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《水文地质学基础》是高职院校金属矿产地质与勘查技术专业、水文地质与勘查技术专业,金属矿开采技术专业、矿山地质专业的专业基础课。水文地质学是研究地下水的科学,主要研究在岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作用下地下水水量和水质的时空变化规律,并研究如何运用这些规律兴利除害,为人类服务。通过该课程的学习,可以掌握水文地质学的基本概念、理论和方法,为以上4个专业的专业课程学习奠定良好的基础,为学生在实际工作中参与地下水的观测、进行地下涌水的处理等提供理论依据,因此,搞好这门课的教学显得尤为重要。
《水文地质学基础》课程教学存在的问题
据统计,云南省有5所高职院校开设了资源开发与测绘大类专业。笔者所在的学校自2005级开始在金属矿产地质与勘查技术专业、金属矿开采技术专业、矿山地质专业中招收高职全日制脱产和函授大专学生,到2010年已有三届毕业生、三届在校生。先后有10个教学班开设了《水文地质学基础》课程,笔者一直承担该课程的教学工作。结合教学实际,笔者认为,在高职院校《水文地质学基础》课程的教学中普遍存在以下问题。
对《水文地质学基础》课程的性质和地位认识不足在高职教育中,资源与测绘大类的专业少,开设《水文地质学基础》课程的专业更少,学习本门课程的人数少,课程在专业以外的认知度低。在笔者所在的学校,制定高职人才培养方案时,《水文地质学基础》应作为金属矿产地质与勘查技术专业的专业基础课还是专业主干课,曾在相关教师中发生了激烈的争论,最终根据教育部教育司2005年版的《高职高专专业概览》才尘埃落定。
使用的教材多为高等学校教材,与高职教育的要求不相匹配高职教育主要培养具有一定理论知识和较强实践能力,面向生产、建设、管理、服务第一线的高素质技能型专门人才。要求学生具有够用的理论知识,较强的动手能力和工作适应性,强调学生在实际工作中要“素质高,上手快,技能强”。高职教育与高等教育培养高级专门人才的目标是不同的。培养目标的不同决定了教学内容的不同,但是,在高职实际教学中,《水文地质学基础》主要选用的大多是高等院校的教材,学科理论介绍多,实际应用介绍少。
适合课堂教学的电子课件少,教师多沿用传统教学模式,教学方式单一《水文地质学基础》课程专业性强,尽管近年来多媒体电子课件在网络上随处可见,但关于《水文地质学基础》课程的课件少之又少。要做好一件成熟的实用的电子课件,需要大量的资料和图片,但由于专业性较强,这方面的资料往往有一定的保密要求,一般人很难找到相关资料,再加上水文地质工作目前主要是相关专业的工程技术人员在实施,高职教师参与很少,导致现在的课件以罗列教材中的内容为主,质量不高,适用性和吸引力不强。
教师大多沿用传统教学模式,教学方式单一在实际教学中,《水文地质学基础》的任课教师大多采取单一的讲授形式,教学仍然是以课堂为中心、以课本为中心、以教师为中心,整个教学过程都在教室里完成。学生没有机会到实地考察,将理论与生产实际对应,因此,学习的积极性、主动性较差。学生的注意力主要集中在接受教师传授的现成知识上,学习围绕课本和考试,沿袭着“上课记笔记、下课抄笔记、考试背笔记”的传统学习方式。讲授方式单一,课程缺少吸引力,导致本门课程枯燥无味;学习方式单一,学得快,忘得快,导致课程学与不学一个样;再加上有些学生本身对所学专业认识不清,更是降低了课程学习的积极性。
《水文地质学基础》课程的教学体会
笔者从2006年开始讲授《水文地质学基础》课程,到2010年,已经完成了10个教学班的教学工作。经过在教学中不断总结和完善教学方法,归纳起来主要有以下三点体会。
根据专业特点,确定教学目标高职院校金属矿产地质与勘查技术专业、水文地质与勘查技术专业、金属矿开采技术专业、矿山地质专业的学生学习《水文地质学基础》课程的目的,并不是要把他们培养成为水文地质专家或专门从事水文地质科学研究的专业人员,而是让他们掌握水文地质的基本概念和基本理论,能够将水文地质理论和技术应用于其今后的工作领域,成为既熟悉本专业业务,又掌握水文地质基本概念和基本理论的技能型人才。对这些专业的学生进行水文地质教育,应该面向金属矿产地质与勘查、水文地质与勘查、金属矿开采、矿山地质等工程领域的应用,以掌握基本理论、突出实践应用为目的。因此,本门课程的教学目标是讲清《水文地质学基础》的基本概念、基本理论,重点抓好基本概念、基本理论的实践性和实用性教学。
根据教学目标,增加课程的实践性和实用性教学笔者所在学校属于企业办学,隶属国有大型企业集团,在学生实习实训和企业工程技术人员到学院兼职讲课等方面具有得天独厚的优势和条件。结合集团与学校的实际情况,笔者重新编写了高职《水文地质学基础》课程的教学大纲,突出了课程的实践性和实用性。在实际教学中逐步尝试进行课程改革。首先是改变单一的教学方式。在2006、2007级金属矿产地质与勘查技术专业的《水文地质学基础》课程讲授中,尝试性地引入讨论式教学和现场教学。在讲授“岩石中孔隙”时,先讲清基本理论,然后通过布置课外作业的方式,让学生通过互联网或相关书籍查阅砂岩、泥岩、泥质灰岩中孔隙的异同,最后让学生结合《普通地质学》、《岩石学》等课程展开讨论,加深对理论知识的理解。在对2007级金属矿产地质与勘查技术专业的学生进行生产实习动员时,笔者结合实训基地的情况,向学生介绍了即将实习的工作区的水文地质情况,并要求学生在实习过程中收集实习矿区的水文地质资料。这一尝试在学生一年后的毕业论文中收到了很好的效果,笔者参与评阅的12份毕业论文中,有多达11份介绍了实习矿区的水文地质情况,有的还提出了矿山巷道涌水的处理方案。在给2008级金属矿产地质与勘查技术专业的学生讲授“大气降水入渗机制”时,恰逢降雨,笔者便直接将学生带到一个建筑施工工地,通过地表的一个新鲜垂直剖面给学生介绍此部分内容,极大地提高了教学效果和学生学习的热情。其次是积极与实训基地的工程技术人员沟通,建议实训基地的工程技术人员在学生进行认识实习、课程实习、生产实习及毕业实习的过程中注意介绍水文地质的内容,包括地下水量的计算、地下涌水的处理、矿山巷道水的处理等,增加课程对实际工作的参与性,提高学生学习的主动性。教学方式的改变和调整,大大增强了课程的吸引力,得到了学生的一致好评。
制作ppt演示文稿,增加课程讲授的直观性和吸引力从2008年开始,笔者将教学讲义的部分章节做成ppt演示文稿,利用多媒体将枯燥的教学内容通过图片和动画展示出来,大大提高了课程讲授的直观性和吸引力。
《水文地质学基础》课程教学方法改革思路
高职教育作为高等教育的一个类型,肩负着培养面向生产、建设、管理和服务第一线需要的高技能人才的使命,在我国加快推进社会主义现代化建设进程中具有不可替代的作用。随着我国走新型工业化道路、建设社会主义新农村和创新型国家对高技能人才要求的不断提高,高职教育必须向培养大量高素质技能型专门人才转变和发展。高职教育的人才培养模式必须强调实用性和技能性,这就要求在高职课程建设中充分考虑课程的实践性环节。
应进一步明确高职院校《水文地质学基础》课程的实践性教学目标高职院校开设《水文地质学基础》课程的目的是学习水文地质的基本概念、基本理论及其应用。课程建设与改革是提高教学质量的核心,也是教学改革的重点和难点。高职院校要积极与行业企业合作开发课程,根据技术领域和职业岗位(群)的任职要求,参照相关的职业资格标准,改革课程体系和教学内容,要根据现在和将来的实际应用及需要确定教学目标和教学内容。近年来,各种地质灾害频发,不断地提醒人们必须加强对自然科学知识的学习和应用,才能增强人类改造自然的能力。《水文地质学基础》作为一门自然科学类课程,有责任在人类改造自然的进程中对其研究领域的知识进行普及和介绍,让更多的人了解其学科性质和内容,因此,在教学目标中突出实践性和实用性至关重要。
应充分发挥多媒体教学的优势,增加课程的直观性和吸引力《水文地质学基础》课程的应用性和实践性较强,如果沿用传统的教学方法,与学生学习的心理相违背,教学效果肯定不理想。多媒体技术的迅速发展为教学提供了很大的方便,在《水文地质学基础》课程的教学中必须使用现代化的教学手段,将枯燥的理论形象地展示出来,增加课程的直观性和吸引力,提高教学效率和教学质量。在教学过程中,针对水文地质的具体教学内容、(地球上的水及其循环、岩石中的孔隙与水分、地下水的赋存、地下水运动的基本规律、毛细现象与包气带水的运动、地下水的化学成分及其形成作用、地下水的补给与排泄、地下水系统、地下水的动态与均衡、孔隙水、裂隙水、岩溶水、地下水资源、地下水与环境)学习目标及学生特点等具体情况,采用不同的多媒体形式进行教学。例如,在讲流网时,可引入如何判断矿区的潜水含水层和地表水的补给关系的内容,利用动画模拟地下水的流动方向,从而判断它们之间的补给关系。这些直观的演示可以加深学生对流网的认识,并可以充分发挥学生的视觉、听觉、触觉等器官的功能,使学生在轻松愉快的环境中,用有限的时间获得更多的信息和知识。若能结合专业特点以及课程内容设计一些课件,会使教学活动更加丰富多彩。
[中图分类号] G423.07 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2014)18-0172-02
水文地质学是研究地下水的科学,主要研究地下水在与岩石圈、地幔、水圈、大气圈、生物圈和人类活动相互作用下,其水量与水质在时间和空间上的变化,以及对各个圈层产生的影响,从而服务于人与自然协调的可持续发展。[1]以河南理工大学为例,水文地质学是该校地质工程和水文与水资源工程专业的一门主干专业基础课,同时也是勘查技术与工程、地球信息科学与技术、土木工程等专业的重要基础课,是一门比较系统、基础理论性很强的地质学课程。
河南理工大学地球信息科学与技术专业(以下简称“地科”专业)主要学习地球科学与信息技术相关的基础理论知识与技能,培养具有扎实的地学理论基础,掌握地学信息获取与处理、地球物理勘探技术、地学软件开发,能从事国土资源数字化、遥感及地球信息识别、处理与分析的高级专门人才。笔者去年负责地球信息科学与技术专业2009级学生的“水文地质学”这门课的教学工作。“水文地质学”是该专业的专业限选课,2009级两个班共54名学生,其中48名学生选择此课。通过课程的学习,掌握水文地质学的基本概念、基本理论和方法,对于以后该专业学生毕业后从事相关工作提供理论依据。因此,作为任课教师,搞好非地质专业“水文地质学”课程的教学工作,显得尤为重要。
