境化學(xué)》課程內(nèi)容改革中，可增加水文、化學(xué)、生物過程的耦合及水文和地球化學(xué)過程的計算機模擬等內(nèi)容，使學(xué)生了解目前水文地球化學(xué)研究的熱點和方向。在《水污染控制與修復(fù)理論》課程內(nèi)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(zhì)處置等內(nèi)容，增強學(xué)生在水污染控制與修復(fù)中的自我創(chuàng)新能力。

2.4 選用合理教材

合理的教材對促進學(xué)生專業(yè)知識的學(xué)習(xí)起著非常重要的作用。為此，嚴格要求本專業(yè)教師對所授課程選用合理教材，必須是國家規(guī)劃教材和專業(yè)規(guī)范核心課程教材，且教材名稱與所開設(shè)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(guī)教材或正規(guī)出版的書籍，嚴禁用做教材給學(xué)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(fù)，而且能反映新理論、新技術(shù)、新方法，可使學(xué)生比較系統(tǒng)的接受學(xué)科基礎(chǔ)知識及專業(yè)知識的學(xué)習(xí)。同時結(jié)合山西省礦山開采對水循環(huán)系統(tǒng)造成嚴重破壞的實際，加強我校水文與水資源工程專業(yè)教材建設(shè)，通過申請水文與水資源工程專業(yè)委員會下達的教材指標(biāo)，組織主要骨干教師編寫出理論聯(lián)系實際、基礎(chǔ)知識與技術(shù)知識兼容的《礦床水文地質(zhì)學(xué)》《水文水利計算》等專業(yè)教材，為學(xué)生課堂的學(xué)習(xí)提供更符合實際的教材，達到進一步提高學(xué)生創(chuàng)新能力的目的。

2.5 增加實驗教學(xué)

實驗課在教學(xué)環(huán)節(jié)中非常重要，實踐性很強。通過實驗教學(xué)，可進一步鞏固學(xué)生所學(xué)的學(xué)科基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。為此，我校水文與水資源工程專業(yè)在中央財政支持地方高校發(fā)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(shè)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(huán)境污染與修復(fù)實驗室、礦山水文地質(zhì)實驗室，并制定詳細的實驗計劃，使實驗室能開設(shè)出符合教學(xué)大綱規(guī)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(wěn)定流井流實驗、壩基滲流水電比擬實驗、地表水溶質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化實驗、水質(zhì)分析實驗等。同時為了確保實驗的順利開展，加強實驗教學(xué)隊伍建設(shè)，提高實驗教師的業(yè)務(wù)素質(zhì)，為提高實驗教學(xué)質(zhì)量打下堅實的基礎(chǔ)。

2.6 科研轉(zhuǎn)化教學(xué)

太原理工大學(xué)作為教學(xué)研究型大學(xué)，對教學(xué)和科研非常重視。從辯證的角度來看，教學(xué)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(yè)授課教師都從事有關(guān)科研項目的研究，如國家自然科學(xué)基金、山西省自然科學(xué)基金、校基金、行業(yè)基金及其他橫向科研項目等，在國內(nèi)外核心期刊上或國際會議論文集上發(fā)表了諸如水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、徑流趨勢預(yù)測、水資源、水環(huán)境、水污染、土壤、水土保持等不同方向的專業(yè)學(xué)術(shù)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(yōu)勢，提倡各位授課教師以科研促進教學(xué)，鼓勵教師積極將科研成果轉(zhuǎn)化到教學(xué)中。通過科研轉(zhuǎn)化教學(xué)，不僅使學(xué)生了解各位教師的主要研究方向，從教師的科研成果中學(xué)到最新的理論知識，而且能激發(fā)學(xué)生的科研興趣，促進學(xué)生學(xué)習(xí)效果的提高及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3 結(jié)語

課程體系對學(xué)生專業(yè)知識的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)至關(guān)重要，必須給予高度重視。太原理工大學(xué)水利科學(xué)與工程學(xué)院水文與水資源工程專業(yè)課程體系存在的問題主要是課程設(shè)置不合理、課程之間的銜接性差、課程內(nèi)容交叉重復(fù)、教學(xué)內(nèi)容重理論輕實踐。水文與水資源工程專業(yè)課程體系構(gòu)建主要包括新增課程、設(shè)置合理課程次序、課程內(nèi)容改革、選用合理教材、增加實驗教學(xué)及科研轉(zhuǎn)化教學(xué)。通過課程體系構(gòu)建，為進一步提高本科教學(xué)質(zhì)量及水文與水資源工程專業(yè)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

參考文獻

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篇3

環(huán)境與發(fā)展是當(dāng)今國內(nèi)外普遍關(guān)注的重大問題，過去相當(dāng)長一段時間內(nèi)，人類社會的傳統(tǒng)發(fā)展模式是以資源的過度消耗和環(huán)境惡化為代價來換取社會物質(zhì)文明的，結(jié)果造成了諸如自然資源的可持續(xù)利用率降低、環(huán)境污染、地質(zhì)災(zāi)害頻繁、生態(tài)平衡遭到破壞等重大問題。

長期以來，正是由于缺乏持續(xù)科學(xué)發(fā)展的觀點，對保護環(huán)境的意識淡薄，在公路建設(shè)等大規(guī)模工程的勘察設(shè)計、施工及使用階段，都未把環(huán)境評估這一重要內(nèi)容列入工作計劃之中。隧道等地下工程修建于地殼表層，位于地下水最為活躍的部位，在巖土中開鑿的隧洞，它將可能成為其四周特別是工程上部地質(zhì)內(nèi)的地表、地下水的匯集場所或新的排泄通道，這勢必改變工程范圍內(nèi)的水文地質(zhì)、工程地質(zhì)環(huán)境，進而影響地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。過去修建隧道等地下工程，除少數(shù)特殊工程采用以堵為主的全面防水措施外，大多數(shù)工程，特別是山區(qū)隧道工程都采用排堵結(jié)合、以排為主的防治方針。因此，，眾多隧道等地下工程在修建中和建成后長期存在著涌、漏水災(zāi)害和環(huán)境惡化等問題。

隧道和礦山坑道等長期大量涌水或大量排放地下水，造成工程地區(qū)含水層被疏干，使生態(tài)環(huán)境惡化，主要表現(xiàn)為：地表水和泉、井枯竭；生活、工農(nóng)業(yè)用水缺失；地表沉降、巖溶塌陷、土壤沙化、水土流失；建筑物被破壞。鎮(zhèn)勝高速公路槽箐頭隧道施工中的大量涌水，使地表“四道溝”所有泉水干枯，從而截斷了該溝下游發(fā)電用的水源和農(nóng)業(yè)用水。巖溶地區(qū)隧道內(nèi)的長期涌水，引起的環(huán)境問題也更加嚴重。

2 隧道環(huán)境水文地質(zhì)工作

隧道環(huán)境水文地質(zhì)工作是一項十分重要的工作，既要查明工程地區(qū)的水文地質(zhì)條件及變化趨勢，又要對由于水的作用可能引起的地質(zhì)災(zāi)害和環(huán)境惡化的可能性和程度作出預(yù)測預(yù)報。水文地質(zhì)工作應(yīng)貫穿工程建設(shè)的全過程，不同階段的工作重點有共同點又有不同點。

2．1 勘測設(shè)計階段

2.1.1 水文地質(zhì)勘測主要任務(wù)

(1)探明工程區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件，進行水文地質(zhì)劃分，查明含水層的位置、水理性質(zhì)、水位等水文地質(zhì)參數(shù)和地下水的補給來源和排泄路徑；

(2)對隧道內(nèi)在施工階段的最大涌水量和運營期間的穩(wěn)定涌水量作出預(yù)測，并預(yù)測可能發(fā)生集中(或突發(fā))涌水的地段；

(3)評價地下水對圍巖分類、隧道掘進和支護結(jié)構(gòu)的影響；

(4)評估排出地下水后對工程周圍生態(tài)環(huán)境的影響程度和發(fā)展趨勢，充分估計隧道開挖引起表水漏失、地面沉降、巖溶塌陷等的程度和范圍，提出防治意見。

2.1.2勘測的重點地段

根據(jù)調(diào)查研究和大量的工程實踐，認為下列地質(zhì)環(huán)境是容易發(fā)生集中涌水和可能引發(fā)生態(tài)環(huán)境惡化的地段，也是水文地質(zhì)勘測的重點地段。

