(课程编号:21111 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和原理,为后续的专业课奠定基础。
二、课程的基本内容
1.自然界的水循环:水文循环与地质循环的概念。
2.地下水的赋存空间特征:掌握岩土中空隙的三种类型孔隙、裂隙和溶穴;空隙的大小、多少和空隙率及其影响因素;不同空隙的特征及差异。
3.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;掌握岩土孔隙度、给水度、持水度概念、关系以及影响因素;了解容水度、含水量、透水性的概念。
4.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)透水层的概念;潜水、承压水与上层滞水的划分及其相互转化条件;地下水划分依据与划分类型。
5.地下水运动基本规律:掌握达西定律及渗透流速、过水断面、水力梯度、渗透系数等概念;了解均质各向同性介质中定性流网的绘制方法,以及流网在水文地质问题分析中的应用。
6.包气带水的分布及运动:掌握毛细负压、毛细上升高度与速度的概念;了解砂土中水的毛细上升高度与速度,以及影响因素。
7.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;了解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;掌握水化学成分的表达方式。
8.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;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。
9.地下水系统:掌握地下水系统的概念,地下水含水系统与流动系统的划分与比较,地下水系统划分的意义。
10. 地下水的动态与均衡:掌握地下水动态与均衡的概念、水均衡原理与水均衡方程式;了解区域水均衡的研究方法。
11. 不同类型的地下水:了解不同成因类型的地下水:孔隙水、裂隙水与岩溶水的赋存和运动特征。
12. 地下水资源和环境:了解地下水资源的概念、地下水资源的特征、补给资源和储存资源的划分及其供水意义;了解开采与过量开采地下水引起的环境问题。
三、课程的基本要求
要求在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,运动机制与定律,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。
四、教学安排
序号 |
内 容 |
学时 |
序号 |
内 容 |
学时 |
1 |
序言、自然界的水循环 |
2 |
12 |
地下水的化学成分及形成作用 |
2 |
2 |
岩石中的空隙特征 |
2 |
13 |
地下水的补给与排泄 |
4 |
3 |
岩石空隙中的水及性质 |
3 |
14 |
实验:潜水模拟演示 |
2 |
4 |
实验:孔隙与水 |
2 |
15 |
实验:承压水模拟演示 |
2 |
5 |
地下水赋存与分类 |
3 |
16 |
地下水系统与划分 |
2 |
6 |
实习:地下水等水位线图 |
2 |
17 |
实习(上机):地下水流动系统 |
2 |
7 |
地下水运动基本定律 |
2 |
18 |
地下水的动态与均衡 |
3 |
8 |
实验:达西实验 |
2 |
19 |
孔隙水、裂隙水与岩溶水 |
3 |
9 |
实习:流网及其应用 |
2 |
20 |
实习:读水文地质图 |
4 |
10 |
包气带水分及运动 |
2 |
21 |
地下水资源与环境 |
2 |
11 |
实验:砂土中的毛细水运动 |
2 |
|
合计 |
50 |
五、教材和参考资料
教材:王大纯、张人权等编著,水文地质学基础,地质出版社,1995年
水文地质学基础实习实验讲义,梁杏,郭会荣修编,2001年
参考资料:任天培主编,水文地质学,地质出版社
弗里泽,彻里著,地下水,地震出版社,1987年
J.Bear著,李竞生、陈崇希译,多孔介质流体力学