一、非地质专业“水文地质学基础”授课现状分析
以河南理工大学为例,目前,在地科专业、勘查技术与工程等和地质学科相关的非地质专业中,水文地质学作为专业限选课,有逐渐被萎缩和淡化的趋势,主要表现在一是同为地质相关专业,课程性质由必修变为限选,二是野外实践教学环节减少或取消,三是学时数减少。究其原因,主要是制订专业教学大纲时,讨论不充分,另外学校资金投入不够。地质学科实践性较强,野外实践花费较高,对于学院而言,实习经费主要花在地质专业的相关课程的实习上,而非地质专业的一些地质基础课程就处于尴尬的境地。
二、非地质专业“水文地质学基础”教学中存在的问题
一是学时较少。对于非地质专业学生学习水文地质学课程,由于缺少相关基础知识,必须拿出较多的时间学习水文地质基础知识,因而学时数需求较大。比如,中国地质大学的“水文地质学基础”课程50学时,包括实习和实验10个学时,同济大学的“水文地质学实验”13学时,而我校地科专业开设此门课程只有32学时,并无实验和实习课。“水文地质学基础”中基础知识较多、概念繁杂,在有限的学时内学好这门基础课难度较大。二是野外实习与理论学习时间安排有矛盾。地科专业在大一下学期有嵩山地质认识实习,其中一条线路是水文地质实习,而地科专业开设这门课在大四上学期。学生在没有学这门课时就去现场实习,导致老师讲得很多,学生由于没有基础,听得也很茫然。三是教学内容的学时分配上存在问题。在编写教学大纲时,是根据总的教学目标先将学时确定下来,然后根据学时来编写教学大纲,这就造成在教学内容的选择和学时的分配上存在矛盾。
三、教学探索
笔者在“水文地质学基础”课程的教学基础上,针对地科专业,在教学内容和授课方式上进行探讨,仅供借鉴。
(一)授课内容的选择
1.授课内容重点突出
笔者在授课时参考的教材为《水文地质学基础》(王大纯编)和《水文地质学基础》(第六版,张人权等编)。由于学时的关系,教师不可能采取全篇精讲的方式来教课,只能有所侧重的教授并使学生掌握水文地质学的一些概念,如岩石的水理性质、地下水的赋存等,地下水运动的基本规律、地下水补给与排泄进行重点讲解,地球上水的分布及地下水与环境等方面的内容比较简单,通俗易懂,让学生自学即可。
2.补充内容,扩展学生知识面
鉴于地科专业是地质与信息技术相结合的专业,河南理工大学又为煤炭主体专业为主的高校,多数学生毕业后去煤矿企业就业,所以笔者在授课时加入了煤矿水害防治信息化、相关研究生优秀硕士论文、课题科研报告等方面的内容,使学生了解所学知识在实际生产中的应用情况,拓宽学生的知识面,增加学习此门课程的兴趣,培养学生的创新意识。
3.增加实验环节
另外,在授课中安排4~6个学时做水文地质学实验,测定岩石的水理性质,如持水度、给水度、孔隙度、容水度等,理解地下水赋存和运移参数及相互关系;测定渗透系数,理解达西定律的物理意义。在实验中,避免“教师说得多,学生做得少”的局面,让学生先回顾相关概念和知识,然后按照实验步骤来做实验,引导学生发现一般规律,提出问题,而后老师解答问题。通过做实验,锻炼了学生的动手操作能力,并且能使学生更深刻的理解相关知识。
(二)授课方式的多样化
1.“讨论式”教学法的应用
在上每一节课之前,先提出几个和本节课有关的问题,供学生思考。可以集体讨论,如果学生都明白,就稍微一点就过;如果学生想不到,就给予适当的引导,最后讲原理和方法,让学生彻底明白。引导学生将知识和实例结合起来,启发学生的思维,激发学生浓厚的兴趣。如在讲地下水化学成分形成作用时,可以从灰岩地区泉口出现钙化的原因,提出为什么油田储层地下水中H2S、NH4+浓度较高,而SO42-,NO3-含量很低等问题;在讲地下水与环境的内容时,提出水质引起的氟斑牙、水垢、地面沉降等问题。
2.多媒体教学手段的使用
随着信息化的普及,现在高校课程都采取多媒体教学。多媒体传递的信息量大,可以丰富教学内容,图文并茂,可以弥补有限的学时满足不了教学任务的情况。但同时应该注意,利用多媒体教学,授课速度容易加快,为了让学生对所学知识消化吸收,要避免“念屏”现象。[2]多媒体不能完全替代课堂板书,课堂教学中应该板书与多媒体结合使用。比如在讲“流网绘制”这一节时,在多媒体上可以列出绘制流网的具体步骤和流网成图,但是如何画流网必须要现场板书演示,教会学生如何根据边界条件确定等水头线或流线,然后根据流线和等水头线正交规则,得到正交网格即流网图。如果只给出步骤和流网成图,学生对流网的绘制还是一头雾水。
3.角色互换法的使用
角色互换即为学生当老师,老师当学生。将班级分成若干小组,每小组3~5人,在每次课下课时,给某一小组布置任务(可以是即将上课的内容,也可以是针对某种现象进行解释等),下次课上课前抽出10~20分钟让他们对任务进行讲解(小组选出代表讲解,其他人辅助解答),之后老师和其他学生都可以进行点评或讨论。这样可以让学生产生动力多去查阅资料,多思考,真正达到师生互动,避免一贯的老师讲、学生听的被动局面。
4.教学与实践相结合
在课堂上主要是注重概念、原理和方法的讲解,要结合现场实践,注重对学生感性认识和实际操作能力的培养。在本课程的教学过程中,可以利用学校处于以煤炭为主要工业的焦作的优势,带学生深入矿区,了解矿区水资源的概况、区域地质条件和水文地质条件,了解地下水的补径排的关系,感性认识煤炭开采引起的地面沉降、岩溶塌陷等环境地质问题,结合“专门水文地质学”和“地下水动力学”等课程的学习,探讨煤矿突水的防治方法,使理论与实践相结合。
四、结语
水文地质学基础是“地科”专业比较重要的专业基础课,课程内容丰富,概念较多,理论性较强,教学难度较大。非地质专业在水文地质课程教学中,要根据不同专业对地质知识的需求选择授课内容[3],同时教学过程中,教师要注意授课方式的多样化,让学生参与教学中来,达到师生互动,最终使学生的综合素质和创新能力得到提高。
[ 注 释 ]
简要描述课题概况,主要描述课题要完成的目标。(宋体,小四,150字以内)
一、课题研究背景(宋体,四号,加粗)
(一)工程概况(宋体,小四号)
主要描述工程的具体名称,位置建设单位,规模,技术经济参数等。(宋体,小四,300字左右)
(二)课题研究的意义(宋体,小四号)
主要描述课题研究对工程有何用途,及对本人的知识和技能的获得有何意义。(宋体,小四,200字左右)
二、课题研究内容(宋体,四号,加粗)
(一)研究的主要内容(宋体,小四号)
主要描述课题研究哪些内容,或进行哪些项目的设计或计算。(宋体,小四,300字左右)
(二)课题的研究目标(宋体,小四号)
本项目的研究目标是:(描述具体目标)(宋体,小四,100字左右)
(三)预期成果形式(宋体,小四号)
施工组织设计文本、计算书、设计说明、或图纸等,结合课题自选。
三、研究步骤及使用的关键技术(宋体,四号,加粗)
(一)研究步骤
研究步骤如下:
200×年×月-200×年×月,具体任务1
200×年×月-200×年×月,具体任务2
200×年×月-200×年×月,具体任务3
(二)关键技术
描述完成课题使用的关键技术。(宋体,小四,100字左右)
四、课题研究价值(宋体,四号,加粗)
(一)创新点
描述课题的创新点。(宋体,小四,60字左右)
(二)应用价值
描述课题的应用价值。(宋体,小四,100字左右)
五、研究条件(宋体,四号,加粗)
描述课题的具体研究条件,如基础资料情况,已经掌握了课题研究需要的知识或技能,指导老师的情况等。(宋体,小四,200字左右)
六、参考文献(宋体,四号,加粗)
1、《××××》,作者名称,××出版社,***年第*版
2、《××××》,作者名称,××出版社,***年第*版
3、《××××》,作者名称,××出版社,***年第*版
4、《××××》,作者名称,××出版社,***年第*版
5、《××××》,作者名称,杂志名称,***年第*期
大学论文开题报告格式范例:
题目:煤矿防治水管理及预防措施
一、本课题的研究目的和意义
1、选题目的:
煤矿水害是威胁煤矿安全生产的五大灾害之一,其危害程度仅次于瓦斯,矿井水害问题历来是制约煤炭资源开发和影响煤炭企业安全的重要因素,一旦发生水害,不但会给生产单位造成巨大的经济损失,也给职工生命安全造成极大的威胁。随着泉上煤矿矿井开采范围的延伸、生产能力的提高及开采深度的增加,其开采地质条件及水文地质条件将变得更为复杂,涌水量进一步增大,水害问题也更为突出,故需要对其地质条件、水文地质条件、防治水措施等重新进行分析研究。同时,通过对理论知识与实际的结合运用提高自己分析问题和解决问题的能力,为以后的学习和工作奠定基础;
2、选题意义:
本论文着眼于矿井持续快速发展与安全生产的现状要求,运用水文地质学、、矿井地质学、构造地质学、岩石学等课程的理论和方法,从充水水源、充水通道,矿井涌水量及其变化、水化学特征等方面对煤层底板灰岩承压水突水危险性进行分析研究。其研究成果,不仅可查明煤层底板水患影响程度,并对矿井制定切实可行的防治水措施,确保安全生产、提升矿井经济与社会效益均具有一定的参考价值。
二、本课题的主要研究内容(提纲)
(1)研究矿井主要地层、地质构造及其构造演化规律,查明影响矿井生产的各种水害地质因素。
(2)只有建立和形成规范的防治水技术管理秩序,才能有效地开展一系列防治水工作。
三、文献综述(国内外研究情况及其发展)
矿井突水严重威胁着矿井生产及工人安全,为此国内外专家对影响矿井突水因素和突水机理作了深入研究。这些研究总的来说,可归纳为两类,
一:以水压为主要因素,主要考虑承压含水层地下水力对隔水层的作用,如斯烈萨列夫理论、突水系数等;
二:以矿压为主要因素,试图通过研究顶底板隔水层和采动作用下的变形、破坏等特征来认识突水规律。