根據(jù)調(diào)查研究和大量的工程實踐，認為下列地質(zhì)環(huán)境是容易發(fā)生集中涌水和可能引發(fā)生態(tài)環(huán)境惡化的地段，也是水文地質(zhì)勘測的重點地段。

(1)巖體破碎帶．包括斷裂帶、節(jié)理裂隙密集帶、褶曲軸部等；’

(2)滲漏層與非滲漏層交界面(帶)．主要有地層不整合接觸帶、可溶巖與非可溶巖交互帶、不同巖性和不同結(jié)構(gòu)巖體接觸帶等；

(3)地表水系發(fā)育或匯合地段，主要有：地表水體、古河床、山間河谷、盆地等地段；

(4)巖溶地區(qū)主要有：巖溶洞穴、洼地、地下河發(fā)育地段。

上述重點地段的勘測，除應(yīng)按有關(guān)規(guī)范、規(guī)則執(zhí)行外，還應(yīng)注意如下工作內(nèi)容，

①對巖體結(jié)構(gòu)破碎帶，應(yīng)查明斷層的力學(xué)屬性、產(chǎn)狀、上下盤巖層和巖體裂隙發(fā)育程度及斷層帶的充填、膠結(jié)性質(zhì)；對節(jié)理裂隙密集帶及褶曲軸部，主要應(yīng)查明裂隙發(fā)育程度及裂隙的張開性、延伸性。上述地質(zhì)因素，決定著巖體的導(dǎo)水性和富水性。

②對滲漏層與非滲漏層交界面(帶)，主要查明交界面的產(chǎn)狀、交界面(帶)的特性以及交界面底板的滲漏特性。若沿交界面有發(fā)育巖溶洞穴時，應(yīng)查明洞穴標(biāo)高與隧道標(biāo)高的關(guān)系及洞穴的充水特性。

2.2 施工階段

施工階段環(huán)境水文地質(zhì)工作的重點是調(diào)查分析3地表水、地下水露頭的變化；隧道內(nèi)涌水、漏水狀況；水對圍巖穩(wěn)定性的影響以及各種防治措施的作用和效果。

(1)水文地質(zhì)觀測2①地表水體(如河水、溝流水、山塘、水庫)水位、流量及下滲量觀測；②井泉流量、鉆孔水位等觀測；⑧洞內(nèi)涌水、漏水調(diào)查，觀測出水部位、出水量、水質(zhì)、含泥沙量變化規(guī)律。

(2)調(diào)查隧道內(nèi)涌、漏水對圍巖穩(wěn)定的影響以及地下水與隧道內(nèi)各種地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)系。

(3)調(diào)查分析隧道內(nèi)大量涌水或排放地下水的環(huán)境效應(yīng)，進行因地下水位迅速降低造成周圍生態(tài)環(huán)境惡化的可能性和災(zāi)害程度的預(yù)測預(yù)報，了解環(huán)境影響的范圍及發(fā)展趨勢。

(4)調(diào)查分析防水治水措施的作用和效果。

2．3 運營階段

隧道建成后，若仍有地下水涌入和滲漏入隧道內(nèi)，則運營階段仍需加強水文地質(zhì)工作，其重點是：

(1)調(diào)查水對隧道工程的襯砌、道床及線路上部建筑物的影響程度中建立工點履歷卡片；

(2)進行隧道內(nèi)工作環(huán)境分析；

(3)進行地表生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查和發(fā)展趨勢預(yù)測；，

(4)提出災(zāi)害治理措施及環(huán)境保護措施。

3 新建公路隧道水文地質(zhì)及生態(tài)環(huán)境影響的評估

回顧以前的有關(guān)規(guī)范、規(guī)則，幾乎都未把隧道工程建設(shè)與環(huán)境工程作為一個系統(tǒng)來考慮，沒有關(guān)于隧道開挖對生態(tài)環(huán)境影響評價的專門條款和規(guī)定。在公路隧道設(shè)計規(guī)范中，對隧道防排水提出“以排為主，排、截、堵相結(jié)合的原則”，在實施中，由于突出了以排為主，大多數(shù)隧道工程(特別是山區(qū)公路隧道)，不論涌、滲水的補給來源及水量大小與否，施工中多不作預(yù)防處理，因而隧道成了泄水洞，把周圍大量的地下水吸奪過來，破壞了原有的水文地質(zhì)環(huán)境

在總結(jié)前人經(jīng)驗和教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，通過近年來的研究，我們認為在新建公路隧道工程及其它地下工程項目的整個過程中，要把隧道工―環(huán)境水文地質(zhì)―生態(tài)環(huán)境影響作為一個系統(tǒng)工程來考慮，把穩(wěn)定原有隧道水文地質(zhì)環(huán)境和保護生態(tài)環(huán)境作為環(huán)境影響評估的重點。

3．1 隧道環(huán)境水文地質(zhì)評估方法

3．1．1 環(huán)境水文地質(zhì)及影響的評估范圍

隧道水文地質(zhì)勘測和環(huán)境影響評估的范圍與水文地質(zhì)條件復(fù)雜程度以及隧道埋深和長度有關(guān)。根據(jù)我國若干隧道因開挖改變地下水環(huán)境、并影響地表生態(tài)環(huán)境的實例，隧道兩側(cè)的影響寬度為400～2600m或更大，因此，隧道環(huán)境水文地質(zhì)勘察和環(huán)境影響評估的范圍以隧道兩側(cè)各1000～5000m為宜。這較“公路工程建設(shè)項目環(huán)境影響評價技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”第3.1.1條規(guī)定的“一般情況下宜為線路兩側(cè)各300m”范圍值要大。

3．1.2 環(huán)境水文地質(zhì)評估項目與方法

(1)環(huán)境水文地質(zhì)評估項目,主要包括:地形地質(zhì)；水文地質(zhì)條件；水文地質(zhì)分區(qū)；水文地質(zhì)參數(shù)計算、選擇；預(yù)報涌水量的方法、公式、成果。

(2)環(huán)境水文地質(zhì)評估方法

3.1.3 環(huán)境因素調(diào)查的主要項目及內(nèi)容

(1)地表水體(河流、井、泉、水庫、貯水池、水渠等)的長度、面積、容量、水位及其重要性分類；

(2)農(nóng)田、林業(yè)用地的類型、面積，需保護的重要性或名貴植物的數(shù)量和范圍；

(3)人口密度；

(4)建筑物和構(gòu)筑物的數(shù)量、類型和分布，特別注意有無重點保護文物景點；

(5)其它，如棄碴堆放場地的地形和水文條件、水土流失狀況、不良地質(zhì)現(xiàn)象等。

3.2隧道環(huán)境影響的評估方法和標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)隧道通過強富水區(qū)(段)及中等富水區(qū)(段)，以及巖溶發(fā)育區(qū)(段)時，即工程施工及運營期間大量地下水涌入或從中排放時，對周圍環(huán)境將有較大的影響。因此，在新建鐵路隧道時應(yīng)對環(huán)境影響的內(nèi)容)程度和范圍進行評價，并應(yīng)提出有關(guān)補救措施或相應(yīng)對策。

3.2.1 生態(tài)環(huán)境評價內(nèi)容

主要評價由于隧道內(nèi)大量涌水或排水引起的環(huán)境問題。

(1)地表水、地下水的可能疏干程度，生產(chǎn)、生活用水缺失程度；

(2)淺埋隧道地面下沉的程度和范圍，對地面建筑物基礎(chǔ)的可能破壞程度；

(3)地表沉降、巖溶塌焰發(fā)生的程度和范圍；

(4)地表水、地下水可能被污染的程度；

(5)隧道內(nèi)環(huán)境可能惡化的程度；

(6)隧道開挖棄碴堆放引起的泥石流等環(huán)境問題的可能程度；

(7)工程竣工后，排出的地下水作為水資源的可利用程度；

(8)防治發(fā)生上述災(zāi)害及環(huán)境惡化問題的對策。

3.2.2 隧道環(huán)境影響評估技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

(1)隧道環(huán)境影響評估范圍，一般情況下為隧道軸線兩側(cè)各1000m，巖溶發(fā)育區(qū)范圍可擴大至隧道軸線兩側(cè)3000m～5000m。

(2)隧道生態(tài)環(huán)境影響評估，不同的地下水類型和埋深狀態(tài)其評價的主要項目及評價的深度不同，可按表3建議的進行。

3.2.3 隧道工程防排水原則

隧道工程防排水措施是否恰當(dāng)，是隧道環(huán)境保護質(zhì)量好壞的關(guān)鍵之一。就大多數(shù)隧道工程而言，施工和運營隧道的防排水，“以防、截、排、堵相結(jié)合及因地制宜綜合治理的原則”進行是合適的，但從環(huán)境保護的目標(biāo)出發(fā)：只是一般性的規(guī)定是不夠的，應(yīng)該根據(jù)隧道等地下工程的長、短、重要性和隧道水文地質(zhì)條件的復(fù)雜性，以及隧道地區(qū)的人口密度、農(nóng)牧業(yè)發(fā)達程度等生態(tài)環(huán)境，采用不同的防治措施。

(1)淺埋隧道、城市地下鐵道及水下隧道，為防止表水疏干、地表下沉、地面塌陷等災(zāi)害，應(yīng)采取截、堵表水下滲和洞內(nèi)全封閉、洞內(nèi)不允許滲漏水的防治措施。

(2)山嶺隧道工程，可按下列情況采用不同的防排水對策：

①非巖溶隧道.若覆蓋層較薄或圍巖屬強滲透性的地層，對地表水應(yīng)及早處理，以采用防止表水大量下滲的措施為主；若隧道埋深超過50m，除通過斷層破碎帶等富水區(qū)段采用預(yù)注漿堵水措施外，一般可按常規(guī)措施來處理。

②巖溶隧道．若隧道標(biāo)高處于巖溶水循環(huán)的充氣帶，可不作防水的特殊處理；若隧道標(biāo)高處于季節(jié)性充水帶或水平循環(huán)帶及深循環(huán)帶，一般以采用地表截堵、防止表土流失、洞內(nèi)注漿堵水等措施為主，其中若碰到原有動、靜水壓變化較大的集中股流(如暗河管道流)，視對環(huán)境影響的程度，即可采用輔助工程引排，又可采用在未揭穿集中股流前進行預(yù)注漿封堵的措施進行處理。巖溶隧道地表覆蓋層若厚度較薄(小于20m)時，則應(yīng)在隧道開挖前作地面預(yù)處理，以防止地面塌陷。

③生態(tài)環(huán)境需特殊保護地區(qū)的隧道工程。無論隧道長短和埋深如何，修建時均應(yīng)采取全封堵水的措施。

4 結(jié)束語

隧道工程對環(huán)境水文地質(zhì)條件及周圍的生態(tài)環(huán)境會帶來程度不同的影響，其中地表、地下水的大量涌入或隧道內(nèi)地下水的大量排放是其主要原因。因此，我們認為，今后在新建隧道等地下工程時．-要認真開展隧道水文地質(zhì)環(huán)境變化規(guī)律及其對生態(tài)環(huán)境影響的評估這一重要工作。

(1)新建隧道環(huán)境影響評估應(yīng)貫穿于隧道勘測設(shè)計、施工及運營各個階段。

(2)新建隧道環(huán)境影響評估范圍應(yīng)規(guī)定為隧道軸兩側(cè)各1000～5000m為宜，特長巖溶隧道可根據(jù)需要適當(dāng)擴大評估范圍。

(3)從保護環(huán)境的大目標(biāo)出發(fā)，新建隧道工程的防排水原則應(yīng)以截、堵措施為主，以改變過去山嶺隧道建設(shè)中，以排為主的做法。

(4)環(huán)境影響評估應(yīng)包括地表環(huán)境影響程度、范圍的評估和對隧道內(nèi)環(huán)境影響的評估兩方面的項目和內(nèi)容。

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篇4

【關(guān)鍵詞】集通鐵路；地質(zhì)構(gòu)造；斷裂；基巖透水

【Abstract】 the Jitong a tunnel is one of the longest tunnel of the proposed railway in China. The set-pass line is a convenient district in Northwest China and Northeast regional railway corridor plays an important role in the regional road network.Based on field survey data collation, introduces undesirable engineering geological problems: regional faults, jointed and fractured rock permeability, surface landslides, avalanches and mudslides and other issues.

【Key words t】jitong railway, geological structure, fracture, permeable bedrock

中圖分類號：P618文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

引言

集通線是我國西北地區(qū)與東北地區(qū)間一條便捷的區(qū)際鐵路通道，同時也是內(nèi)部的東西向主要通道和蒙西、寧夏至東北地區(qū)的煤運主通路，在區(qū)域路網(wǎng)中具有重要的作用。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，集通鐵路貨運量和客運量逐年遞增，現(xiàn)有鐵路的運輸能力不能滿足經(jīng)濟和社會發(fā)展的需要，鐵道部和政府適時對該條鐵路進行改建。集通線某隧道地處中東部，大興安嶺南西段，是集通線改建工程中最長隧道。查清隧道段的主要工程地質(zhì)問題對于集通線改造工程的早日實現(xiàn)具有重要的現(xiàn)實意義。

1區(qū)域地質(zhì)背景

1.1地形地貌

隧道段地處燕山余脈與陰山的交匯地帶，是內(nèi)蒙古高原向松遼平原的過渡地段，地貌屬剝蝕中低山區(qū)，是大青山的東緣地區(qū)。部分隧道段山體基巖，植被稀疏。地勢總體東北高，西南低，山勢雄偉，地形崎嶇復(fù)雜，多呈懸崖陡坎，溝谷切割強烈。隧道所經(jīng)山脈海拔高程一般在1112.3～1762.2m之間，最高點海拔高程1952.4m。

1.2地層和巖性

隧道區(qū)域出露地層主要為奧陶系（O）、石炭系（C）、二疊系（P）、侏羅系（J）、第三系上新統(tǒng)（N2）及第四系（Q）。隧道段出露的地層巖性主要有：花崗巖、石英片巖、板巖、粉砂質(zhì)板巖、粉砂巖、砂巖、砂礫巖、礫巖、變質(zhì)礫巖、大理巖、凝灰?guī)r、泥灰?guī)r、玄武巖、安山巖、鈣質(zhì)頁巖、流紋巖、粉土，粉砂質(zhì)黃土、坡洪積（Qhspl）碎石土、沖洪積（Qhapl）砂礫石及沖積（Qhal）砂礫石。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造

區(qū)域構(gòu)造上位于內(nèi)蒙古中部地槽褶皺系，蘇尼特右旗晚華力西地槽褶皺帶與溫都爾廟～翁牛特旗加里東地槽褶皺帶交界處，板塊構(gòu)造位置屬晚古生代陸殼增生區(qū)，板塊碰撞消減地帶。區(qū)域內(nèi)以北東和東西向構(gòu)造為主，西拉沐倫近東西向斷裂帶，對隧道段地質(zhì)體的展布具有明顯的控制作用。北東向構(gòu)造表現(xiàn)為褶皺和斷裂；構(gòu)造巖漿巖帶及中侏羅世斷陷盆地也受北東向構(gòu)造控制。

1.4水文地質(zhì)條件

隧道段南部為東西向的西拉沐倫河，北部為嘎蘇代河和查干木倫河，向東南匯入西拉沐倫河，最后流入遼河，屬遼河流域遼河水系。依據(jù)地下水賦存條件，隧道范圍內(nèi)地下水以第四系孔隙水、基巖裂隙水為主，另存在少量碎屑巖孔隙水。在斷層和不同巖層接觸破碎帶存在構(gòu)造裂隙水。

2主要工程地質(zhì)問題

隧道段主要工程地質(zhì)問題有：巖體穩(wěn)定性、基巖透水、地表斜坡巖土體穩(wěn)定性問題。主要工程地質(zhì)問題的準(zhǔn)確提出，對隧道段的設(shè)計和施工有重要的現(xiàn)實意義。