近年来,对于矿井突水通道,专家、学者从损伤力学、断裂力学、矿山压力学、岩体力学及构造地质学等方面做了大量工作,研究结果表明危害最大和难以准确把握的是断裂构造突水通道;对于突水机理,从“下三带”理论、矿压、大中型断层、小断层等方面做了大量工作,得出突水以承压水通过断裂构造进入矿井为主;对于突水预测,专家建立了遗传神经网络模型、GIS模型、尖点突变模型等煤矿突水预测模型但由于不同地区、不同矿区构造、水文地质条件的复杂性和多变性,迄今为止还没有一种放之四海而皆准的研究方法能对矿井突水进行有效的预测和防治。
四、拟解决的关键问题
本课题主要在充分整理研究泉上煤矿区域资料的基础上,采用地质与水文地质调查、水质分析等当今水文地质研究中行之有效的技术手段,对泉上煤矿的水文地质条件及其影响分析进行综合分析和评价,并根据分析的成果和结论提出相应的防治水措施。
五、研究思路和方法
结合历史水文资料,对水文变化、防治水措施存在的不足进行全面总结、根据历史水文资料和实际情况进行对比,进一步优化泉上煤矿防治水措施方案通过专业技术刊物及相关网站查阅相关资料和书籍依据国家现行的有关规范,包括:《煤、泥炭地质规范》、《煤矿安全规程》、《煤矿井地质工作手册》、《矿区水文地质工程地质勘探规范》等,确立相应的标准
六、本课题的进度安排
1、第1~4周现场实习调查阶段(泉上煤矿实习)
2、第5周确定毕业论文题目及提纲
3、第6周进行相关资料查阅与检索
4、第7~8周完成毕业论文开题报告
5、第9~12周完成毕业论文初稿撰写
6、第13~14周交付指导教师审查,修改完善毕业论文
七、参考文献
1、柴登榜等。矿井地质工作手册[M].北京:煤炭工业出版社,1986.
2、郭颖、李智陵等。构造地质学简明教程。中国地质大学出版社,1995.8
3、孙超主编。构造地质学[M].北京:地质出版社,1993.
4、徐星宽。矿井突水机理、水害成因与防治[J],山东科技大学学报,2003.22
5、章至洁等。水文地质学基础[M]:中国矿业大学出版社1995.9
前言
水和空气是人类赖以生存的两种最重的物质。据世界气象组织和联合国教科文组织2000年报告[1],全球水消耗量由20世纪初的5000×108m3/a,到20世纪末已增长至50000×108m3/a,即增长约10倍,按地区分布,欧洲和亚洲用水量增长最快,北美洲和非洲居中,南美洲和大洋洲增长最慢。据法国水文地质学家J.马尔盖和印度等最新资料,全球在80年代中后期地下水开采量为5500×108m3/a,其中开采量大于100×108m3/a的美国、印度、中国、巴基斯坦、欧共体、独联体、伊郎、墨西哥、日本、土耳其等十个国家和地区的开采量之和占全球总开采量的85%,地下水年开采量在(10-100)×108m3/a的近30个国家,其总开采量占全球地下水开采量约10%。上述数据说明,全球地下水开发极度不平衡。这与各国自然条件、人口密度、社会经济发展水平、开发利用地下水历史经验等因素有关。
当今世界面临的“人口、资源、环境”三大问题,都直接或间接地与地下水有关。据美国地质调查局统计资料,全美有52.5%的人口依赖地下水作为饮用水[1]。我国的情况大致与此相当,仅以地表水相对丰富的江苏省为例:目前开采地下水的机井约有12000眼,民井10000眼,地下水开采总量达到15×108m3/a,可以说对地下水资源进行准确评价与科学管理是人类对地下水资源进行有效开发利用的前提和基础。
1.1原苏联区域性地下水天然资源和开采资源的评价
1960年苏联水文地质学家B.H.库德林教授在《地下水天然资源区域评价原则》一书中,系统地提出了应用水文-水文地质综合方法分解河流水文河流水文图和评价》一书中,系统地提出提出了应用水文-水文综合方法分解河流水文图和据此评价地下径流的原理和实例,1965年B.H.库德林教授主编了《苏联地下水天然资源图》(比例尺1/500万)和《苏联领土的地下径流》专著[2],对于有水文网发育的广大领土,采用的主要方法是河流水文图成因分解法,对于地下水主要靠降水入渗补给而又主要消耗于蒸发的地区,利用地下水动态资料评价地下水资源,积极交替带的地下径流用多年平均模数(L/km2・a)在等值线在图上表示。
俄罗斯水文地质学家H.C.泽克茨尔应用类似的方法编制了全欧洲地下径流模数图(1989年),综合地反映了地形、岩性、降水等因素对各地的地下径流形成的控制作用,他还主持完成了国际水文计划项目“地下水在水文循环和大陆水均衡中的作用”,有美国、加拿大、印度等专家参加,该项目成果报告于1990年出版,并附有世界地下径流图(1/100万)。
60年代中期,为配合制订“苏联水资源利用总体规划”,由当时任全苏水文地质工程地质研究所所长的普洛特尼柯夫教授主持编制了“苏联地下水开采资源图(1/500万)”,计算范围仅包括平原、盆地、丘陵区,采用的主要方法是按平均布井方案,用解析法预测在一定允许降深下的可开采量,当时给定的条件是允许动用一部分储存量,但在开采期50年之末,地下水位下降至距地表不超100m,且疏干含水层不得超过其厚度之一半,图上反映了各地区地下水开采资源模数。
1.2美国的区域含水层系统分析计划
美国联邦地质调查局(USGS)于70年代后斯开始执行区域含水层系统分析计划(RASAP)是一项很有特色的庞大计划,1976年和1977年美国西部连续遇到特大干旱,水资源问题引起全国公众的关注,经国会批准许立项拨款,USGS开始执行此项为期17年的计划(1978--1994),以研究大面积分布的层状含水层系统的地下水资源为主要内容,对在全美领土上圈定的28个区域含水层系统进行评价,共分两大类型,各个区域含水层系统是一个项目,作为“区域含水层系统计划分析”计划的一个组成部分,于1991年提交了第一份大区域水资源图集。
此时,各种数值计算法也日趋成熟,为实现地下水系统的管理提供了良好的基础。RASAP计划采用分布参数系统的有限差分法评价地下水资源,一般采用正方形规则网格,有些面积大的区域的网格边长可达10km或15km,以综合整理和分析研究现有资料为主,有的项目也补打少量控制性探孔,取得深部水文地质资料和必要的计算参数[3,4,5,6,7]。
美国是私有制社会,在地下水的开发制度、法律、规章等方面的与其它国家相比,美国具有丰富的水资源,在其200多年的发展历史中,一直占有全国供水充足的良机[8]。
发展演变都围绕着如何解决用水争端,在用户中公平地分配地下水,节约或延长可利用的供水水源等问题。虽然他们早已将地下水看作整个水资源的一部分,但直到50年代初仍认为地下水是一种“局部”资源,水源地仍以泉、单井或小井群供水为主,因此,有关研究多注重含水层、单井或井群涌水量的评价[9,10,11,12]。
1.3欧共体地下水资源综合研究的基本作法
欧共体各国联合在区域地下水开采资源评价方面作了有益的尝试,1982年出版了由联邦德国水文地质学家佛利德主编《欧共体地下水资源》综合报告,此项成果是为提供给供水管理和计划当局使用,也供国家和地方政府决策者使用,范围包括了当时的欧共体九个成员国。项目共分四个专题,每个专题建立了数据库。第四专题的思路和作法有借鉴之处。该专题讨论全区“潜在可扩大开采的资源量(potential additional resource)”,反映当时水文地质学家试图在总结水文地质条件和地下水开采 现状的基础上,定量评价全区各地的潜在可扩大开采的地下水资源量,以便更好地为供水规划和管理服务。
该专题中首先对“含水层系统的资源量”给出了如下的定主义:“对于一个含水层系统,资源量等于多年平均补给量减去为满足各种经济的、技术的、生态的限制条件所需的水量”。这个定义表示,只考虑利用地下水含水层的调节能力并不破坏环境的条件下可抽出的地下水量,是受一定技术和经济条件限制的,但未考虑消耗储存量,并以非承压含水层为主的计算和评价对象。
其次对“潜在可扩大开采的资源量”作了说明,资源量减去现状开采量等于“可扩大开采的资源量”。此项研究认为,地下水补给量应满足多年的水均衡方程式:
I+QS=P-ETR
式中:I―降水入渗补量;QS―地表径流量;P―降水量;ETR―蒸发蒸腾量。
计算“潜在可扩大开采的资源量”后,得出了全区地下水潜力的总体概念,共可划分五种类型的地区:(1)可扩大开采的资源为正值,有扩大开采地下水潜力的地区(2)引值为零,可维持现状开采的地区(3)此值为负数,地下水已超采的地区(4)具有局部有供水意义的地下水资源的地区(5)无地下水资源地区。此次计算的结果表明:地下水水超采区占丹麦国土的16%,占英国国土的4%。
1.4我国地下水资源评价的现状及展望
自20世纪70年代以来,由于应用数学和地下水动力学的相互渗透,以及电算技术的推广和应用,大大丰富和突破了传统水文地质学的内容,使水文地质从定性研究发展到定量研究的新阶段。地下水资源计算的基本理论,从稳定流发展到非稳定流,从二维流发展到三维流,从一般均衡法、比拟法进到解析解、数值解。举凡有限单元或有限差分法、相关分析法以及解析法等,在地下水资源评价中得到普遍应用,因而不论在理论上和具体计算技术上,都较以前提高到一个新的水平。
80年代后期是地下水资源研究的一个重要标志,是把主要目标逐渐转向管理模型的研究,即研究如何合理开发、利用、调控和保护地下水资源,使之处于对人类生活与生产最有利状态。因此它不仅涉及水文地质学和各个领域,而且涉及与地下水开发活动有关的自然环境、社会环境和技术经济环境等各方面的问题,通过数学模型和最优化技术,建立地下水管理模型,实现管理目标。
目前,地下水资源的研究范畴日益扩大,从地下水资源的定义、分类,到地下水系统的研究,发展到地下水系统与自然环境系统和社会经济系统相互关系的研究,从概念模型、数学模型,发展到管理模型的研究,从信息系统发展到专家决策系统的研究,从水资源管理发展到水资源保护的研究等等,所以地下水资源的研究,实际上包括从水资源评价到水资源管理与保护的全过程,逐渐形成了一门独立的分支学科,可以称之为“水资源水文地质学”。展望21世纪,在地下水资源理论研究方面,将以渗流理论为基础,以水资源水文地质学为重点,以模型研究为中心,加快开发三维地理信息系统在模型研究中的应用。
参考文献
[1] WMO/UNESCO.Report on water resources assement. UK Oxford:Words and Publication.1991.