2.1巖體穩(wěn)定問題

隧道段影響巖體穩(wěn)定性的因素主要為區(qū)域斷裂和節(jié)理裂隙。

2.1.1區(qū)域應(yīng)力場和斷裂

隧道段及臨近地區(qū)，受到近東西向的大主應(yīng)力影響，褶皺發(fā)育，軸向呈北東向，多為線狀構(gòu)造。斷裂構(gòu)造發(fā)育與各期褶皺構(gòu)造緊密伴生，依據(jù)斷裂走向可分為近南北向斷裂和北東向斷裂。隧道DK484+800處的斷裂，穿越地層為花崗巖和變質(zhì)細砂巖。在兩地層交界處的地表存在一系列線性泉水露頭，做為判斷該斷裂的重要證據(jù)。該斷裂跨越隧洞軸線。該斷裂整體走向約350°，長度約2.3km。由于斷裂處巖體破碎，裂隙較大，地表水滲透進入地下，隧道開挖時，很容易引起突涌事故，對工程產(chǎn)生較大影響。隧道DK501+50處的斷裂，穿越地層為砂巖，斷裂整體走向為40°，長度約420米，斷裂跨越隧道洞軸線。由于構(gòu)造斷裂的存在，使巖體的整體性受到破壞，在隧道開挖過程中，對支護結(jié)構(gòu)提出更加嚴格的要求，對工程產(chǎn)生一定影響。

2.1.2節(jié)理裂隙

隧道段受多期構(gòu)造運動作用，構(gòu)造巖漿活動強烈，巖體節(jié)理裂隙較發(fā)育。本論文以花崗巖體中（YDK484+500）節(jié)理裂隙為例，地勢高程為1921.7m，主要發(fā)育北北西、北西向兩組優(yōu)勢節(jié)理，緩傾角的節(jié)理非常發(fā)育，陡傾角的節(jié)理較發(fā)育，降雨將沿著陡傾角的節(jié)理裂縫滲入，再沿著緩傾角的節(jié)理向外流出，這兩組節(jié)理為水提供了很好的流通通道，對隧道工程的施工非常不利。

總之，地質(zhì)構(gòu)造決定了隧洞段巖石的完整性。侏羅系以前的地層經(jīng)歷了多期構(gòu)造運動，燕山期巖漿大面積侵入使得這些地層變質(zhì)。總體看，沉積巖區(qū)巖石條件較差，巖漿巖區(qū)巖石條件相對較好。隧洞段通過沉積巖區(qū)的長度約占57.7 %，巖漿巖區(qū)約占42.3%，塌方的危險性主要在沉積巖區(qū)。巖漿巖區(qū)的主要巖石為花崗巖，穩(wěn)定性相對較好。

2.2基巖透水問題

依據(jù)地下水賦存條件，隧道段內(nèi)地下水主要以第四系孔隙水、基巖裂隙水為主，另存在少量碎屑巖孔隙水。在斷層和不同巖層接觸破碎帶存在構(gòu)造裂隙水。基巖裂隙水分布于低中山區(qū)，巖性主要為花崗巖類和變質(zhì)砂巖。隧道段花崗巖風(fēng)化裂隙發(fā)育、風(fēng)化殼厚20～30m。變質(zhì)砂巖節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體較破碎。裂隙泉水流量一般20～40 m3/d。隧道南部平房溝附近，存在碎屑巖類孔隙水，泉水流量一般10～40 m3/d。

利用多種方法估算的隧道涌水量得出，全隧道穩(wěn)定單位涌水量介于2829-5074m3/d•km之間，平均為3744m3/d•km；隧道最大單位涌水量介于7621-10208m3/d•km，平均為8692m3/d•km。其中涌水量較大幾處見表2-1。隧道涌水對隧道的開挖非常不利，設(shè)計和施工時要多加重視。

表2-1 隧道段較大涌水處統(tǒng)計表

分段

編號 起訖里程 穩(wěn)定涌水量 最大涌水量

單位

m3/d•m 段落

（m3/d） 單位

m3/d•m 段落

（m3/d）

1 DK478+910～DK479+300 19.54 7621.37 44.97 17538.59

2 DK482+680～DK485+910 5.36 17312.94 10.93 35294.36

3 DK495+050～DK495+760 11.66 8281.43 29.91 21236.40

4 DK496+950～DK497+170 15.45 3399.45 38.18 8399.07

5 DK500+220～DK500+460 10.61 2545.98 33.73 8095.10

6 DK501+080～DK501+360 21.60 6047.81 114.75 32130.85

2.3地表斜坡巖土體穩(wěn)定問題

地表斜坡巖土體穩(wěn)定問題主要有滑坡、崩塌、泥石流。

2.3.1滑坡

隧道段附近可見多出小型滑坡，滑坡體較小。由于整個范圍內(nèi)植被覆蓋率較高，山坡上巖體表面被第四系更新統(tǒng)的黃土覆蓋，滑坡的變形特征不明顯，隧道段沒有大型滑坡。

2.3.2崩塌

隧道段內(nèi)典型的潛在崩塌分述：如東溝前山崩塌，地層巖性是侏羅系的細中粒花崗巖，前山海拔1509.8m，山坡坡度80°；東溝鹿場崩塌位于烏梁蘇臺東溝右側(cè)山坡，地層巖性是侏羅系細中粒花崗巖，海拔1507.9m，山坡坡度70°。形成崩塌的巖體的特點是：豎直節(jié)理和水平節(jié)理發(fā)育，節(jié)理使巖體相互切割，巖體被切割成獨立的塊體；山體相對高差較大，山坡較陡，在外動力作用下較容易形成崩塌，對隧道工程產(chǎn)生不利影響。

2.3.3泥石流

隧道段內(nèi)典型的潛在泥石流分述：烏梁蘇臺東溝泥石流流經(jīng)洞軸線DK489―DK490+600段，主溝走向呈NE10°~ NE45°，主溝長6.5km，溝深10-20m之間，寬約100m，縱坡降比約122‰，主溝上游縱坡降比約313‰，坡度較陡，主溝的形成區(qū)呈V型谷，流通區(qū)呈U型谷，兩側(cè)山坡坡度在10°~25°之間，主溝上游有多條小的支溝，支溝溝谷谷底切割深度較深，為該泥石流形成提供了地形條件。泥石流溝主溝堆積大量的第四系沖積物，沖積物中含有卵石、礫石，粒徑大小不等。主溝兩側(cè)山體是花崗巖，巖性單一，經(jīng)風(fēng)化及區(qū)域構(gòu)造的影響，節(jié)理發(fā)育，為該泥石流的形成提供了大量的物源。該區(qū)每年7-9月份為雨季，呈突發(fā)性暴雨特點，為泥石流的發(fā)生提供了動力條件。由于泥石流形成區(qū)和流通區(qū)段巖體風(fēng)化程度嚴重，裂隙發(fā)育，有利于雨水的入滲，對隧道開挖有一定影響，但是對東溝里面的住戶及下游的村莊有嚴重影響。

結(jié)論和建議

隧道段巖土體的不良地質(zhì)問題，對隧道段的設(shè)計和施工非常不利。借鑒相關(guān)研究成果，利用多種方法進行了隧道涌水量預(yù)測。建議加強后期鉆探、物探及必要的山地工程等綜合勘探，充分發(fā)揮各種勘探手段的優(yōu)勢，進一步查清測區(qū)深部的工程地質(zhì)條件，為隧道設(shè)計和施工提供經(jīng)濟合理、安全可靠的依據(jù)。隧道開挖時應(yīng)利用先進的儀器進行監(jiān)測，做好隧洞的超前預(yù)報工作。

參考文獻

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篇5

【關(guān)鍵詞】環(huán)境地學(xué)；教學(xué)改革

地質(zhì)環(huán)境作為自然環(huán)境的一部分，是人類生存發(fā)展的基本地址空間，人類的一切活動均受到地質(zhì)環(huán)境的限制，而人類的活動又會在一定程度上影響地質(zhì)環(huán)境的演變，甚至極大地改變地質(zhì)環(huán)境。近年來，我國的水污染與淡水資源短缺問題、城市化過程的環(huán)境地質(zhì)問題、工程經(jīng)濟活動誘發(fā)的環(huán)境災(zāi)害問題、地質(zhì)災(zāi)害造成的環(huán)境問題、有害固體廢棄物造成的環(huán)境問題等一系列嚴重的環(huán)境問題,影響著我國經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展和生存條件。因此，深入探討環(huán)境地質(zhì)問題的發(fā)生、演化過程和機理，探索環(huán)境地質(zhì)問題的控制措施，對保護地質(zhì)環(huán)境，實現(xiàn)人類的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。環(huán)境地學(xué)作為環(huán)境科學(xué)與地質(zhì)科學(xué)的交叉學(xué)科，主要研究人類活動與地質(zhì)地貌環(huán)境間的相互作用和相互影響，是我校環(huán)境科學(xué)專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。礦業(yè)高校的環(huán)境地學(xué)課程與傳統(tǒng)的水文地質(zhì)學(xué)有著密切的聯(lián)系，又有著自己本身獨特的特點。為了更好地提高學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量，筆者在多年的環(huán)境地學(xué)教學(xué)過程中，從教材建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容安排、教學(xué)方法與手段等方面進行了有益的探索與嘗試，已取得了良好的教學(xué)效果。

1精編教材，豐富教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容是課程建設(shè)的核心。通過理論教學(xué)內(nèi)容的篩選和優(yōu)化，突出了學(xué)科最新的發(fā)展動態(tài)，補充了工程案例，確定了課程的知識模塊及順序、課程的重點、難點及解決方法，構(gòu)建了“基礎(chǔ)理論模塊和專題教學(xué)模塊”的理論教學(xué)體系，形成了“環(huán)境地學(xué)基礎(chǔ)理論—環(huán)境地學(xué)理論應(yīng)用—環(huán)境地學(xué)技能”的知識模塊結(jié)構(gòu)，如圖1所示。目前，國內(nèi)公開發(fā)行的環(huán)境地學(xué)教材書籍較多，大多數(shù)教材重點內(nèi)容為大氣圈、水圈、土壤圈、巖石圈、生物圈、主要環(huán)境問題介紹、環(huán)境地學(xué)研究技術(shù)方法等方面，這種內(nèi)容安排考慮到了教學(xué)內(nèi)容的廣度，而我校環(huán)境科學(xué)專業(yè)本科生在入學(xué)時已經(jīng)進行了環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論的學(xué)習(xí)，相關(guān)的內(nèi)容在前期教學(xué)過程中已經(jīng)講授，因此，根據(jù)我校特色以及當(dāng)前的環(huán)境地學(xué)熱點問題，組織中國礦業(yè)大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、安徽理工大學(xué)以及河南理工大學(xué)等高校的專家編寫了《環(huán)境地質(zhì)學(xué)》教材。新教材借鑒了國外同類教材的內(nèi)容和資料，突出前沿性、實用性、系統(tǒng)性以及礦業(yè)特色。全書內(nèi)容共分為三編，第一編為基礎(chǔ)理論模塊，簡要介紹地質(zhì)學(xué)的基本概念和地質(zhì)災(zāi)害主要類型，為深入理解環(huán)境地質(zhì)問題提供地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識，引導(dǎo)學(xué)生迅速進入環(huán)境地學(xué)課程學(xué)習(xí)之中；第二編為應(yīng)用模塊，重點介紹人類工程活動誘發(fā)的環(huán)境地質(zhì)問題，主要闡述了礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中的環(huán)境地質(zhì)問題、固廢處置的環(huán)境地質(zhì)問題、地下水污染與地面沉降、大型工程的環(huán)境地質(zhì)問題以及環(huán)境地質(zhì)與人類健康的關(guān)系等；第三編為技能模塊，介紹環(huán)境地質(zhì)的調(diào)查與評價、地質(zhì)環(huán)境區(qū)劃和環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的防治等。

2開展探索多模式教學(xué)，增強教學(xué)效果

開展課程教學(xué)方法的改革與實踐。通過課堂講授、專題討論、論文寫作、網(wǎng)絡(luò)課程自主學(xué)習(xí)等方式增強學(xué)生對課程內(nèi)容講授的參與性，提高教學(xué)效果，增強學(xué)生的積極性。課堂講授過程中，精心制作豐富多彩的電子課件，以圖文并茂的多媒體授課為主，適當(dāng)結(jié)合板書教學(xué)，豐富了教學(xué)內(nèi)容，擴充了學(xué)生的知識面；通過實踐基地建設(shè)、教學(xué)資源建設(shè)，使得課程內(nèi)容由枯燥無味變成生動形象，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生環(huán)境地學(xué)觀察、分析與解決問題的綜合能力；針對敏感的環(huán)境地質(zhì)問題，采用專題研討的方式，安排學(xué)生課后檢索相關(guān)文獻和資料，制作匯報材料，課堂上組織大家共同討論，發(fā)表自己的觀點和見解，豐富了學(xué)生的思想；授課時，適當(dāng)?shù)貙⑹谡n教師承擔(dān)的科研成果融入本課程的教學(xué)中，啟發(fā)學(xué)生的多向思維、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力；充分利用國內(nèi)外相關(guān)網(wǎng)站的共享資源，構(gòu)建本課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，并逐步完善網(wǎng)絡(luò)課件、網(wǎng)絡(luò)資源、試題庫等。

3基礎(chǔ)實驗與野外實踐相結(jié)合，提升專業(yè)素養(yǎng)

環(huán)境地學(xué)基礎(chǔ)實驗與野外實踐環(huán)節(jié)是我校環(huán)境科學(xué)專業(yè)環(huán)境地學(xué)教學(xué)的重要組成部分，是課堂理論教學(xué)的有益補充。我校專門建立了以培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)及科研創(chuàng)新能力的環(huán)境地學(xué)教學(xué)實驗室，并編寫《環(huán)境地學(xué)基礎(chǔ)實驗》講義。通過實驗教學(xué)，學(xué)生們掌握環(huán)境地學(xué)采用與制備樣品的方法，在實驗過程中應(yīng)該注意哪些問題。此外，地學(xué)實驗室還結(jié)合學(xué)校的大學(xué)生科研創(chuàng)新訓(xùn)練項目，指導(dǎo)學(xué)生實驗室中完成力所能及科學(xué)研究工作，比如煤矸石及粉煤灰的浸出毒性，徐州市霧霾成分分析、二氧化碳的地質(zhì)封存等，引導(dǎo)學(xué)生運用理論知識解決實際問題。環(huán)境地學(xué)野外實踐是課堂教學(xué)內(nèi)容的深化，也是一個增強課程感性認識的基礎(chǔ)，是培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、分析問題能力和掌握綜合研究方法的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。我校在徐州建立的大北汪地質(zhì)剖面實習(xí)基地，徐州礦務(wù)集團關(guān)閉煤礦實習(xí)基地，南水北調(diào)清水通道（徐州段）實習(xí)基地，也編寫了《環(huán)境地學(xué)野外教學(xué)實習(xí)》講義。這些野外教學(xué)實習(xí)與研究基地建設(shè)，對促進環(huán)境地學(xué)由定性描述的經(jīng)驗學(xué)科轉(zhuǎn)向?qū)嶒炁c定量分析起到了巨大的作用。通過野外實際考察大北望地質(zhì)剖面，了解巖石的類型和成因、分布、地質(zhì)構(gòu)造、化石、采石場的環(huán)境問題等，強化了學(xué)生對環(huán)境地學(xué)理論的掌握、增強環(huán)境地學(xué)調(diào)查與研究能力，加深對環(huán)境地質(zhì)問題的感性認識，極大的激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，更好的培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力和創(chuàng)新能力。

4結(jié)語

環(huán)境地學(xué)作為一門新興交叉科學(xué)，它是環(huán)境科學(xué)中一個重要組成部分。作者通過優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，理順環(huán)境地學(xué)的知識模塊，探索新型教學(xué)方法，建設(shè)環(huán)境地學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程，為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供網(wǎng)絡(luò)支持，建立和完善野外教學(xué)實習(xí)基地，完善環(huán)境地學(xué)的教學(xué)體系。在教學(xué)過程中多方面培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和科研工作能力，全面提高了環(huán)境地學(xué)教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量。

參考文獻

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篇6

關(guān)鍵詞：水文學(xué)與水資源學(xué) 教學(xué)改革 實踐教學(xué)

<水文學(xué)與水資源學(xué)>課程是給水排水工程的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)課程。它與給排水管網(wǎng)系統(tǒng)、建筑給排水系統(tǒng)、水質(zhì)工程學(xué)等一起構(gòu)成了給排水工程專業(yè)主干課程體系，是城市健康水循環(huán)中不可或缺的環(huán)節(jié)。隨著給水排水工程專業(yè)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需求，<水文學(xué)與水資源學(xué)>課程還需要在教材內(nèi)容、教學(xué)方法等方面不斷更新和完善，學(xué)術(shù)研究和工程實踐方面需要進一步加強。目前該課程的建設(shè)和教學(xué)改革在我校得到了優(yōu)化和完善。