[2] Bindeman,N.N.Yazvin,L.S.The main problems of regional evaluation of exploitation groundwater resources,International symposium on development of groundwater resources,prodeeding Vol.4:427-437,1973.
[3] G.卡斯塔尼,周秀芬译.法国水资源评价方法、数据及地下水分布.水文地质工程地质译丛,第3期,1981.
[4] Freeze,R.A.and Cherry,J.A. Groundwater.Prentive―Hall Inc.,1979.
[5] Mandel,S.and Shiften,Z.L.Groundwater Resources Investigation and Development.Academic Press,1981.
[6] Hamil,L. and Bell,F.G.Groundwater Resources Development,1986.
[7] Bredehoeft,J.D.,et al.Groundwater Models.The Vnesco Press,1982.
[8] 柴畸达雄著,王秉忱等译.地下水盆地管理(理论与实践).地质出版社,1982.
[9] 陈梦雄等.我国区域地下水资源评价的若干问题及有关意见.全国地下水资源评价经验交流会论文选.地质出版社,1983.
[10] 王大纯,张人权,史毅虹.水文地质学基础.地质出版社,1980。
主管单位:中国科学技术协会
主办单位:中国地质学会
出版周期:双月刊
出版地址:北京市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:0371-5736
国内刊号:11-1952/P
邮发代号:2-382
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1936
期刊收录:
CA 化学文摘(美)(2009)
CBST 科学技术文献速报(日)(2009)
Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)
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中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊荣誉:
中科双效期刊
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)003-176-02
煤矿特色的水文专业人才,要求将地下水与地表水、水资源开发与矿井防治水紧密结合起来,使之成为有机统一的整体,这就要求水文专业不能仅仅局限于地表水资源,必须和矿井地质矿井水文地质紧密结合。
目前,我国煤矿水害事故频发,矿井安全任务艰巨,矿井水害是仅次于瓦斯的煤矿第二大灾害,其防治变得突出重要。煤矿安全生产要求矿井防治水专业人才必须煤矿特色鲜明,这就要求学校教育与矿井的实际需求紧密结合,不仅要求毕业生知识面广,而且要适应能力强,更重要的是专业技能扎实。
面对市场的迫切需求,本文探索从实验教学体系改革、强化课程设计的教学效果、建设完备的实习基地几个方面,进行实践教学环节设置与改革的探索,以培养学生具备防治水工程设计、施工、运行、管理等多方面的实际动手能力。
1 实践教学环节设置
科学合理的教学环节通过专业培养计划来体现和保证,在专业培养计划中保证实践教学环节的系统和规范,并切合煤矿实际需求,具有煤矿的行业特色。实践环节一般包括课程实验和实习、课程设计、专业实习等环节。
在化学、物理、水力学、水文地质学、物探等需要借助试验揭示基本原理的课程中,均安排有适量的实验课时。在学完相应专业课程以后,在培养计划中集中安排对应的专业实习,主要是专业认识实习、生产实习和毕业实习,时间分别安排在二、三、四年级。设计类环节分为针对矿井突水进行注浆堵水、矿井疏干排水、水源地的勘查和评价、抽放水试验等课程性设计和毕业设计等综合性涉及两类。另外培养计划中还安排有参与科研、大学生创业、社会调查、公益劳动等,都有一定的学分要求。
2 实验教学环节改革
实验教学是水文专业必不可少的实践教学环节,一般分为三个层次,即课程演示性实验教学、综合验证性实验教学和科研项目创新性实验教学。实验教学环节改革包括:
2.1 改革实验课程体系
专业课程的实验一般安排在对应的理论课讲授完以后进行,以验证性实验和演示性实验为主,如水文地质学基础的达西定律、抽水试验等。目前普遍存在学生多、指导教师有限、实验操作时间较难保证等问题,学生的实际动手机会受到一定限制。在特色专业培养计划中,按照实验内容的相关性及前后连续性,将几个单项内容的实验集中起来,开设成综合性实验,既保证了单项内容的实验时间,又加强知识的综合和融会贯通,拓宽了学生思维,学生动手能力的培养和训练得到有效地保证。
2.2 改革实验教学内容
各单项实验针对具体章节,不利于学生创新能力的培养,也容易造成仪器的浪费,集中开设时,整合实验内容,体现综合性和创新性,如结合实际的煤矿水害问题,识别矿井出水水源,既要有水化学常规分析,又要同位素分析,还要数学模拟,力学推导,要求必须综合运用理论知识,又要求责任心强,培养了扎实的实验技能。
2.3 改革实验教学模式
受设备限制,专业课程演示性实验较多。由于学生理解接受能力的差异,实验教学效果有待改善。针对试验中的不足,我们精心制作多媒体课件,将实验全过程演示出来,原理是什么,怎么操作,重点、难点是什么,那些地方容易出错,都一一作剖析。
2.4 完善实验设备
特色专业培养对实验设备和仪器提出了更新、更高的要求。为了保证实验开出率和效果,我们不断补充和更新实验设备和仪器。同时还想办法设计制作部分模型,通过和生产厂家紧密结合,设计制作了河间地块潜水运动、向斜盆地承压水运动实验模型和装置,直观展示了达西流实际应用的问题。
2.5 开放性实验
结合矿井实际需求,并依托教师的科研项目,我们还设计、提供开放性、研究性的实验。这种研究性实验为学生积极参与实际的煤矿项目搭建良好的科研平台,这些措施和办法,旨在培养学生分析和解决工程实际问题以及创新的能力。
3 课程设计的改革
在课程设计中,我们充分体现矿井水的资源化及水害防治这个煤矿特色。主要内容包括富水区勘查、矿井水综合利用、水害防治等。
以往,为了方便批阅,一般让全班就同一个题目开展设计,这样做存在一定不足,比如内容雷同、形式单一,存在学生相互抄袭的,教学效果难以保证。为此,我们做相应的改革,如对西北某矿水害问题做设计,先将学生进行分组,分别就水源探查、导水构造以及生态需水、水资源保护等内容拟定不同的题目,再指导学生确定设计方案,计算和绘图等工作量分解到每个小组成员,这样,整个设计有分工、有合作,较好地让每个学生得到锻炼,从而有效改善设计的培养效果。
在选题上,我们结合煤矿井的实际工程项目,采用“真题假做”甚至“真题真做”的形式,理论联系实践,充分体现煤矿特色,如东部矿区水资源评价,必须结合矿井水量大、煤泥多,酸性大的特点;西北矿区则体现绿色开采、生态保水的特点;华北型矿区则体现奥灰水的特点等。
在特色水文专业实践教学中,毕业设计是最重要的实践教学环节。煤矿企业要求特色专业毕业生能独力承担野外调查、钻探、物探、矿井地质、矿井防治水工作,因此在毕业设计中,必须培养学生的综合能力,包括分析矿井地质条件、发现矿井防治水中存在的问题并采取针对性处理。在以往的毕业设计中,存在选题雷同、内容相近、实用性不足等问题。我们通过毕业设计选题,解决了这个问题。我们的做法是,由教师从实际的煤矿科研项目中提炼,并考虑到学生的就业方向,从矿井生产中发现问题,凝练毕业设计(论文)题目,保证选题符合煤矿实际,切实要求能够培养特色专业学生的综合能力;在选题时,我们实行师生双向选择,根据学生的兴趣,一人一题,并鼓励学生到毕业后将要从事工作的煤矿企业,对实际矿井水文地质问题进行深入了解,然后和指导老师一起提炼毕业设计题目和内容。其次严格对毕业设计(论文)的管理,毕业实习和设计阶段,明确规定各阶段的任务,学生在规定的时间内应提交相关的材料,指导教师可以随时进行抽查,并认真批阅。最后还要完善考核机制,特别要注重对实习过程和设计过程的考核。
4 建设稳定的实习基地