一、課程體系建設(shè)

<水文學(xué)與水資源學(xué)>課程建設(shè)包括教學(xué)大綱、教材、實驗及實驗指導(dǎo)書、課程設(shè)計任務(wù)書及指導(dǎo)書、設(shè)計任務(wù)書及指導(dǎo)書、實習(xí)指導(dǎo)書、師資隊伍建設(shè)等內(nèi)容。

1.1　課程教學(xué)目的及特點

本課程是一門培養(yǎng)學(xué)生有關(guān)水文學(xué)、水資源開發(fā)利用與保護的基礎(chǔ)理論和設(shè)計能力的專業(yè)必修課程。使學(xué)生掌握水文現(xiàn)象、水資源開發(fā)、利用與保護的基本概念、基本概論和基本設(shè)計與計算技能。課程內(nèi)容廣泛，涉及到不同專業(yè)學(xué)科、領(lǐng)域的理論和技術(shù)，如給水工程、污水處理工程、供水水文地質(zhì)學(xué)、生態(tài)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境評價、微生物學(xué)及管理工程等。對學(xué)生來說，是一門綜合性很強，不太容易掌握，且學(xué)習(xí)起來困難較多的課程。為此，在保證基本教學(xué)內(nèi)容的前提下對課程內(nèi)容做了精選、整合優(yōu)化處理，力爭做到系統(tǒng)性、完整性、實用性，辦出特色。這就要求任課教師必須了解課程的特點，制定切實可行的教學(xué)思路和手段，以達到最好的教學(xué)目的和效果。

1.2　課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求

本課程按照教學(xué)大綱的要求系統(tǒng)闡述了水文學(xué)的基礎(chǔ)知識、基本概念，水資源的相關(guān)理論、國內(nèi)外水資源分布和開發(fā)利用狀況、水資源在開發(fā)利用過程中存在的主要問題，并且重點介紹了地表水資源、地下水資源的水量計算，取水工程的類型、設(shè)計和使用條件以及水資源保護與管理的內(nèi)容方法和措施。

該課程在48學(xué)時的理論課授課外，通過實驗和實踐、課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計，加深學(xué)生對所學(xué)知識的了解，培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識解決問題的能力，使學(xué)生在查閱資料、工藝方案選擇、工程計算及設(shè)計繪圖方面得到訓(xùn)練。

二、課程教學(xué)改革

隨著給水排水工程專業(yè)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需求，<水文學(xué)與水資源學(xué)>課程還需要在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面不斷更新和完善，學(xué)術(shù)研究和工程實踐方面需要進一步加強。

2.1　教學(xué)內(nèi)容改革

（1）針對教學(xué)內(nèi)容廣，在合理安排授課計劃的基礎(chǔ)上做到重點突出。例如，“水文統(tǒng)計基本原理與方法”、“小流域暴雨洪峰流量的計算”、“取水工程”等部分作為本課程重點，在教學(xué)中分配了20學(xué)時時間，其次“水資源量評價”和“節(jié)水理論與技術(shù)”分配了6學(xué)時時間。重點內(nèi)容部分在講解過程中，力求精，有一定深度。

（2）理論教學(xué)與工程實例緊密結(jié)合。例如在“地表水資源量評價”中，補充了“引灤入津”、“南水北調(diào)”等工程內(nèi)容。在“取水工程”教學(xué)中，詳細講授了“龍慶峽”等工程。同時通過認識實習(xí)和生產(chǎn)實習(xí)，對水源地選擇、評價及取水構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)建立感性認識。總之，在整個理論教學(xué)，始終貫穿著工程實例教學(xué)。

（3）及時更新教學(xué)內(nèi)容。教材為2002年出版，某些內(nèi)容已不適合作為教學(xué)內(nèi)容，在本次教改中，及時進行了修改。如我國生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，將教材用的GB5749-85標(biāo)準(zhǔn)，改為GB5749-2006，并對GB5749-2006進行了詳細講解。同時，隨著給水排水工程專業(yè)范圍的逐步拓展，為開拓學(xué)生的專業(yè)視野，在教學(xué)中我們把國際上一些前沿課題和研究進展等內(nèi)容引入教學(xué)，如最新的水資源評價方法與模型等。

2.2　教學(xué)方法改革

積極開展教學(xué)方法改革，實現(xiàn)教學(xué)方法的“轉(zhuǎn)變”，即課堂教學(xué)從傳統(tǒng)灌輸向探索性教學(xué)轉(zhuǎn)變，采用靈活式教學(xué)形式。本課程在教學(xué)過程中，大量的表格、數(shù)據(jù)模型、水資源現(xiàn)狀分析圖、取水構(gòu)筑物圖等貫穿始終，采用傳統(tǒng)的板書授課方式不僅使教師在課堂上的工作量較大，學(xué)生對知識的理解也不甚清楚，而且往往花費大量的時間。雖然也可以事先把一些圖表制成幻燈片，但圖一般是靜止的，不夠形象生動，還是難于理解。2005年以來在教學(xué)過程中，根據(jù)實際需要，認真鉆研教材閱讀各種參考書籍，將大綱中的重點、難點分解成不同知識點，并補充實際工程案例以及圖片，自行研制了《水文學(xué)與水資源學(xué)》多媒體教學(xué)課件。隨后在教學(xué)過程中不斷修改和完善，使課堂教學(xué)生動、形象、直觀，易于記憶，在有限的時間內(nèi)傳遞更多的信息內(nèi)容，增強了信息量。該課件具有演示直觀、動態(tài)感強的特點，非常易于學(xué)生理解，受到學(xué)生的好評，取得了較好的教學(xué)效果，同時也有效緩解了課時的縮減和教學(xué)內(nèi)容增加的矛盾。

例如，在授課過程中，具體采用以下教學(xué)形式：①放映中國水資源現(xiàn)狀以及水資源保護等方面的視頻材料，使學(xué)生了解我國水資源的實際狀況，并對本專業(yè)產(chǎn)生濃厚興趣；②放映各種不同類型取水構(gòu)筑物的圖片，學(xué)生可以很直觀地看出不同取水構(gòu)筑物的構(gòu)造和作用，并增加濃厚的學(xué)習(xí)興趣；③放映案例內(nèi)容的圖片，可以讓學(xué)生更容易地了解案例，對于日后遇到的實際工程都起到積極作用。#p#分頁標(biāo)題#e#

同時嘗試和研究雙語教學(xué)，大力提倡雙語教學(xué)。自制雙語教學(xué)課件，做到通過雙語教學(xué)，不但使學(xué)生掌握了規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容，也使學(xué)生的科技英語能力得到了訓(xùn)練提高。

2.3　教學(xué)手段改革

在教學(xué)過程中，大膽探索新型教學(xué)手段，主要從“多維互動”教學(xué)手段進行了探討。多維互動教學(xué)模式是一種較理想的教學(xué)模式。它表現(xiàn)為師生共同參與，以學(xué)生為中心，教學(xué)方法多樣化。首先，教學(xué)活動中，確立學(xué)生的主體地位，充分發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自我教育的能力。“多維”是指改變過去教師獨占課堂，一張嘴巴、一支粉筆、一塊黑板，在課堂上包打天下，學(xué)生被動接受知識的教學(xué)形式，促成教學(xué)過程中師生、生生等互動局面的出現(xiàn)，來激活課堂教學(xué)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣；互動是指通過師生全方位參與，促進和諧和多維互動教學(xué)關(guān)系的生成，實現(xiàn)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的意識。

例如，在教學(xué)過程中，本課程采用了討論式教學(xué)方法，在備課時帶著問題認真鉆研教材，閱讀各種參考書籍，將大綱中的重點、難點分解成不同知識點，擬出討論題，然后設(shè)計出多種較典型、討論性較強的題目。上課時鼓勵學(xué)生勇于回答和提出問題。課后對討論過程中的問題進行歸納總結(jié)。特別在“世界水資源現(xiàn)狀問題及解決途徑”、“節(jié)水現(xiàn)狀及措施”等教學(xué)環(huán)節(jié)中，學(xué)生討論異常活躍。

同時，發(fā)揚教學(xué)民主，給學(xué)生一定的自主選擇權(quán)力，每節(jié)課騰出一定的時間，由學(xué)生自己設(shè)計問題，刺激學(xué)生突破傳統(tǒng)課程的束縛，真正進入知識海洋中去求知，引導(dǎo)他們將學(xué)習(xí)過程中的重點、難點、疑點說出來，從而讓全班學(xué)生得以主動參與，主動探索，主動思考，主動實踐。

2.4　實驗、實踐教學(xué)改革

搞好實驗和實踐教學(xué)，加深學(xué)生對基本理論的理解。通過參觀實踐，讓學(xué)生將課程的理論知識和分析計算方法與實際聯(lián)系起來，培養(yǎng)他們分析問題和解決問題的能力；同時，通過水文觀測、河流徑流、河流水庫取水工程現(xiàn)場考察實習(xí)，增加對水文學(xué)知識點的感性認識，開闊眼界。通過實驗教學(xué)，提高學(xué)生綜合運用知識、分析問題、動手操作的能力。例如在水文測驗實驗中進行某斷面過水流量的觀測時,可用浮標(biāo)法、流速儀法、ADCP法,這些方法都是間接測量流量的方法。測量水位時,當(dāng)水位變化幅度較大時,設(shè)定一組水尺來進行,它具有設(shè)備簡單、觀測方便的優(yōu)點；而要想記錄完整的水位變化過程節(jié)省人力，可用自計水位計。學(xué)生只有在親自參與實驗、實踐后才能切實體會到水文數(shù)據(jù)采集的全過程,才能更充分理解并掌握測流理論及技術(shù)。

三、考核方式的改革

在教學(xué)過程中，我們依然采用平時成績和考試成績相結(jié)合的方法。只是在平時成績考核和考試內(nèi)容方面進行了改革。將課堂提問、小測驗、大作業(yè)等結(jié)合起來作為平時成績，同時由于在平時課堂上采取教學(xué)討論的方式，要視學(xué)生在教學(xué)討論中的表現(xiàn)打分，大作業(yè)也可適量布置寫論文的形式，來提高學(xué)生的寫作水平，并將此成績按照一定的比例計入總評成績。此外對應(yīng)試考核部分，進行了分解，將考核分為過程考核和課程結(jié)束考核兩個部分。考試內(nèi)容方面，取用了一些靈活性試題，改變了以往答案固定的現(xiàn)象。同時，為了真實考核學(xué)生對本課程的理解和掌握程度，2005年建立了試卷庫，考試時隨機抽取一套，力求做到教考分離。這樣平衡了考試內(nèi)容，提高試題的覆蓋面和增強了綜合應(yīng)用性，同時有效避免了猜題、押題等不正之風(fēng)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和綜合應(yīng)用能力提高起了一定作用。

四、結(jié)語

經(jīng)過多年的努力，我們對<水文學(xué)和水資源學(xué)>課程教學(xué)的改革和實踐進行了嘗試，也取得了一些成效，但新知識的不斷涌現(xiàn)、新技術(shù)的不斷更新，還需要在今后的教學(xué)中有待進一步改進和完善。在教學(xué)改革中，我們要注重課程內(nèi)容的前沿性，及時反映當(dāng)前技術(shù)發(fā)展的潮流，鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)，重視理論聯(lián)系實際，為日后走上工作崗位打下牢固的知識基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1] 方芳•水質(zhì)工程學(xué)課程教學(xué)的改革與思考[J] •高等建筑教育,2008

篇7

論文摘要：本文闡述了砷的毒性以及其引起的環(huán)境污染，并詳細說明了國內(nèi)砷污染的現(xiàn)狀，隨后總結(jié)了砷污染防治的方法，及砷污染的主要對策—生物法。生物法是一種環(huán)境友好的方法，它包括微生物法和植物法以及微生物和植物聯(lián)合修復(fù)法。其中利用微生物和植物聯(lián)合修復(fù)法具有很好的發(fā)展前景，是未來治理受砷污染的水體和土壤的主要方法。

1.砷的毒性

砷屬類金屬，但因其行為與來源都與重金屬相似，常被列為霓金屬來研究。在自然界有三價無機態(tài)As(II1)、五價無機態(tài)As( V)和有機砷MMA(甲基腫酸).DMA(二甲基腫酸)，TMA(三甲基砷酸)等。有機砷中除了砷化氫衍生物外一般毒性較弱。無機砷有劇毒，其中三價砷As(II1)較五價砷As( V)毒性高約100倍。砷化合物可從呼吸道、食道和皮膚接觸進入人體。進入人體的三價砷化合物能和硫基作用，抑制蛋白酶的活性并致癌;五價砷其結(jié)構(gòu)類似磷化合物，能干擾人體代謝。砷對人體內(nèi)許多器官都會造成損傷，是環(huán)境中重要的致癌物。今天的衛(wèi)生學(xué)和環(huán)境學(xué)研究者應(yīng)該意識到，劇毒的砷對人體造成的危害往往是一個長期的、慢性的健康效應(yīng)，即砷對那些長時間與之接觸(如通過食物鏈)的人群產(chǎn)生健康負效應(yīng)。在人類大規(guī)模經(jīng)濟活動之前，砷處于自然循環(huán)的平衡之中，由于人類工業(yè)活動擴張，加快了砷在環(huán)境中的遷移和轉(zhuǎn)化，在局部地區(qū)造成了砷在環(huán)境中的積累，從而危害動植物，甚至威脅到人類的健康，這種狀況就是通常所說的砷污染。世界上曾發(fā)生多次砷中毒事件，因此含砷化合物污染和防治已日益引起人們的普遍關(guān)往。因此，研究已有砷污染的對策是必要的。

2砷污染現(xiàn)狀

砷污染目前己經(jīng)是個全球性問題。亞洲是砷污染最為嚴重的地區(qū)，目前世界上的砷污染主要是在孟加拉國、印度和中國，以砷污染地下水為主。當(dāng)孟加拉東部和西部的飲用水出現(xiàn)高砷水平，超過4000萬人暴露在含超過50 ppb砷的環(huán)境中時，砷污染就己經(jīng)嚴重到成為災(zāi)難的地步了。由于目前全世界采用地下水源作為飲用水，并試圖取代嚴重污染地表水源的趨勢的生長，砷引起了全球范圍的中毒性流行病，以致在許多國家近上千萬人被認為處于極度危險中。

砷污染雖然有地質(zhì)的原因但在中國主要來源于采礦及冶金業(yè)廢水，污染土壤、地下水及河流。我國在很早以前就已發(fā)現(xiàn)了飲用水型砷中毒的存在，遠早于備受國際關(guān)注的孟加拉國和印度。我國的很多省市都存在著不同程度的砷污染情況。據(jù)新聞報道，目前已有至少十個省、自治區(qū)發(fā)現(xiàn)了飲用水型砷中毒。在土壤砷污染方面，我國南方地區(qū)如湖南、廣東和廣西的某些地區(qū)，由于礦冶、制酸造成的砷污染已相當(dāng)嚴重。據(jù)新聞報道，廣西、湖南兩省至少有上千平方公里的土壤正遭受著砷污染，而云南、貴州，包括湖北一些地區(qū)也面臨著嚴重的砷污染問題。這些地區(qū)除地質(zhì)因素造成的砷污染外，在礦藏開采中忽略了對環(huán)境的保護，使得這些礦區(qū)周圍3040公里都受到砷的污染。具體的砷污染源一是土法煉砷，即把毒砂礦(FeAsS)用上窯焚燒，生成砒霜蒸氣，再冷凝結(jié)晶即可制得砒霜，污染源主要是砒霜蒸氣外逸及礦渣;二是制酸企業(yè)使用的黃鐵礦。

中含有砷，在拂騰爐中焚燒時生成砒霜蒸氣，經(jīng)過水洗后進入廢水中，處理不達標(biāo)排放，造成水體的砷污染。經(jīng)過焚燒后，水溶態(tài)的砷不可能經(jīng)微生物的作用轉(zhuǎn)化回毒砂礦。