实习基地是实践教学的关键场所,在实践教学环节中有着不可替代的作用。一个稳定、完备的实习基地不仅教学内容要丰富、代表性要好,还要具备适宜的交通、食宿、安全等条件。
水文地质研究和国家能源开发是息息相关的,矿产资源的开发要以水文地质探究为前提,水文地质研究又能在具体实践中指导矿山开采工作的进行,并且在为矿产开发提供安全环境方面有很重要的作用。因此,加强水文地质研究观察,是当今社会发展的需要,也是能源开始的必然前提。在探索水文地质的过程中,成熟的观察探测技术是研究工作开展的保证,探索改进水文地质观察中的技术,是现代水文地质工作的重点。
1 传统分层抽水试验技术
水文地质观察的技术有很多,在水文地质学科的发展过程中,有很多技术方法产生并得到广泛应用,也有很多技术随着时代的变迁而消失,经过长期的总结和不断的更新,分层抽水试验作为水文地质观察的重要技术手段,在日常科学考察工作中经常得到使用,因其操作简单,结果直观有效的特点,能为水资源探索工程提供理论数据支持。其操作主要有以下几个步骤:
(1)基本参数:开孔孔径Φ220mm,成井段孔径Φ150mm,终孔沉砂段孔径Φ130mm。
(2)使用工艺
分层抽水的使用工艺要以水文观察的目标要求为主要参考方向,在对基本数据有一个大体了解的情况下,选择合适的施工工艺,一般用小径取芯和大径成井的方法。
(3)根据工程要求使用不同的止水设备
在分层抽水技术中,一般采用橡胶和海带包进行止水处理,其具体分为管外止水和管内止水两部分。
(4)抽水试验前的检查
在进行实验前,一定要对管道和隔水管之间的静水位进行观察,在达到指定的压力差并且保持不变时,才能进行水文地质观察。如果压力差一直处于变化的状态,那么就是上一步骤中的止水没有做好,要进行重新的止水工作,直到静水位保持不变。
(5)抽水实验
要从水文地质观察的角度出发,对于抽水实验分别进行,一般会采用多咱测量方式,根据地质的不同,选择不同的测量步骤。一般情况下,会采用单孔不稳定流量测试实验。并且是分时分段进行,在时间上确保规范。在实验前要对实验用水泵进行分类选择,根据当地水文特征进行具体确定,并且要对实验进行提前预估,对于实验中可以发生的状况进行分析,提出解决方案,以便宜在实验中及时处理问题,更准确的进行测量。
(6)其它需要注意的地方
在进行井管的安装时,一定要保证水管在中心位置,并在一定的距离进行调整校正,安装合适的扶正器。
地井管安装完毕后,要对其进行滤料的回填,在回填时一定要做到投料缓慢,保持均匀,并不断测量回填的质量,保证实验准确。
在进行实验前,要对水井进行清洗,从而尽可能的排除杂质对实验的干扰。
在实验中一定要以自流水作为冲洗液,并且在进行浇灌时要随时观察泥浆的变化的,并及时应对。
在水井完成以后,要对其进行全面的评估,主要对孔斜率、岩芯采取率等关键数值进行测量,保证水井的各项指标都能达到要求。
在水井完工后,一定要进行全面的保护,直到实验的完成。
2 改进版分层抽水系统
2.1 分层抽水装置改进版研制
(1)成井工艺。管外止水作为分层抽水实验的重要部分,一定要做到完全密封,使不同的两层地下水能够完全分开,避免上下层串联给试验结果造成偏差。所以改进后的分层抽水系统属于第四系井,其最主要的工艺是管外止水使用永久止水,能够最大程度的对水层进行隔离。
(2)选用材料。本次改进版实验所使用的材料也有很高的要求,其在隔水性好的基础上还必须无毒、无污染性。粘土作为最常用的止水材料,必须经过提前的加工,在试验前要将其加工成为直径20CM到40CM的粘土球,并且要保证其表面的干燥性。
(3)选择合适的止水部位。相比于传统的分层抽水实验,改进以后的实验对于止水部位的选择会更有更多要求,其必须选择在良好的隔水层处,并且隔水层的厚度要在5CM到10CM之间,这就要求根据物理测量资料,对隔水层的具体情况有详细了解。
(4)永久性的止水工艺。首先要对管外止水的准确部位进行选择,以图1为例,图中的最佳止水层应该在179.5米到190米之间,这10.5米厚的粘砂层最适合做止水层。
图1 久性止水示薏图
在施工过程中,首先要用砾料对其进行填充,并且在填充过程中及时对其高度进行测量,这样可以防止洗井过程使其产生下沉现象。如图1所示,当砾料填充到185米时,就要用粘土球进行管外止水操作,在填充时也要随时对其进行测量,并且要保证其填充时的均匀性,当其达到175米高度时,就要进行砾料的填充,这就是管外止水的全过程。
2.2 改进型分层抽水装置的结构原理
在上述特定的成井工艺基础上,分层抽水装置也有着特殊的构造。首先要利用成井时的管外止水将管外的地下水分为上下两层,并且将管内的水也用止水器隔成上下两层。接下来就要运用机械开头,将管内的水堵塞,就可以对不同层面的水进行分类抽取,从而服务于以后的地质实验,具体如图2。
图2 层抽水装置示意图
2.3 分层抽水装置结构
改进型的分层抽水装置是由三个部分组成的:即双封止水器、压缩止水器和花眼钻杆。
图3 封止水器抽取上层水示意图
(1)双封止水器。这个部件是整个装置的关键部位,对于止水的效果有着决定性影响,如图3所示,这个改进装置中的短钻杆是自由活动的,其上与锥体相联,在实验过程中,当钻杆到达井底时,如果要继续向下运动,就会带动双封水器向下移动,当其与密封垫接触时,就会将下层水封堵在钻杆中,接着锥体就会与上锥盘分离,就会使得抽水装置接触到上层水,可以进行对其抽取。在上层水抽取完毕后,要将双封止水器向上拉,使锥体封堵内锥盘,就会使上层水被挡在抽水装置外,而下层水可以进入到抽水装置中,从而对下层水进行抽取。如图4。
图4 封止水器抽取上层水示意图
(2)压缩止水器。这个装置的主要目的就是对管内的水进行封堵,在使用过程中,将其中所缠绕的止水材料通过压缩作用使其膨胀,达到完全密封的效果。
(3)花眼钻杆。这个装置表面均匀分布着直径为14毫米的小孔,以每米60个的密度分布,具体如图5。
图5 花眼钻杆示意图
2.4 装置实验效果
经过实验可以发现,改进版本的抽水装置在操作上十分便捷,使用效果也十分的明显,可以在以后的水文地质勘察中广泛使用。
在使用时,还有一些需要改进的地方,比如管内止水的效果不是十分理想,会影响实验效果。另一方面在操作上,机械开关的使用还不是十分的简单,需要在以后的工作中不断改进。
3 结语
随着社会的不断发展,人们对于资源的需要会越来越大,这就在很大程度上推动了地质勘察工作的进行,而水文地质观察工作作为矿产开采的先决条件,能够为矿产的开采提供指导性的意见,在水文地质观察中,要注意使用多种先进的观察技术,尽量保证测量数据的准确性,从而为后来的地质综合考察提供参考性资料,指导能源探索工程的快速推进。
参考文献:
中图分类号:P641.11 文献标识码:A 文章编号:
0 引言
对厂区地下水进行渗水试验和抽水试验,并对周边村庄进行走访、调查,对区内水井、泉点、沟流的流量进行测定,以便在电解锌项目的建设和及建成后对环境的影响,将大气水、地表水与地下水综合考虑、在最大限度地利用和保护周边村庄的水资源不受污染的同时,减少电解锌项目对地下水资源的污染,并提出治理措施,为从事电解锌项目的建设与管理奠定基础。也为该区地下水资源可持续利用和保护提供了保障。
1 工程概况
评价区位于德宏州瑞丽市勐卯镇,行政区划属瑞丽市管辖。勘查区处于高黎贡山南端,地处怒江和和龙江中下游,为一北东向断陷盆地。勘查区属低山丘陵与盆地地貌,北东部畹町一带为狭长的山间谷地。勘查区北起弄贤村,南至银井,东起喊沙,西至班养村,面积约20.53km2。
2 气象、水文
瑞丽江流域属于低纬度雨淋型气候,湿热是其主要特点。该区处于孟加拉湾暖湿气流迎风坡的前沿,降雨量充沛,流域内年平均降雨量在1700~1800mm之间,瑞丽坝区年均降雨量在1400~1500mm之间。降水的年度变化小,年内降水量分布不均匀,汛期5~10月占年降水量的85%,枯季1~4月,11~12月降水仅占全年的15%,
3地层岩性与地质构造
根据本次调查和水文地质钻孔资料,区域地层为第四系、上第三系、三叠系和寒武系变质岩层(图1评价区水文地质图),详述如下:
(1)第四系全新和更新统地层(Q)
主要分布于南东部瑞丽江冲洪积平原,岩性主要为冲积、冲洪积、洪积粘土、砂质粘土、含粘土质砾石、砾石及砂、砂砾石层,厚度5.0~200.0m,靠河地段厚度有所增大。
(2)上第三系岩层(N)
分布于评价区中部低山丘陵地段,岩性为半胶结砾岩、砂岩砂砾岩,泥岩、炭质页岩及褐煤夹层。厚度约为100-1425m。
(3)三叠系上统石钟山组(T3s)
分布于瑞丽市区北东部低山丘陵地段,岩性为白云质灰岩夹泥质灰岩、铁质页岩及砾岩。厚度≥40m。
(4)三叠系上统南梳坝组(T3n)