3砷污染的防治技術(shù)發(fā)展趨勢

礦業(yè)及冶金業(yè)是造成砷污染的主要原因。開采、焙燒、冶煉含砷礦石以及生產(chǎn)水溶性含砷產(chǎn)品過程中產(chǎn)生的含砷“三廢”是環(huán)境中砷污染的主要來源。而砷污染對人類造成的影響主要是飲用水源污染及地方性砷中毒。避免砷進入食物鏈，是防治砷污染的關(guān)鍵。由于砷這種類金屬元素是不能被降解的，其在地球中的含量也不能減少，只能采取一些方法把砷轉(zhuǎn)移到安全的地方或者把高毒性的砷轉(zhuǎn)化為低毒性的砷，甚至轉(zhuǎn)化為低水溶性或不溶于水的礦化物質(zhì)，使其對人類和環(huán)境的影響降到最小。

3.1預(yù)防措施

(1)加強環(huán)境監(jiān)測，建立重點地區(qū)空氣、飲用水源等流體中的砷污染預(yù)報機制，同時加強重點地區(qū)土壤中砷的監(jiān)測，解決好高砷地區(qū)人畜用水及農(nóng)業(yè)灌溉用水問題。

(2)加強含砷礦藏及其冶煉過程的管理，取締土法煉砷的工廠，冶煉砷的工廠和其它冶金工廠的“三廢”必須達標(biāo)排放，對高砷煤采取強制性脫砷處理，從根本上降低空氣中砷含量。

(3)加強含砷化工產(chǎn)品管理，特別要加強對含砷農(nóng)藥和醫(yī)藥的監(jiān)管，要加強這些毒性藥物的使用常識培訓(xùn)，最大程度減少人為中毒情況的發(fā)生。

3.2治理策略

砷污染治理方法主要包括物理方法、化學(xué)方法和生物方法。

物理法主要是采用一些過濾器，例如活性炭過濾器吸附來減少廢水中砷的濃度。對于土壤砷污染，若面積不大，可采用客土法，對換出土壤要妥善處理，防止二次污染。亦可將污染土壤翻到下層，深埋程度以不污染作物而定。

化學(xué)法則指采用化學(xué)試劑使砷變成人體難以吸收的化合物。如在含砷廢水中投加石灰、硫酸亞鐵和液氯(或漂白粉)，將砷沉錠然后對廢渣進行處理，也可以讓含砷廢水通過硫化鐵濾床或用硫酸鐵、氯化鐵和氫氧化鐵凝結(jié)沉錠等。

物理法和化學(xué)法的缺點是費用高，二次污染大等。

生物法則指生物轉(zhuǎn)化法或者植物修復(fù)法。生物法具有物理和化學(xué)法所沒有的優(yōu)點，環(huán)保，低成本，高效益，能夠進行原位修復(fù)，所以是砷污染治理技術(shù)發(fā)展的主要方向。

4砷污染治理技術(shù)主要方向—生物法

4.1微生物法

微生物不僅種類繁多，數(shù)量極大，分布廣泛，而且具有繁殖迅速，個體微小，比表面積大，對環(huán)境適應(yīng)能力強等特點，因而成為人類最寶貴、最具開發(fā)潛力的資源庫之一。基本上所有的細菌都有對付毒性金屬離子的抗性基因，其中最大(數(shù)量最多)的抗性系統(tǒng)是由耗能的毒性離子外排系統(tǒng)起作用，其次為通過酶來轉(zhuǎn)化的系統(tǒng)(氧化還原，甲基化和脫甲基化)，或者由金屬結(jié)合蛋白解毒(如金屬硫蛋白Smta， Chaperon Copt和周質(zhì)銀結(jié)合蛋白。微生物參與了砷在環(huán)境中循環(huán)的多個環(huán)節(jié)，如土壤/水體中砷的相互轉(zhuǎn)化、砷由地表向地下和水體的遷移、生物甲基化產(chǎn)生的氣態(tài)砷和微生物對砷的吸附、固定等。砷雖然對人體有毒，但微生物對砷的適應(yīng)性極強，甚至有的微生物以砷作為其生長的能源。細菌對砷的抗性和代謝系統(tǒng)有三種模式:一是最為廣泛存在的為砷操縱子，它們存在于大多數(shù)細菌的基因組和質(zhì)粒中;二是最近發(fā)現(xiàn)的arr基因，這是周質(zhì)區(qū)的As( V)還原酶它在厭氧呼吸中起作用，使As( V)作為末端電子受體;三是aso基因編碼周質(zhì)As( III )氧化酶，它在好氧環(huán)境下發(fā)揮抗耐As( III)作用，使As( III)成為電子供體，轉(zhuǎn)化為低毒的As( V )。鑒于這三種模式，我們可以從受砷污染或者未受砷污染的環(huán)境中篩選得到抗耐砷菌，把環(huán)境中的砷吸附和解毒。例如日本研究人員利用微生物對砷的吸附特性將砷從水體中去除最近還有被提到微生物甲基化砷，由于砷甲基化三甲基砷最終產(chǎn)物是無毒的，因此微生物甲基化砷成為了新的研究熱點。

4.2植物修復(fù)法

植物修復(fù)是利用某種植物來凈化受重金屬及/或有機污染物如原油、溶劑以及聚合碳氫化學(xué)物(PAHs)污染的土壤、沉淀和水體。植物修復(fù)按其修復(fù)的機理和過程可分為植物萃取、植物固定、植物揮發(fā)、根系過濾、植物降解。其中，植物萃取(Phytoextraction)是指利用植物根系吸收土壤污染物質(zhì)并運送至植物地部，通過收割地部物質(zhì)而達到去除土壤中污染物的一種方法。

對于不同的要修復(fù)的污染點要聯(lián)合植物生理學(xué)、農(nóng)學(xué)、微生物學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)以及工程學(xué)來選擇適當(dāng)?shù)闹参锖蜅l件。適當(dāng)?shù)闹参镉袃煞N，一種是轉(zhuǎn)基因植物，另一種是超富集植物。陳同斌等人在中國境內(nèi)找到砷的超富集植物鳳尾蔗屬的蟻蟻草(Pteris vittata L.)，經(jīng)野外調(diào)查表明，蟻蟻草對砷具有很強的富集作用，在含砷9 mg/kg的正常土壤中，蟻蟻草地下部和地上部對砷的生物富集系數(shù)分別高達71和80 Ma等人也報道在美國發(fā)現(xiàn)的蟻蛤草能在23400 mg As/kg的礦渣上正常生長。除了蟻蟻草，還有大葉井口邊草(Pteris creticaL.)。大葉井口邊草地上部的平均含砷量為418 mg/kg(干重，下同)，最大含砷量可達694 mg/kg;地下部(根)的平均含砷量為293 mg/kg，最大含砷量552 mg/kg，地上部含砷量均大于土壤砷含量，且隨土壤砷含量的增加而增加，其生物富集系數(shù)為1.34.8。我們可以通過利用種植砷超富集植物來提取受砷污染土壤中的砷，并通過收割其地上部并進行處置來凈化土壤。至于轉(zhuǎn)基因植物就是利用改變植物的基因，使得某種植物具備抗耐砷并且能夠富集砷的基因。Dhankher等將細菌的砷還原酶基因arsC和谷氨酞半脫氨酸合成酶基因同時轉(zhuǎn)入擬南芥植株中，得到了砷高耐受和高積累的轉(zhuǎn)基因植株。轉(zhuǎn)基因植物雖然當(dāng)前尚無實用價值，但為植物修復(fù)開辟了新途徑。

4.3微生物與植物聯(lián)合修復(fù)

自然界許多微生物都有抗砷耐砷轉(zhuǎn)化砷價態(tài)的功能，同樣的不少根際微生物細菌有促進植物生長的功能。如果將這些有促進蟻蛤草生長的抗砷菌種，接種到娛蛤草的幼苗，然后用到砷污染土壤的整治上，將可以提高砷的去除率。因此利用微生物與植物聯(lián)合修復(fù)受砷污染的水體和土壤不失為一種好方法，使得砷最終能夠從污染的環(huán)境中分離出來。目前對微生物和植物聯(lián)合修復(fù)受砷污染土壤的報道還比較少，但這方面應(yīng)用前景很大，充分結(jié)合了微生物和植物修復(fù)的優(yōu)點，既環(huán)保，又經(jīng)濟，最大的優(yōu)點是能把受污染點的砷轉(zhuǎn)移到安全的地方進行集中處理處置。