分布于瑞丽市区北东部低山丘陵地段,岩性为页岩、砂岩夹薄-中厚层状灰岩,白云质灰岩。厚度约为700-710m。
(5)二叠系下统沙子坡组(P1s)
分布于瑞丽市区北东部低山丘陵地段,岩性为灰色薄-中厚层状灰岩、白云岩、白云质灰岩及泥质灰岩。厚度约为1082-1451m。
(6)寒武系(∈)
分布于评价区北西部;为寒武系地层。主要岩性为混合岩化片麻岩、板岩夹变质砂岩、及少量黑云母斜长角闪岩和大理岩透镜体。厚度大于2000m。
3.2评价区地层
根据本次调查和水文地质钻孔资料,评价区地层为第四系、上第三系半胶结岩层和寒武系变质岩层,分布于山间谷地和山前平原。第四系岩土层主要为粉质粘土、中砂、粗砂、卵石,局部为淤泥质土,厚度5.0~200.0m,详述如下:
第四系
①冲洪积层(Qal+pl)
主要分布于南东部瑞丽江冲洪积平原,面积约6.22km2,占勘查区面积30.30%。岩性主要为粉质粘土、中砂、粗砂、卵石,厚度5.0~200.0m,靠河地段厚度有所增大。
②坡残积层(Qdl+el)
一般位于山间谷地坡残积层、上第三系岩层和寒武系变质岩之上,主要分布于丘陵坡麓,为第三系和寒武系地层风化未经搬运残积或坡积而成,岩性主要为风化中粗砂、砂质粘性土、砾质粘性土、及少量粉质粘土等,厚度2.0~20.0m。
(2)上第三系岩层(N)
分布于评价区中部低山丘陵地段,面积约9.92km2,占评价区面积48.32%。岩性为半胶结砾岩、砂岩砂砾岩,泥岩、炭质页岩及褐煤夹层。厚度约为100-1425m。
(3)寒武系(∈)
分布于勘查区北西部;为寒武系地层。主要岩性为混合岩化片麻岩、板岩夹变质砂岩、及少量黑云母斜长角闪岩和大理岩透镜体。厚度大于2000m。
3.3地质构造
瑞丽地处燕山褶皱之冈底斯念青唐古拉褶皱系、冈底斯――那丹哈达岭断坳,为亚洲板块与印度板块碰撞缝合线的东南侧,并严格受班公湖――怒江深断裂的制约。
瑞丽地处班公湖-怒江主深大断裂带西侧,该断裂带为俯冲缝合线,全带岩浆活动和变质作用强烈,主要产生于华力西期、印支期活动,燕山期加剧,喜马拉雅期强烈叠加,为具多旋回发展的主断裂。
龙陵――瑞丽大断裂:该断裂在地质发展过程中起控制作用,断裂北西侧为元古代高黎贡山变质岩带分布区,东南则为瑞丽盆地,为上第三系和第四系、三叠系的地层分布区。
龙陵~瑞丽断裂倾向W,倾角70~80°,沿断裂带有糜棱岩带,构造角砾岩带,逆掩断裂带及拖拽褶皱,向南倒转的褶皱等。由于继承性活动和升降运动,沿断裂形成了潞西、遮放、瑞丽等串珠状新生代盆地。
3.4区域地壳稳定性
1976年5月29日发生的7.3级、7.4级龙陵大地震为标志,新构造运动继续保持活跃态势,随着龙陵~瑞丽断裂至芒市在瑞丽延伸方向上的倾伏,地震频度和强度也相应向北,向南衰减。据瑞丽市地震局资料,1611年4月,发生4.5~5级地震;1931年3月15日,勐卯东北发生5.3级地震,1933年5月13日,勐卯东北境再发生5.5级地震;1966年5月19日13时03分,9月21日7时37分,分别发生4~5级及5.4级地震。从9月19日13时~10月10日共记录到大小地震355次,其中4~4.9级7次,5级以上3次,余震频繁,波及范围广,瑞丽属多发地震区。
5 结束语
合理开发利用地下水,避免或减轻建设项目对地下水的污染,对保护水资源环境具有重要意义。本文以瑞丽市某电解锌冶炼项目实例为依托,对该项目场地及周边地下水进行了分析与评价,为地下水环境影响评价提供了资料。地下水环境影响评价后并采取相应的治理措施即可避免或减轻拟建项目对环境和地下水的污染。
参考文献
[1] 张忠学等,工程地质与水文地质 [M] 北京:水利水电出版社,2009
1 隧道概况
研究区隧道位于浙江省衢州市开化县境内,隧道区域地形地质条件复杂,山岭险峻,峰峦叠嶂。隧道设计为双洞分离式公路隧道,全长3060米,右线设计长度3057米,左线设计长度3102米,洞身最大标高663m,洞口标高在189~220m左右,高差大。
2 隧道区基本地质条件
2.1 地形地貌
隧道位于怀玉山脉芹源岭地区,属低山地貌,整个隧道沿N72°E方向展布。其进口处山脊走向为N45°E,出口处山脊走向变为N 0°~25°E,山体最高点为高峰洞,标高664.5米,山脊两侧坡度陡,沟谷深切。
2.2 地层岩性
隧道区地处杨子准地台东南部,属江南地层区,隧道主体处出露地层为海相硅质岩和碳酸盐岩沉积的寒武系上统华严寺组、中统杨柳岗组。下统荷塘组出露于隧道的北西向,上统西阳山组出露于隧道的东南向。
2.3 地质构造
研究区位于华夏系褶皱带内,隧道区在石门背斜东南翼通过,石门背斜,轴线呈北东60-70°方向展布,核部地层为震旦系灯影组,两翼地层为寒武系地层;受断层破坏较大,宽约10km,长约4km,总体宽大于长,为短轴背斜;枢纽产状240°∠20°。
隧址断裂构造较发育,主要断裂为F34,F35,F36,F37。其空间位置如图1所示。其中F36、F37两条张性断层对隧道影响比F34、F35两条压性断层大。
根据野外调查,受石门背斜及附近张性断层影响,山顶处裂隙较发育,主要发育顺层节理和倾向节理。实测一组顺层节理宽10-15厘米,走向226°,约1米/条。
3 水文地质条件
3.1 地下水类型
隧道通过区主要地下水类型为碳酸盐岩夹碎屑岩岩溶水、裂隙水,富水性弱,含水层岩性为寒武系中统杨柳岗组(?着2y)深灰色中薄层状泥灰岩、白云质泥灰岩、条带状、饼状灰岩,夹含炭硅质页岩,上统华严寺组(?着3h)深灰色条带状灰岩夹饼状灰岩,西阳山组(?着3x)深灰色中厚层状泥灰岩、饼状、瘤状、条带状灰岩。岩溶发育一般,地下水赋存于岩溶裂隙中,富水性不均一,主要受构造及地貌控制。
3.2 补给、径流、排泄特征
综合来看,区内岩溶地下水主要接受大气降雨补给。主要通过节理构造、溶蚀裂隙及极少数小型溶洞下渗补给地下水,由于隧道沿分水岭方向展布,两边坡度大,水在自身重力的作用下,易于形成地表径流,大气降雨很大一部分无法有效补给地下水。
区内地下水径流主要受地势影响,总体上应为上图所示四个方向,向山下径流。又由于山顶处及山体北坡多出露岩层且顺层节理及切层节理发育,在局部形成优势通道,切层节理沟通多个层面,使得地下水渗流方向改变,在节理交汇处,运动更为频繁。
本区地下水在山脚下以泉的形式转化为地表水或是以潜流形式侧向补给其他含水层,最终汇入池淮溪、龙山溪。
3.3 隧道区岩溶发育状况
隧道区碳酸岩分布广泛,寒武系除大陈岭组外均可见露头,隧道区主要穿过中统杨柳岗组和上统华严寺组。从地表调查来看,岩溶主要形式有溶纹、溶沟、溶槽等,在上寒武统含泥质条带的泥晶灰岩中,由于差异性溶蚀作用,在断面上见到鱼鳞状或波纹状溶蚀沟纹。区内溶沟、溶槽等发育较浅。
溶蚀裂隙主要沿层面及一组与层面正交的节理面发育,外部宽度可达15cm,但溶隙规模受构造面控制,延展性有限,发育深度较浅,对大气降雨的导入作用不甚明显。
总体来说,野外调查表明芹源岭地区地表溶蚀现象并不明显,多为溶隙和顺构造面方向的小溶洞,规模和深度都十分有限,唯一发现的一处大规模溶洞并不能说明该区域具备发育群发性大规模溶洞的条件。
3.4 涌水量计算
3.4.1 涌水量预测分段确定
根据隧道区段地下水补、径、排特点及含水岩组富水性、岩溶发育特征,对隧道区进行分区段涌水量预测,各分段控制面积确定以1∶1万地形图为基础,结合野外调查并考虑隧道区高程的影响程度而圈定。
3.4.2 涌水量预测方法选择及参数选取
隧道涌水具有季节性变化,预测隧道涌水量时应分别计算正常涌水量与雨季最大涌水量值。涌水量预测正确性,主要取决对隧道充水条件的正确分析及计算参数和计算方法的合理选用。由于目前所获取的本区水文地质资料有限,拟采取降水入渗系数法整体上预测涌水量。
降水入渗系数法:
Qy=ηQa=1000ηαAF/365
式中:a-入渗系数;η-涌水系数;A-年均降水量(mm);F-各区段汇水面积(km2);Qa-采用大气降水渗入法计算的渗入补给量(m3/d);Qy-采用大气降水渗入法计算的涌水量(m3/d)。
区内降水量数据通过开化县气象资料获取。对涌水系数来说,本区内含水岩层均为弱富水性,且岩溶水主要运移于岩溶裂隙中,η取值空间应在0.1到0.4之间。对入渗系数来说,以区域水文地质报告已有参数为基础,同时参考各分区段入渗特征,确定最终参数取值。
3.4.3 涌水量计算
根据涌水量计算结果,隧道区年最大涌水量444.8573m3/d,年最小涌水量202.6685m3/d,年正常涌水量304.8472m3/d。按开化县历年监测的日最大降雨量预测,可能产生的最大涌水量为13007.1m3/d。
4 隧道岩溶问题综合分析
4.1 地层岩性对岩溶发育的控制
碳酸盐岩是岩溶发育的物质基础,碳酸盐岩中的CaO含量越高时,则其可溶性就越强,反之,则越弱,即白云岩类、泥灰岩类、硅质泥质炭质石灰岩类岩溶发育较弱,纯灰岩类则岩溶发育最强。从岩性角度来看,工作区上覆地层为寒武系华严寺组、杨柳岗组,本地区寒武系岩层总体特点是泥质含量较高,且碳酸盐岩常与非碳酸盐岩互层发育,因此从岩性基础上分析,本区岩溶并不发育。从实际野外调查来看,除高峰洞附近出现一较大溶洞外,也未见有其他群发性大型溶洞或地下暗河存在。
4.2 地形地貌对汇水条件的控制
在不同地貌条件下,岩溶发育过程是不同的。因为岩溶发育在很大程度上受地表水和渗透条件的影响,而这两者又常受地貌条件的影响,如地面坡度、切割密度和深度、水系分布等。因此,岩溶发育过程常和地貌发育过程联系在一起。地面坡度的大小直接影响渗透量的大小。在比较平缓的地方,地面径流流速缓慢,渗透量就较大,岩滚较发育。反之,地面坡度愈大,径流流速愈快,渗透量就愈小,岩溶发育就较差。
从地形地貌来看,由于隧道穿过两大流域分水岭,地形坡度陡,使得补给区面积较小,径流速度较快,不利于地下水补给。
4.3 地质构造与岩溶发育关系
从构造角度来看,主要影响在于张性节理发育且张开度较好,主要分为顺层节理和倾向节理,其中顺层节理发育占主导,为入渗提供了良好的通道,而倾向节理沟通了多个层面的顺层节理,在其交汇地带,地下水循环活跃,往往为岩溶较发育提供了有利条件,调查中高峰洞附近的溶洞就是地下水顺着倾向节理垂直下渗,在顺层节理面处发育的一个较大的溶洞,其规模大小与此处节理大小密切相关。
5 结束语
通过本次调查,基本查明了隧道区段的水文工程地质条件与岩溶发育特征,对隧道区岩溶水文地质条件有了如下基本结论:(1)受地层岩性及汇水条件影响,本区岩溶地貌不发育,主要以表面的溶痕为主。(2)本区岩溶发育规模主要受构造影响,特别是张性裂隙,区内唯一较大溶洞就是在构造影响下发育而成的。(3)通过初步估算计算,区内涌水量并不大,正常降雨条件下,丰水年也仅为445m3/d,按历史最大日降雨量来算,则为13007m3/d,对隧道整体工程影响不大。
参考文献
[1]徐晓青.浙西北高速公路隐伏岩溶区岩溶发育特征及岩溶塌陷易发性指标体系研究[D].中国地质大学硕士学位论文,2012.
[2]袁道先.中国岩溶学[M]. 北京:地质出版社,1993.
[3]中国科学院地质研究所岩溶研究组.中国岩溶研究[M].北京:科学山版社,1979.
[4]罗明明.浙西北岩溶发育及分布特征探讨[D].中国地质大学学士学位论文,2012.
关于水文生态(学)的科学界定与学科内涵
在冯国章教授的论文中,对水文生态作了这样的界定:“所谓水文生态,实际上就是水文生态系统,它是由水文系统和生态系统复合而成的,集水文循环与生态进化及其共同的自然环境、人工环境于一体的,具有耗散结构和远离平衡态的、开放的、动态的、非线性的复杂巨系统”[2]。具体的水文系统是指由一定的地理空间内的各种水体及其形成、运移和赋存环境(自然的、人工的或复合的)所构成的地理、地质、生物(包括人类)等环境功能系统整体,是一个开放的复杂巨系统,同时又是一个动态的非线性系统。生态系统的定义是人们比较熟知的,它是生物群落及其生存环境共同组成的动态平衡系统;具体的生态系统是在一定的地理空间和地质系统内,生物和非生物成分通过物质循环、能量传输和信息交换而相互作用,相互依存所形成的生态学功能单元。由于水是生命之源,是万事万物之本,是生态环境的基本要素,因此,生态要素中包括着水,水文系统必然影响生态系统,生态系统的变化———如退耕还林、修造梯田,也必然影响水文系统,2个系统相互影响,具有明显的关联性和协同性,应当是一个统一的水文生态功能整体,如图1所示。因此,随着自然的和人类认识的发展以及生产实践的需要,把水文系统和生态系统作为一个整体———水文生态系统而加以看待和研究是科学发展的必然,具有十分重大的理论意义和实用价值!在水文系统和生态系统都很脆弱敏感的干旱半干旱地区尤其如此。正因为这样,我们把教育部和国务院外国专家局下达的项目“干旱半干旱地区水文生态与水安全学科创新引智基地建设”,看作一项时代的需求加以对待,通过向世界引智,向全国合作加以实现[3]。从图1可以看出,水文生态系统有大有小,人们也可以把地球看成一个大的水文生态系统,一条大江大河也会构成水文生态系统,而在其内的小江小河和中、小河流域也可以构成相应的水文生态系统。因此,水文生态系统是具有层次性的。水文生态系统的组成因子可以概括为“水-土-光-热-气-植-动(物)和人类”。再具体一些可列成图2。
水文生态系统的实例举示
水文生态系统可能是天然形成的,也可能是人工的,也可能是人工参与雕琢的。水文生态系统满目皆是,这里举示几个最具代表性的水文生态系统———灌区、梯田和绿洲。
1灌区水文生态系统如图3所示,所谓灌区水文系统是人为地修筑引、输、配水渠(管)道系统,将河水或井水引至田间,浇灌农田的灌溉工程。依靠灌溉工程保证作物、林果茁壮成长所需水分,配合光、热、气、土壤资源和生物资源的组合,形成具有良好农业生产条件的新的生态系统———灌区水文生态系统。
2梯田水文生态系统梯田是在易于产生水土流失的坡地上,分段沿等高线建造的阶梯式农田。梯田是治理坡耕地,保持水土、蓄雨纳渗的重要工程措施,梯田的最大作用是蓄积降水截流纳渗,结合土壤改良和窑窖等工程措施,消除径流,从而形成能够保持水土、有利农耕的水文生态系统,图4显示了这种系统及其功能。
创新型人才的培养是我国教育改革的核心问题。所谓创新型人才是指具有独立的创新能力,能够提出问题、解决问题、开创事业新局面的人才[1]。对大学生而言,创新能力需要知识的积累,但知识并不能替代学生的创新能力[2]。实践性教学是高等学校本科人才培养中一个非常重要的组成部分,探索构建创新实践教学体系对学生创新精神和创新能力的培养至关重要。吉林大学环境工程专业构建了课内与课外有机结合、阶梯式的科研实践训练体系,并制定了相关实施办法和质量保障制度,取得了一定成效。
1.主要科研素质训练实践环节构建
构建基本原则:课内与课外实践相结合;充分发挥学生的个性;以科研引领和支撑,构建阶梯式的多级科研素质训练和创新能力培养实践教学体系。构建的主要环节包括课内环节和课外环节,课内环节主要包括课内实验、认识实习、教学实习、生产实习(实训)、毕业论文(设计)等;课外环节主要包括专业调研、大学生开放性实验、大学生创新实验训练项目、专业竞赛、参与老师科研项目等。
2.主要科研素质训练实践环节的内容
2.1主要课内实验
根据环境工程专业的特点和要求,强化主干课程课内实践的内容和训练项目数,增强基础专业实践能力,主要包括环境工程微生物学、环境监测、环境工程原理、物理性污染控制、环境水文地质学基础、环境水文地球化学、水处理实验技术、固废废物处理与处置、大气污染控制工程、污染场地控制与修复、环境生物技术等实验。
2.2主要实习环节
主要实习环节包括认识实习、教学实习、生产实习和毕业设计(论文)。(1)一年级认识实习及实习基地认识实习的主要目的与任务在于:通过参观给水处理厂、污水处理厂、卫生垃圾填埋场、污染场地、环境监测站和典型地形地貌等,了解和熟悉给水、污水处理工艺和大气污染控制工艺、构筑物的组成及其工作原理以及水土污染状况,为后续专业主干课程的学习提供必要的知识储备;了解城市环境污染调查、监测、评价的基本工作方法;明确当前环境污染控制和综合治理基本策略和原则;培养学生主动获取和分析判断环境信息的能力,提高学生在环境污染控制与治理技术方面的应用能力、实践能力。(2)二年级教学实习及实习基地教学实习的目的与任务在于:掌握城市水、土、气、固体废物、污染场地等环境污染的调查、监测、评价的基本工作方法和技术要领;掌握污染场地的基本调查方法,污染现状的评价,污染风险的预测方法;培养学生主动获取和分析判断环境信息的能力,提高学生对城市环境污染现状、污染场地的调查、评价等方面的应用能力和实践能力。(3)三年级生产实习及实习基地生产实习的主要目的和任务在于:巩固和加深已学过的基础和专业基础理论知识,提高综合运用这些知识独立进行分析和解决实际工程技术问题的能力;培养学生分析和解决具体问题的能力;掌握给水、排水、卫生垃圾填埋场、大气污染控制、污染场地控制与修复等处理工艺及构筑物设计方法,并绘制构筑物设计图纸;了解国家相关的方针和政策,正确使用专业的有关技术规范和规定。培养设计计算、编写设计文件或设计论文、使用规范手册和应用计算机的能力;学会广泛地搜集国内外有关资料,了解国内外的水平和状况;培养深入细致调查研究,理论联系实际,从经济、技术的观点全面分析问题的能力。(4)毕业论文(设计)本科毕业论文(设计)是学生大学四年所学知识的归纳、运用和提高的关键环节之一,旨在培养学生综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力,环境工程专业通过过程档案对毕业论文(设计)实行全过程管理,主要环节包括动员与师生对接、选题与方案论证、实施、评审、答辩、成绩评定及归档总结等阶段。本专业对教师立题方面严格审查,对毕业论文(设计)质量评价实行指导教师、论文评阅教师双重把关,确定答辩资格。成立本科毕业论文(设计)答辩委员会集中开展评审、评优等工作,组织学生进行论文答辩。
2.3课外实践环节
环境工程专业2013版的培养方案中明确要求学生在校学习期间,除修满教学计划要求的学分外,必须取得8学分课外实践学分。课外实践学分可通过专业调研报告、大学生开放性实验、大学生创新实验项目、参与教师的科研项目、CS-TD大赛及其他相关学科竞赛等获得。3.科研训练保障措施对于课外实践训练,主要质量保障措施包括:(1)科研素质训练项目学分计入培养计划课外科研素质训练项目经考核合格后,相应的学分列入培养计划,规定达到毕业基本要求学分,最低需要获得8学分,上不设限。(2)所有的教学、科研实验室向学生全面开放在正常工作日,教学、科研实验室全天候向本科生开放,学生在实验员老师的指导下实验,或者与相关研究生组成课题组共同在进行科研项目训练,同时也锻炼他们自己管理实验室的能力。(3)发挥指导教师与学生社团组织的作用教师应全面掌握学生取得学分情况和成绩,协助学生小组项目选题,指导督促项目申报和结题等相关工作。通过学生社团组织相关学科竞赛、专业实验技能大赛、各类专业调研大赛。学生社团成员通过科技学术实践项目训练和自我管理,有利于他们成长。
参考文献:
中图分类号:G451 文献标识码:A
1 引言
工程地质学为地质学的一个应用分支,研究的是人类工程活动与地质环境之间的相互制约关系。土木工程活动会改变地质环境,从而带来相应的各种工程地质问题,只有对工程建设的地质条件进行深入研究分析,才能避免各类问题的产生,所以工程地质学这门课程在土木工程专业中是至关重要的,是土木工程专业的一门专业基础课,为后续《土力学》、《基础工程》、《道桥工程》、《地下工程》等课程打下基础。
土木工程专业选用的《工程地质学》教材不同于地质专业教材,涵盖内容广泛,课时少,知识不够细致深入是本课程的一个主要特点,课程知识实践性较强,学生学习多停留的知识表面,不能由表及里,加之此课程在土木工程专业多为考查课,不能引起学生足够重视,所以以往的教学手段方法不能满足现行的课程设置,教学改革势在必行。结合自己教学经验谈谈教学中的一些改革方法,实现应用型人才的培养。
2教学中存在的问题
1)课程课时量不够
我校工程地质学课程总学时为32学时,其中含2课时实验室认识实习。笔者走访了多个院校,土木工程专业的工程地质学课时量设置多为32学时,有些院校设置为24学时。对于地质学相关专业课时量设置多为64课时。土木专业的工程地质学主要内容包括地质学基本理论,岩石、岩体和土体的工程性质以及常见的不良地质现象及地质灾害以及工程地质各类勘查方法,因此本课程内容繁杂,涉及面广,抽象难解,学生想在课程上对知识融会贯通是比较困难的。
2)学生兴趣不浓
土木工程专业的学生缺乏地质学方面的基础知识背景,学生对于课程内容理解起来有难度,影响了学生学习的积极性。土木工程专业地质学相关课程只有一门工程地质学,没有 《普通地质学》、《岩石学》、《构造地质学》、《水文地质学》等课程做基础,更加增大了老师教授和学生学习的困难。
学生对于这门课程的重视度不够。工程地质学多被定为考查课,学生多认为考查课不重要,学习中不能引起学生的重视,同时,在土木工程专业课程中,工程地质与其他专业课联系不是很紧密,学生认识不到工程地质学的重要性,认为其在专业中的用途不大。
3)教学实践环节薄弱。
工程地质学实践应包括室内试验和野外实习两部分。通过笔者调查,土木工程专业的室内实验,对于力学实验,土工实验大多高校都比较完善,而对于地质类实验室大部分高校都不太健全。对于野外实践,由于学校师资有限,实习基地不好确定,学生众多不好管理,对于许多高校的土木工程专业工程地质实验是非常欠缺甚至是不存在的。正是由于实践教学的缺乏,导致学生学习只能看到知识的表象以及掌握一些基本概念,不能深入内容的实质,不能由表及里。
3 教学改革探讨
1)教学内容改革
工程地质学课程内容多,涉及范围广,从两方面进行调整:(1)适当增加课程量,学时不低于38课时,保证其教学质量。(2)精简教学内容,根据工程地质课程的内容,结合土木工程专业相关知识之间的联系,对课程内容进行删减和补充。工程地质学内容划分为三部分,第一部分是地质学基础知识,主要讲解地质作用、岩石、地质构造等知识,本专业学生对地质学基础知识相对缺乏,因此,首先要向学生介绍工程地质学基础知识,让学生具备地质思维方式思考工程地质问题。第二部分为工程地质理论,主要讲解岩土层工程地质性质及各种工程地质问题,这部分教学应以宽、泛为主,详、探为辅。第三部分为工程地质勘查,针对专业侧重点,着重讲解相关地质勘察方法。
2)教学方法改革
(1)布置课外作业。
布置课外作业的方式我们并不陌生,但对于工程地质学这门课程作用尤为明显。可以布置一些课本上找不着但又与教学内容相关的问题,那么学生带着疑问就会利用图书馆、网络或者实地参观考察以及其他更有力的手段才能完成,培养了学生自己解决问题的能力。另外,还可以布置以分组形式完成的作业,每个组成员都有自己的任务,这样带着责任大家都会很积极,努力完成自己的部分。甚至组与组之间在完成作业的优劣方面形成竞争,加强了每个学生的团队意识和危机意识。
(2)课堂考核。
对当堂课所学知识,随机抽取几位同学回答即时问题,虽然方法平常,但在一定程度上会使学生时刻保持“警惕”状态,提高学习效率。或者是每次交作业后,在课堂上随机抽取几位同学在讲堂上向大家讲解自己的作业,虽然学生有怨言,但大多数同学认为收益颇丰。
(3)改变现代化的教学手段。
在教学过程中,积极采用多媒体技术使教学内容与表现形式呈现多样化,加大了授课信息量,但也需要注意一些问题。多媒体教学不应只是文字、图像、视频的简单罗列,而是在简单的内容铺垫之后快速进入正题,展示出所应该掌握的内容,然后利用一些有针对性的图像、视频文件加以辅助,即时抓住学生的思维和兴趣,使他们在尽量短的时间内了解并掌握重点知识。因为学生在课堂上不可能每一刻都能全神贯注,如果所讲内容过于枯燥,或者教学时间过长,学生在坚持认真听课一段时间后未免会走神,所以多媒体教学中的内容安排顺序要适当,能够在短时间内吸引学生注意力,让学生在聚精会神的时间段内完成知识的学习,从而大大提高课堂教学的效率和质量。
3)实践教学改革
工程地质学是一门实践性很强的课程,最终能够达到学以致用,才是教学的最终目的。工程地质实践教学应该积极开展室内试验和野外实习。室内试验主要包括室内矿物、岩石鉴定,即用肉眼鉴定主要造岩矿物的特征及鉴定方法,对三大类岩石的成分、结构、构造和产状等方面进行鉴定。学生可以把课本上的知识和实物联系起来,使思维方式立体化。以往矿物和岩石的认识通常是根据已知矿物或岩石来对其特征进行描述,可以通过给学生提供未知的标本,根据学生观察其特征来确定其类别,从而提高了学生的思考和动手能力,加深知识的理解。如果条件允许还应积极开展野外地质实习,通过对自然界的地质结构、构造和工程结构的直接观察和接触,进一步理解和掌握本课程课堂教学所学理论知识。
4)考核方式改革
工程地质考核方式多样化,摒弃以往闭卷考试的考核方式。可以让学生提交读书报告及小论文的形式,培养学生独立学习独立思考的能力。针对学生读书报告内容进行答辩,一方面考察学生对这门课程知识的掌握程度,另一方面让学生对自己的报告进行总结,享受收获,弥补不足。工程地质学采取考查的考核方式,针对学生重视不够,上课积极性不高,缺课请假等现象,在尊重学院教学考核规定的基础上,最大限度地增大平时成绩的考核分值,把平时成绩的比重增加到40%,把学生“限制”在课堂上。
5结论
工程地质学作为一门专业基础课,内容广泛,教学存在难度。通过教学内容、教学方法等方面的改革增强学生的学习兴趣,使学生认识到这门课程的重要性,让学生在多样化的考核方式中加强对知识的认知、理解和掌握,提高学生发现问题、解决问题的能力。
参考文献: