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水文地質(zhì)學(xué)論文

時(shí)間:2023-03-08 14:51:29

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水文地質(zhì)學(xué)論文

第1篇

課題名稱開題報(bào)告(宋體,三號(hào),加粗)

簡(jiǎn)要描述課題概況,主要描述課題要完成的目標(biāo)。(宋體,小四,150字以內(nèi))

一、課題研究背景(宋體,四號(hào),加粗)

(一)工程概況(宋體,小四號(hào))

主要描述工程的具體名稱,位置建設(shè)單位,規(guī)模,技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)等。(宋體,小四,300字左右)

(二)課題研究的意義(宋體,小四號(hào))

主要描述課題研究對(duì)工程有何用途,及對(duì)本人的知識(shí)和技能的獲得有何意義。(宋體,小四,200字左右)

二、課題研究?jī)?nèi)容(宋體,四號(hào),加粗)

(一)研究的主要內(nèi)容(宋體,小四號(hào))

主要描述課題研究哪些內(nèi)容,或進(jìn)行哪些項(xiàng)目的設(shè)計(jì)或計(jì)算。(宋體,小四,300字左右)

(二)課題的研究目標(biāo)(宋體,小四號(hào))

本項(xiàng)目的研究目標(biāo)是:(描述具體目標(biāo))(宋體,小四,100字左右)

(三)預(yù)期成果形式(宋體,小四號(hào))

施工組織設(shè)計(jì)文本、計(jì)算書、設(shè)計(jì)說明、或圖紙等,結(jié)合課題自選。

三、研究步驟及使用的關(guān)鍵技術(shù)(宋體,四號(hào),加粗)

(一)研究步驟

研究步驟如下:

200×年×月-200×年×月,具體任務(wù)1

200×年×月-200×年×月,具體任務(wù)2

200×年×月-200×年×月,具體任務(wù)3

(二)關(guān)鍵技術(shù)

描述完成課題使用的關(guān)鍵技術(shù)。(宋體,小四,100字左右)

四、課題研究?jī)r(jià)值(宋體,四號(hào),加粗)

(一)創(chuàng)新點(diǎn)

描述課題的創(chuàng)新點(diǎn)。(宋體,小四,60字左右)

(二)應(yīng)用價(jià)值

描述課題的應(yīng)用價(jià)值。(宋體,小四,100字左右)

五、研究條件(宋體,四號(hào),加粗)

描述課題的具體研究條件,如基礎(chǔ)資料情況,已經(jīng)掌握了課題研究需要的知識(shí)或技能,指導(dǎo)老師的情況等。(宋體,小四,200字左右)

六、參考文獻(xiàn)(宋體,四號(hào),加粗)

1、《××××》,作者名稱,××出版社,***年第*版

2、《××××》,作者名稱,××出版社,***年第*版

3、《××××》,作者名稱,××出版社,***年第*版

4、《××××》,作者名稱,××出版社,***年第*版

5、《××××》,作者名稱,雜志名稱,***年第*期

大學(xué)論文開題報(bào)告格式范例:

題目:煤礦防治水管理及預(yù)防措施

一、本課題的研究目的和意義

1、選題目的:

煤礦水害是威脅煤礦安全生產(chǎn)的五大災(zāi)害之一,其危害程度僅次于瓦斯,礦井水害問題歷來是制約煤炭資源開發(fā)和影響煤炭企業(yè)安全的重要因素,一旦發(fā)生水害,不但會(huì)給生產(chǎn)單位造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,也給職工生命安全造成極大的威脅。隨著泉上煤礦礦井開采范圍的延伸、生產(chǎn)能力的提高及開采深度的增加,其開采地質(zhì)條件及水文地質(zhì)條件將變得更為復(fù)雜,涌水量進(jìn)一步增大,水害問題也更為突出,故需要對(duì)其地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、防治水措施等重新進(jìn)行分析研究。同時(shí),通過對(duì)理論知識(shí)與實(shí)際的結(jié)合運(yùn)用提高自己分析問題和解決問題的能力,為以后的學(xué)習(xí)和工作奠定基礎(chǔ);

2、選題意義:

本論文著眼于礦井持續(xù)快速發(fā)展與安全生產(chǎn)的現(xiàn)狀要求,運(yùn)用水文地質(zhì)學(xué)、、礦井地質(zhì)學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、巖石學(xué)等課程的理論和方法,從充水水源、充水通道,礦井涌水量及其變化、水化學(xué)特征等方面對(duì)煤層底板灰?guī)r承壓水突水危險(xiǎn)性進(jìn)行分析研究。其研究成果,不僅可查明煤層底板水患影響程度,并對(duì)礦井制定切實(shí)可行的防治水措施,確保安全生產(chǎn)、提升礦井經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益均具有一定的參考價(jià)值。

二、本課題的主要研究?jī)?nèi)容(提綱)

(1)研究礦井主要地層、地質(zhì)構(gòu)造及其構(gòu)造演化規(guī)律,查明影響礦井生產(chǎn)的各種水害地質(zhì)因素。

(2)只有建立和形成規(guī)范的防治水技術(shù)管理秩序,才能有效地開展一系列防治水工作。

三、文獻(xiàn)綜述(國內(nèi)外研究情況及其發(fā)展)

礦井突水嚴(yán)重威脅著礦井生產(chǎn)及工人安全,為此國內(nèi)外專家對(duì)影響礦井突水因素和突水機(jī)理作了深入研究。這些研究總的來說,可歸納為兩類,

一:以水壓為主要因素,主要考慮承壓含水層地下水力對(duì)隔水層的作用,如斯烈薩列夫理論、突水系數(shù)等;

二:以礦壓為主要因素,試圖通過研究頂?shù)装甯羲畬雍筒蓜?dòng)作用下的變形、破壞等特征來認(rèn)識(shí)突水規(guī)律。

近年來,對(duì)于礦井突水通道,專家、學(xué)者從損傷力學(xué)、斷裂力學(xué)、礦山壓力學(xué)、巖體力學(xué)及構(gòu)造地質(zhì)學(xué)等方面做了大量工作,研究結(jié)果表明危害最大和難以準(zhǔn)確把握的是斷裂構(gòu)造突水通道;對(duì)于突水機(jī)理,從“下三帶”理論、礦壓、大中型斷層、小斷層等方面做了大量工作,得出突水以承壓水通過斷裂構(gòu)造進(jìn)入礦井為主;對(duì)于突水預(yù)測(cè),專家建立了遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、GIS模型、尖點(diǎn)突變模型等煤礦突水預(yù)測(cè)模型但由于不同地區(qū)、不同礦區(qū)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件的復(fù)雜性和多變性,迄今為止還沒有一種放之四海而皆準(zhǔn)的研究方法能對(duì)礦井突水進(jìn)行有效的預(yù)測(cè)和防治。

四、擬解決的關(guān)鍵問題

本課題主要在充分整理研究泉上煤礦區(qū)域資料的基礎(chǔ)上,采用地質(zhì)與水文地質(zhì)調(diào)查、水質(zhì)分析等當(dāng)今水文地質(zhì)研究中行之有效的技術(shù)手段,對(duì)泉上煤礦的水文地質(zhì)條件及其影響分析進(jìn)行綜合分析和評(píng)價(jià),并根據(jù)分析的成果和結(jié)論提出相應(yīng)的防治水措施。

五、研究思路和方法

結(jié)合歷史水文資料,對(duì)水文變化、防治水措施存在的不足進(jìn)行全面總結(jié)、根據(jù)歷史水文資料和實(shí)際情況進(jìn)行對(duì)比,進(jìn)一步優(yōu)化泉上煤礦防治水措施方案通過專業(yè)技術(shù)刊物及相關(guān)網(wǎng)站查閱相關(guān)資料和書籍依據(jù)國家現(xiàn)行的有關(guān)規(guī)范,包括:《煤、泥炭地質(zhì)規(guī)范》、《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦井地質(zhì)工作手冊(cè)》、《礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范》等,確立相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)

六、本課題的進(jìn)度安排

1、第1~4周現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)調(diào)查階段(泉上煤礦實(shí)習(xí))

2、第5周確定畢業(yè)論文題目及提綱

3、第6周進(jìn)行相關(guān)資料查閱與檢索

4、第7~8周完成畢業(yè)論文開題報(bào)告

5、第9~12周完成畢業(yè)論文初稿撰寫

6、第13~14周交付指導(dǎo)教師審查,修改完善畢業(yè)論文

七、參考文獻(xiàn)

1、柴登榜等。礦井地質(zhì)工作手冊(cè)[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,1986.

2、郭穎、李智陵等。構(gòu)造地質(zhì)學(xué)簡(jiǎn)明教程。中國地質(zhì)大學(xué)出版社,1995.8

3、孫超主編。構(gòu)造地質(zhì)學(xué)[M].北京:地質(zhì)出版社,1993.

4、徐星寬。礦井突水機(jī)理、水害成因與防治[J],山東科技大學(xué)學(xué)報(bào),2003.22

5、章至潔等。水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)[M]:中國礦業(yè)大學(xué)出版社1995.9

6、國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局。煤礦防治水規(guī)定[S].2009.

第2篇

關(guān)鍵詞:地礦特色 水文專業(yè) 實(shí)踐性教學(xué) 改革

中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-3973(2013)003-176-02

煤礦特色的水文專業(yè)人才,要求將地下水與地表水、水資源開發(fā)與礦井防治水緊密結(jié)合起來,使之成為有機(jī)統(tǒng)一的整體,這就要求水文專業(yè)不能僅僅局限于地表水資源,必須和礦井地質(zhì)礦井水文地質(zhì)緊密結(jié)合。

目前,我國煤礦水害事故頻發(fā),礦井安全任務(wù)艱巨,礦井水害是僅次于瓦斯的煤礦第二大災(zāi)害,其防治變得突出重要。煤礦安全生產(chǎn)要求礦井防治水專業(yè)人才必須煤礦特色鮮明,這就要求學(xué)校教育與礦井的實(shí)際需求緊密結(jié)合,不僅要求畢業(yè)生知識(shí)面廣,而且要適應(yīng)能力強(qiáng),更重要的是專業(yè)技能扎實(shí)。

面對(duì)市場(chǎng)的迫切需求,本文探索從實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革、強(qiáng)化課程設(shè)計(jì)的教學(xué)效果、建設(shè)完備的實(shí)習(xí)基地幾個(gè)方面,進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置與改革的探索,以培養(yǎng)學(xué)生具備防治水工程設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行、管理等多方面的實(shí)際動(dòng)手能力。

1 實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置

科學(xué)合理的教學(xué)環(huán)節(jié)通過專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃來體現(xiàn)和保證,在專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中保證實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的系統(tǒng)和規(guī)范,并切合煤礦實(shí)際需求,具有煤礦的行業(yè)特色。實(shí)踐環(huán)節(jié)一般包括課程實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、專業(yè)實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)。

在化學(xué)、物理、水力學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)、物探等需要借助試驗(yàn)揭示基本原理的課程中,均安排有適量的實(shí)驗(yàn)課時(shí)。在學(xué)完相應(yīng)專業(yè)課程以后,在培養(yǎng)計(jì)劃中集中安排對(duì)應(yīng)的專業(yè)實(shí)習(xí),主要是專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí),時(shí)間分別安排在二、三、四年級(jí)。設(shè)計(jì)類環(huán)節(jié)分為針對(duì)礦井突水進(jìn)行注漿堵水、礦井疏干排水、水源地的勘查和評(píng)價(jià)、抽放水試驗(yàn)等課程性設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等綜合性涉及兩類。另外培養(yǎng)計(jì)劃中還安排有參與科研、大學(xué)生創(chuàng)業(yè)、社會(huì)調(diào)查、公益勞動(dòng)等,都有一定的學(xué)分要求。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是水文專業(yè)必不可少的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),一般分為三個(gè)層次,即課程演示性實(shí)驗(yàn)教學(xué)、綜合驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研項(xiàng)目創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)改革包括:

2.1 改革實(shí)驗(yàn)課程體系

專業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)一般安排在對(duì)應(yīng)的理論課講授完以后進(jìn)行,以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和演示性實(shí)驗(yàn)為主,如水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)的達(dá)西定律、抽水試驗(yàn)等。目前普遍存在學(xué)生多、指導(dǎo)教師有限、實(shí)驗(yàn)操作時(shí)間較難保證等問題,學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手機(jī)會(huì)受到一定限制。在特色專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中,按照實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的相關(guān)性及前后連續(xù)性,將幾個(gè)單項(xiàng)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)集中起來,開設(shè)成綜合性實(shí)驗(yàn),既保證了單項(xiàng)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)時(shí)間,又加強(qiáng)知識(shí)的綜合和融會(huì)貫通,拓寬了學(xué)生思維,學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練得到有效地保證。

2.2 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

各單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)針對(duì)具體章節(jié),不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),也容易造成儀器的浪費(fèi),集中開設(shè)時(shí),整合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,體現(xiàn)綜合性和創(chuàng)新性,如結(jié)合實(shí)際的煤礦水害問題,識(shí)別礦井出水水源,既要有水化學(xué)常規(guī)分析,又要同位素分析,還要數(shù)學(xué)模擬,力學(xué)推導(dǎo),要求必須綜合運(yùn)用理論知識(shí),又要求責(zé)任心強(qiáng),培養(yǎng)了扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)技能。

2.3 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

受設(shè)備限制,專業(yè)課程演示性實(shí)驗(yàn)較多。由于學(xué)生理解接受能力的差異,實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果有待改善。針對(duì)試驗(yàn)中的不足,我們精心制作多媒體課件,將實(shí)驗(yàn)全過程演示出來,原理是什么,怎么操作,重點(diǎn)、難點(diǎn)是什么,那些地方容易出錯(cuò),都一一作剖析。

2.4 完善實(shí)驗(yàn)設(shè)備

特色專業(yè)培養(yǎng)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器提出了更新、更高的要求。為了保證實(shí)驗(yàn)開出率和效果,我們不斷補(bǔ)充和更新實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器。同時(shí)還想辦法設(shè)計(jì)制作部分模型,通過和生產(chǎn)廠家緊密結(jié)合,設(shè)計(jì)制作了河間地塊潛水運(yùn)動(dòng)、向斜盆地承壓水運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)?zāi)P秃脱b置,直觀展示了達(dá)西流實(shí)際應(yīng)用的問題。

2.5 開放性實(shí)驗(yàn)

結(jié)合礦井實(shí)際需求,并依托教師的科研項(xiàng)目,我們還設(shè)計(jì)、提供開放性、研究性的實(shí)驗(yàn)。這種研究性實(shí)驗(yàn)為學(xué)生積極參與實(shí)際的煤礦項(xiàng)目搭建良好的科研平臺(tái),這些措施和辦法,旨在培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程實(shí)際問題以及創(chuàng)新的能力。

3 課程設(shè)計(jì)的改革

在課程設(shè)計(jì)中,我們充分體現(xiàn)礦井水的資源化及水害防治這個(gè)煤礦特色。主要內(nèi)容包括富水區(qū)勘查、礦井水綜合利用、水害防治等。

以往,為了方便批閱,一般讓全班就同一個(gè)題目開展設(shè)計(jì),這樣做存在一定不足,比如內(nèi)容雷同、形式單一,存在學(xué)生相互抄襲的,教學(xué)效果難以保證。為此,我們做相應(yīng)的改革,如對(duì)西北某礦水害問題做設(shè)計(jì),先將學(xué)生進(jìn)行分組,分別就水源探查、導(dǎo)水構(gòu)造以及生態(tài)需水、水資源保護(hù)等內(nèi)容擬定不同的題目,再指導(dǎo)學(xué)生確定設(shè)計(jì)方案,計(jì)算和繪圖等工作量分解到每個(gè)小組成員,這樣,整個(gè)設(shè)計(jì)有分工、有合作,較好地讓每個(gè)學(xué)生得到鍛煉,從而有效改善設(shè)計(jì)的培養(yǎng)效果。

在選題上,我們結(jié)合煤礦井的實(shí)際工程項(xiàng)目,采用“真題假做”甚至“真題真做”的形式,理論聯(lián)系實(shí)踐,充分體現(xiàn)煤礦特色,如東部礦區(qū)水資源評(píng)價(jià),必須結(jié)合礦井水量大、煤泥多,酸性大的特點(diǎn);西北礦區(qū)則體現(xiàn)綠色開采、生態(tài)保水的特點(diǎn);華北型礦區(qū)則體現(xiàn)奧灰水的特點(diǎn)等。

在特色水文專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中,畢業(yè)設(shè)計(jì)是最重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。煤礦企業(yè)要求特色專業(yè)畢業(yè)生能獨(dú)力承擔(dān)野外調(diào)查、鉆探、物探、礦井地質(zhì)、礦井防治水工作,因此在畢業(yè)設(shè)計(jì)中,必須培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力,包括分析礦井地質(zhì)條件、發(fā)現(xiàn)礦井防治水中存在的問題并采取針對(duì)性處理。在以往的畢業(yè)設(shè)計(jì)中,存在選題雷同、內(nèi)容相近、實(shí)用性不足等問題。我們通過畢業(yè)設(shè)計(jì)選題,解決了這個(gè)問題。我們的做法是,由教師從實(shí)際的煤礦科研項(xiàng)目中提煉,并考慮到學(xué)生的就業(yè)方向,從礦井生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)問題,凝練畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目,保證選題符合煤礦實(shí)際,切實(shí)要求能夠培養(yǎng)特色專業(yè)學(xué)生的綜合能力;在選題時(shí),我們實(shí)行師生雙向選擇,根據(jù)學(xué)生的興趣,一人一題,并鼓勵(lì)學(xué)生到畢業(yè)后將要從事工作的煤礦企業(yè),對(duì)實(shí)際礦井水文地質(zhì)問題進(jìn)行深入了解,然后和指導(dǎo)老師一起提煉畢業(yè)設(shè)計(jì)題目和內(nèi)容。其次嚴(yán)格對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的管理,畢業(yè)實(shí)習(xí)和設(shè)計(jì)階段,明確規(guī)定各階段的任務(wù),學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)應(yīng)提交相關(guān)的材料,指導(dǎo)教師可以隨時(shí)進(jìn)行抽查,并認(rèn)真批閱。最后還要完善考核機(jī)制,特別要注重對(duì)實(shí)習(xí)過程和設(shè)計(jì)過程的考核。

4 建設(shè)穩(wěn)定的實(shí)習(xí)基地

實(shí)習(xí)基地是實(shí)踐教學(xué)的關(guān)鍵場(chǎng)所,在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中有著不可替代的作用。一個(gè)穩(wěn)定、完備的實(shí)習(xí)基地不僅教學(xué)內(nèi)容要豐富、代表性要好,還要具備適宜的交通、食宿、安全等條件。

目前,水文專業(yè)的實(shí)習(xí)基地包括校內(nèi)實(shí)習(xí)基地和校外實(shí)習(xí)基地。校內(nèi)實(shí)習(xí)基地依托電子、金工和測(cè)量等相關(guān)專業(yè)進(jìn)行安排;校外實(shí)習(xí)基地既包括登封、周口店、云臺(tái)山等世界地質(zhì)公園,也包括“產(chǎn)、學(xué)、研”合作單位,一般設(shè)在地質(zhì)隊(duì)、國土資源部門、水利部門、勘探公司、煤礦等,要求各實(shí)習(xí)單位高度重視,為學(xué)生實(shí)習(xí)提供便利的生活條件,并由經(jīng)驗(yàn)豐富的工程技術(shù)人員擔(dān)任現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)老師,學(xué)生全程參與工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、招投標(biāo)、施工生產(chǎn)和項(xiàng)目總結(jié)鑒定等相關(guān)工作。

第3篇

關(guān)鍵詞:隱伏巖溶;隧道;水文地質(zhì)條件;巖溶

1 隧道概況

研究區(qū)隧道位于浙江省衢州市開化縣境內(nèi),隧道區(qū)域地形地質(zhì)條件復(fù)雜,山嶺險(xiǎn)峻,峰巒疊嶂。隧道設(shè)計(jì)為雙洞分離式公路隧道,全長(zhǎng)3060米,右線設(shè)計(jì)長(zhǎng)度3057米,左線設(shè)計(jì)長(zhǎng)度3102米,洞身最大標(biāo)高663m,洞口標(biāo)高在189~220m左右,高差大。

2 隧道區(qū)基本地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

隧道位于懷玉山脈芹源嶺地區(qū),屬低山地貌,整個(gè)隧道沿N72°E方向展布。其進(jìn)口處山脊走向?yàn)镹45°E,出口處山脊走向變?yōu)镹 0°~25°E,山體最高點(diǎn)為高峰洞,標(biāo)高664.5米,山脊兩側(cè)坡度陡,溝谷深切。

2.2 地層巖性

隧道區(qū)地處楊子準(zhǔn)地臺(tái)東南部,屬江南地層區(qū),隧道主體處出露地層為海相硅質(zhì)巖和碳酸鹽巖沉積的寒武系上統(tǒng)華嚴(yán)寺組、中統(tǒng)楊柳崗組。下統(tǒng)荷塘組出露于隧道的北西向,上統(tǒng)西陽山組出露于隧道的東南向。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造

研究區(qū)位于華夏系褶皺帶內(nèi),隧道區(qū)在石門背斜東南翼通過,石門背斜,軸線呈北東60-70°方向展布,核部地層為震旦系燈影組,兩翼地層為寒武系地層;受斷層破壞較大,寬約10km,長(zhǎng)約4km,總體寬大于長(zhǎng),為短軸背斜;樞紐產(chǎn)狀240°∠20°。

隧址斷裂構(gòu)造較發(fā)育,主要斷裂為F34,F(xiàn)35,F(xiàn)36,F(xiàn)37。其空間位置如圖1所示。其中F36、F37兩條張性斷層對(duì)隧道影響比F34、F35兩條壓性斷層大。

根據(jù)野外調(diào)查,受石門背斜及附近張性斷層影響,山頂處裂隙較發(fā)育,主要發(fā)育順層節(jié)理和傾向節(jié)理。實(shí)測(cè)一組順層節(jié)理寬10-15厘米,走向226°,約1米/條。

3 水文地質(zhì)條件

3.1 地下水類型

隧道通過區(qū)主要地下水類型為碳酸鹽巖夾碎屑巖巖溶水、裂隙水,富水性弱,含水層巖性為寒武系中統(tǒng)楊柳崗組(?著2y)深灰色中薄層狀泥灰?guī)r、白云質(zhì)泥灰?guī)r、條帶狀、餅狀灰?guī)r,夾含炭硅質(zhì)頁巖,上統(tǒng)華嚴(yán)寺組(?著3h)深灰色條帶狀灰?guī)r夾餅狀灰?guī)r,西陽山組(?著3x)深灰色中厚層狀泥灰?guī)r、餅狀、瘤狀、條帶狀灰?guī)r。巖溶發(fā)育一般,地下水賦存于巖溶裂隙中,富水性不均一,主要受構(gòu)造及地貌控制。

3.2 補(bǔ)給、徑流、排泄特征

綜合來看,區(qū)內(nèi)巖溶地下水主要接受大氣降雨補(bǔ)給。主要通過節(jié)理構(gòu)造、溶蝕裂隙及極少數(shù)小型溶洞下滲補(bǔ)給地下水,由于隧道沿分水嶺方向展布,兩邊坡度大,水在自身重力的作用下,易于形成地表徑流,大氣降雨很大一部分無法有效補(bǔ)給地下水。

區(qū)內(nèi)地下水徑流主要受地勢(shì)影響,總體上應(yīng)為上圖所示四個(gè)方向,向山下徑流。又由于山頂處及山體北坡多出露巖層且順層節(jié)理及切層節(jié)理發(fā)育,在局部形成優(yōu)勢(shì)通道,切層節(jié)理溝通多個(gè)層面,使得地下水滲流方向改變,在節(jié)理交匯處,運(yùn)動(dòng)更為頻繁。

本區(qū)地下水在山腳下以泉的形式轉(zhuǎn)化為地表水或是以潛流形式側(cè)向補(bǔ)給其他含水層,最終匯入池淮溪、龍山溪。

3.3 隧道區(qū)巖溶發(fā)育狀況

隧道區(qū)碳酸巖分布廣泛,寒武系除大陳嶺組外均可見露頭,隧道區(qū)主要穿過中統(tǒng)楊柳崗組和上統(tǒng)華嚴(yán)寺組。從地表調(diào)查來看,巖溶主要形式有溶紋、溶溝、溶槽等,在上寒武統(tǒng)含泥質(zhì)條帶的泥晶灰?guī)r中,由于差異性溶蝕作用,在斷面上見到魚鱗狀或波紋狀溶蝕溝紋。區(qū)內(nèi)溶溝、溶槽等發(fā)育較淺。

溶蝕裂隙主要沿層面及一組與層面正交的節(jié)理面發(fā)育,外部寬度可達(dá)15cm,但溶隙規(guī)模受構(gòu)造面控制,延展性有限,發(fā)育深度較淺,對(duì)大氣降雨的導(dǎo)入作用不甚明顯。

總體來說,野外調(diào)查表明芹源嶺地區(qū)地表溶蝕現(xiàn)象并不明顯,多為溶隙和順構(gòu)造面方向的小溶洞,規(guī)模和深度都十分有限,唯一發(fā)現(xiàn)的一處大規(guī)模溶洞并不能說明該區(qū)域具備發(fā)育群發(fā)性大規(guī)模溶洞的條件。

3.4 涌水量計(jì)算

3.4.1 涌水量預(yù)測(cè)分段確定

根據(jù)隧道區(qū)段地下水補(bǔ)、徑、排特點(diǎn)及含水巖組富水性、巖溶發(fā)育特征,對(duì)隧道區(qū)進(jìn)行分區(qū)段涌水量預(yù)測(cè),各分段控制面積確定以1∶1萬地形圖為基礎(chǔ),結(jié)合野外調(diào)查并考慮隧道區(qū)高程的影響程度而圈定。

3.4.2 涌水量預(yù)測(cè)方法選擇及參數(shù)選取

隧道涌水具有季節(jié)性變化,預(yù)測(cè)隧道涌水量時(shí)應(yīng)分別計(jì)算正常涌水量與雨季最大涌水量值。涌水量預(yù)測(cè)正確性,主要取決對(duì)隧道充水條件的正確分析及計(jì)算參數(shù)和計(jì)算方法的合理選用。由于目前所獲取的本區(qū)水文地質(zhì)資料有限,擬采取降水入滲系數(shù)法整體上預(yù)測(cè)涌水量。

降水入滲系數(shù)法:

Qy=ηQa=1000ηαAF/365

式中:a-入滲系數(shù);η-涌水系數(shù);A-年均降水量(mm);F-各區(qū)段匯水面積(km2);Qa-采用大氣降水滲入法計(jì)算的滲入補(bǔ)給量(m3/d);Qy-采用大氣降水滲入法計(jì)算的涌水量(m3/d)。

區(qū)內(nèi)降水量數(shù)據(jù)通過開化縣氣象資料獲取。對(duì)涌水系數(shù)來說,本區(qū)內(nèi)含水巖層均為弱富水性,且?guī)r溶水主要運(yùn)移于巖溶裂隙中,η取值空間應(yīng)在0.1到0.4之間。對(duì)入滲系數(shù)來說,以區(qū)域水文地質(zhì)報(bào)告已有參數(shù)為基礎(chǔ),同時(shí)參考各分區(qū)段入滲特征,確定最終參數(shù)取值。

3.4.3 涌水量計(jì)算

根據(jù)涌水量計(jì)算結(jié)果,隧道區(qū)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。按開化縣歷年監(jiān)測(cè)的日最大降雨量預(yù)測(cè),可能產(chǎn)生的最大涌水量為13007.1m3/d。

4 隧道巖溶問題綜合分析

4.1 地層巖性對(duì)巖溶發(fā)育的控制

碳酸鹽巖是巖溶發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ),碳酸鹽巖中的CaO含量越高時(shí),則其可溶性就越強(qiáng),反之,則越弱,即白云巖類、泥灰?guī)r類、硅質(zhì)泥質(zhì)炭質(zhì)石灰?guī)r類巖溶發(fā)育較弱,純灰?guī)r類則巖溶發(fā)育最強(qiáng)。從巖性角度來看,工作區(qū)上覆地層為寒武系華嚴(yán)寺組、楊柳崗組,本地區(qū)寒武系巖層總體特點(diǎn)是泥質(zhì)含量較高,且碳酸鹽巖常與非碳酸鹽巖互層發(fā)育,因此從巖性基礎(chǔ)上分析,本區(qū)巖溶并不發(fā)育。從實(shí)際野外調(diào)查來看,除高峰洞附近出現(xiàn)一較大溶洞外,也未見有其他群發(fā)性大型溶洞或地下暗河存在。

4.2 地形地貌對(duì)匯水條件的控制

在不同地貌條件下,巖溶發(fā)育過程是不同的。因?yàn)閹r溶發(fā)育在很大程度上受地表水和滲透條件的影響,而這兩者又常受地貌條件的影響,如地面坡度、切割密度和深度、水系分布等。因此,巖溶發(fā)育過程常和地貌發(fā)育過程聯(lián)系在一起。地面坡度的大小直接影響滲透量的大小。在比較平緩的地方,地面徑流流速緩慢,滲透量就較大,巖滾較發(fā)育。反之,地面坡度愈大,徑流流速愈快,滲透量就愈小,巖溶發(fā)育就較差。

從地形地貌來看,由于隧道穿過兩大流域分水嶺,地形坡度陡,使得補(bǔ)給區(qū)面積較小,徑流速度較快,不利于地下水補(bǔ)給。

4.3 地質(zhì)構(gòu)造與巖溶發(fā)育關(guān)系

從構(gòu)造角度來看,主要影響在于張性節(jié)理發(fā)育且張開度較好,主要分為順層節(jié)理和傾向節(jié)理,其中順層節(jié)理發(fā)育占主導(dǎo),為入滲提供了良好的通道,而傾向節(jié)理溝通了多個(gè)層面的順層節(jié)理,在其交匯地帶,地下水循環(huán)活躍,往往為巖溶較發(fā)育提供了有利條件,調(diào)查中高峰洞附近的溶洞就是地下水順著傾向節(jié)理垂直下滲,在順層節(jié)理面處發(fā)育的一個(gè)較大的溶洞,其規(guī)模大小與此處節(jié)理大小密切相關(guān)。

5 結(jié)束語

通過本次調(diào)查,基本查明了隧道區(qū)段的水文工程地質(zhì)條件與巖溶發(fā)育特征,對(duì)隧道區(qū)巖溶水文地質(zhì)條件有了如下基本結(jié)論:(1)受地層巖性及匯水條件影響,本區(qū)巖溶地貌不發(fā)育,主要以表面的溶痕為主。(2)本區(qū)巖溶發(fā)育規(guī)模主要受構(gòu)造影響,特別是張性裂隙,區(qū)內(nèi)唯一較大溶洞就是在構(gòu)造影響下發(fā)育而成的。(3)通過初步估算計(jì)算,區(qū)內(nèi)涌水量并不大,正常降雨條件下,豐水年也僅為445m3/d,按歷史最大日降雨量來算,則為13007m3/d,對(duì)隧道整體工程影響不大。

參考文獻(xiàn)

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[4]羅明明.浙西北巖溶發(fā)育及分布特征探討[D].中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文,2012.

[5]張人權(quán),梁杏,靳孟貴,等.水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)(第六版)[M]. 北京:地質(zhì)出版社,2011.

第4篇

關(guān)鍵詞:工程地質(zhì)學(xué);教學(xué)改革

中圖分類號(hào):G451 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

1 引言

工程地質(zhì)學(xué)為地質(zhì)學(xué)的一個(gè)應(yīng)用分支,研究的是人類工程活動(dòng)與地質(zhì)環(huán)境之間的相互制約關(guān)系。土木工程活動(dòng)會(huì)改變地質(zhì)環(huán)境,從而帶來相應(yīng)的各種工程地質(zhì)問題,只有對(duì)工程建設(shè)的地質(zhì)條件進(jìn)行深入研究分析,才能避免各類問題的產(chǎn)生,所以工程地質(zhì)學(xué)這門課程在土木工程專業(yè)中是至關(guān)重要的,是土木工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,為后續(xù)《土力學(xué)》、《基礎(chǔ)工程》、《道橋工程》、《地下工程》等課程打下基礎(chǔ)。

土木工程專業(yè)選用的《工程地質(zhì)學(xué)》教材不同于地質(zhì)專業(yè)教材,涵蓋內(nèi)容廣泛,課時(shí)少,知識(shí)不夠細(xì)致深入是本課程的一個(gè)主要特點(diǎn),課程知識(shí)實(shí)踐性較強(qiáng),學(xué)生學(xué)習(xí)多停留的知識(shí)表面,不能由表及里,加之此課程在土木工程專業(yè)多為考查課,不能引起學(xué)生足夠重視,所以以往的教學(xué)手段方法不能滿足現(xiàn)行的課程設(shè)置,教學(xué)改革勢(shì)在必行。結(jié)合自己教學(xué)經(jīng)驗(yàn)談?wù)劷虒W(xué)中的一些改革方法,實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

2教學(xué)中存在的問題

1)課程課時(shí)量不夠

我校工程地質(zhì)學(xué)課程總學(xué)時(shí)為32學(xué)時(shí),其中含2課時(shí)實(shí)驗(yàn)室認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)。筆者走訪了多個(gè)院校,土木工程專業(yè)的工程地質(zhì)學(xué)課時(shí)量設(shè)置多為32學(xué)時(shí),有些院校設(shè)置為24學(xué)時(shí)。對(duì)于地質(zhì)學(xué)相關(guān)專業(yè)課時(shí)量設(shè)置多為64課時(shí)。土木專業(yè)的工程地質(zhì)學(xué)主要內(nèi)容包括地質(zhì)學(xué)基本理論,巖石、巖體和土體的工程性質(zhì)以及常見的不良地質(zhì)現(xiàn)象及地質(zhì)災(zāi)害以及工程地質(zhì)各類勘查方法,因此本課程內(nèi)容繁雜,涉及面廣,抽象難解,學(xué)生想在課程上對(duì)知識(shí)融會(huì)貫通是比較困難的。

2)學(xué)生興趣不濃

土木工程專業(yè)的學(xué)生缺乏地質(zhì)學(xué)方面的基礎(chǔ)知識(shí)背景,學(xué)生對(duì)于課程內(nèi)容理解起來有難度,影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。土木工程專業(yè)地質(zhì)學(xué)相關(guān)課程只有一門工程地質(zhì)學(xué),沒有 《普通地質(zhì)學(xué)》、《巖石學(xué)》、《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》、《水文地質(zhì)學(xué)》等課程做基礎(chǔ),更加增大了老師教授和學(xué)生學(xué)習(xí)的困難。

學(xué)生對(duì)于這門課程的重視度不夠。工程地質(zhì)學(xué)多被定為考查課,學(xué)生多認(rèn)為考查課不重要,學(xué)習(xí)中不能引起學(xué)生的重視,同時(shí),在土木工程專業(yè)課程中,工程地質(zhì)與其他專業(yè)課聯(lián)系不是很緊密,學(xué)生認(rèn)識(shí)不到工程地質(zhì)學(xué)的重要性,認(rèn)為其在專業(yè)中的用途不大。

3)教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱。

工程地質(zhì)學(xué)實(shí)踐應(yīng)包括室內(nèi)試驗(yàn)和野外實(shí)習(xí)兩部分。通過筆者調(diào)查,土木工程專業(yè)的室內(nèi)實(shí)驗(yàn),對(duì)于力學(xué)實(shí)驗(yàn),土工實(shí)驗(yàn)大多高校都比較完善,而對(duì)于地質(zhì)類實(shí)驗(yàn)室大部分高校都不太健全。對(duì)于野外實(shí)踐,由于學(xué)校師資有限,實(shí)習(xí)基地不好確定,學(xué)生眾多不好管理,對(duì)于許多高校的土木工程專業(yè)工程地質(zhì)實(shí)驗(yàn)是非常欠缺甚至是不存在的。正是由于實(shí)踐教學(xué)的缺乏,導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)只能看到知識(shí)的表象以及掌握一些基本概念,不能深入內(nèi)容的實(shí)質(zhì),不能由表及里。

3 教學(xué)改革探討

1)教學(xué)內(nèi)容改革

工程地質(zhì)學(xué)課程內(nèi)容多,涉及范圍廣,從兩方面進(jìn)行調(diào)整:(1)適當(dāng)增加課程量,學(xué)時(shí)不低于38課時(shí),保證其教學(xué)質(zhì)量。(2)精簡(jiǎn)教學(xué)內(nèi)容,根據(jù)工程地質(zhì)課程的內(nèi)容,結(jié)合土木工程專業(yè)相關(guān)知識(shí)之間的聯(lián)系,對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行刪減和補(bǔ)充。工程地質(zhì)學(xué)內(nèi)容劃分為三部分,第一部分是地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),主要講解地質(zhì)作用、巖石、地質(zhì)構(gòu)造等知識(shí),本專業(yè)學(xué)生對(duì)地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)相對(duì)缺乏,因此,首先要向?qū)W生介紹工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),讓學(xué)生具備地質(zhì)思維方式思考工程地質(zhì)問題。第二部分為工程地質(zhì)理論,主要講解巖土層工程地質(zhì)性質(zhì)及各種工程地質(zhì)問題,這部分教學(xué)應(yīng)以寬、泛為主,詳、探為輔。第三部分為工程地質(zhì)勘查,針對(duì)專業(yè)側(cè)重點(diǎn),著重講解相關(guān)地質(zhì)勘察方法。

2)教學(xué)方法改革

(1)布置課外作業(yè)。

布置課外作業(yè)的方式我們并不陌生,但對(duì)于工程地質(zhì)學(xué)這門課程作用尤為明顯。可以布置一些課本上找不著但又與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的問題,那么學(xué)生帶著疑問就會(huì)利用圖書館、網(wǎng)絡(luò)或者實(shí)地參觀考察以及其他更有力的手段才能完成,培養(yǎng)了學(xué)生自己解決問題的能力。另外,還可以布置以分組形式完成的作業(yè),每個(gè)組成員都有自己的任務(wù),這樣帶著責(zé)任大家都會(huì)很積極,努力完成自己的部分。甚至組與組之間在完成作業(yè)的優(yōu)劣方面形成競(jìng)爭(zhēng),加強(qiáng)了每個(gè)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和危機(jī)意識(shí)。

(2)課堂考核。

對(duì)當(dāng)堂課所學(xué)知識(shí),隨機(jī)抽取幾位同學(xué)回答即時(shí)問題,雖然方法平常,但在一定程度上會(huì)使學(xué)生時(shí)刻保持“警惕”狀態(tài),提高學(xué)習(xí)效率。或者是每次交作業(yè)后,在課堂上隨機(jī)抽取幾位同學(xué)在講堂上向大家講解自己的作業(yè),雖然學(xué)生有怨言,但大多數(shù)同學(xué)認(rèn)為收益頗豐。

(3)改變現(xiàn)代化的教學(xué)手段。

在教學(xué)過程中,積極采用多媒體技術(shù)使教學(xué)內(nèi)容與表現(xiàn)形式呈現(xiàn)多樣化,加大了授課信息量,但也需要注意一些問題。多媒體教學(xué)不應(yīng)只是文字、圖像、視頻的簡(jiǎn)單羅列,而是在簡(jiǎn)單的內(nèi)容鋪墊之后快速進(jìn)入正題,展示出所應(yīng)該掌握的內(nèi)容,然后利用一些有針對(duì)性的圖像、視頻文件加以輔助,即時(shí)抓住學(xué)生的思維和興趣,使他們?cè)诒M量短的時(shí)間內(nèi)了解并掌握重點(diǎn)知識(shí)。因?yàn)閷W(xué)生在課堂上不可能每一刻都能全神貫注,如果所講內(nèi)容過于枯燥,或者教學(xué)時(shí)間過長(zhǎng),學(xué)生在堅(jiān)持認(rèn)真聽課一段時(shí)間后未免會(huì)走神,所以多媒體教學(xué)中的內(nèi)容安排順序要適當(dāng),能夠在短時(shí)間內(nèi)吸引學(xué)生注意力,讓學(xué)生在聚精會(huì)神的時(shí)間段內(nèi)完成知識(shí)的學(xué)習(xí),從而大大提高課堂教學(xué)的效率和質(zhì)量。

3)實(shí)踐教學(xué)改革

工程地質(zhì)學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,最終能夠達(dá)到學(xué)以致用,才是教學(xué)的最終目的。工程地質(zhì)實(shí)踐教學(xué)應(yīng)該積極開展室內(nèi)試驗(yàn)和野外實(shí)習(xí)。室內(nèi)試驗(yàn)主要包括室內(nèi)礦物、巖石鑒定,即用肉眼鑒定主要造巖礦物的特征及鑒定方法,對(duì)三大類巖石的成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和產(chǎn)狀等方面進(jìn)行鑒定。學(xué)生可以把課本上的知識(shí)和實(shí)物聯(lián)系起來,使思維方式立體化。以往礦物和巖石的認(rèn)識(shí)通常是根據(jù)已知礦物或巖石來對(duì)其特征進(jìn)行描述,可以通過給學(xué)生提供未知的標(biāo)本,根據(jù)學(xué)生觀察其特征來確定其類別,從而提高了學(xué)生的思考和動(dòng)手能力,加深知識(shí)的理解。如果條件允許還應(yīng)積極開展野外地質(zhì)實(shí)習(xí),通過對(duì)自然界的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和工程結(jié)構(gòu)的直接觀察和接觸,進(jìn)一步理解和掌握本課程課堂教學(xué)所學(xué)理論知識(shí)。

4)考核方式改革

工程地質(zhì)考核方式多樣化,摒棄以往閉卷考試的考核方式。可以讓學(xué)生提交讀書報(bào)告及小論文的形式,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)獨(dú)立思考的能力。針對(duì)學(xué)生讀書報(bào)告內(nèi)容進(jìn)行答辯,一方面考察學(xué)生對(duì)這門課程知識(shí)的掌握程度,另一方面讓學(xué)生對(duì)自己的報(bào)告進(jìn)行總結(jié),享受收獲,彌補(bǔ)不足。工程地質(zhì)學(xué)采取考查的考核方式,針對(duì)學(xué)生重視不夠,上課積極性不高,缺課請(qǐng)假等現(xiàn)象,在尊重學(xué)院教學(xué)考核規(guī)定的基礎(chǔ)上,最大限度地增大平時(shí)成績(jī)的考核分值,把平時(shí)成績(jī)的比重增加到40%,把學(xué)生“限制”在課堂上。

5結(jié)論

工程地質(zhì)學(xué)作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課,內(nèi)容廣泛,教學(xué)存在難度。通過教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面的改革增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到這門課程的重要性,讓學(xué)生在多樣化的考核方式中加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的認(rèn)知、理解和掌握,提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。

參考文獻(xiàn):

許兆義.工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)[M]中國鐵道出版社,2011

第5篇

加強(qiáng)水資源管理成為有關(guān)水資源領(lǐng)域出現(xiàn)最為頻繁的詞匯。但究竟什么是水資源管理,目前學(xué)術(shù)界尚未統(tǒng)一,《中國大百科全書》在不同的卷中,對(duì)水資源管理有不同的解釋。綜觀傳統(tǒng)的水資源管理概念,有以下特點(diǎn):首先,從整體上來看,他們都是以水資源開發(fā)作為主線,“保護(hù)”處于被動(dòng)的地位;其次,視野相對(duì)狹窄,大多數(shù)概念只局限于水資源本身,缺乏復(fù)合系統(tǒng)下對(duì)水資源的綜合認(rèn)識(shí),以水論水;第三,缺乏生態(tài)環(huán)境的和水資源高效利用的內(nèi)涵?;诖?,作者認(rèn)為,水資源管理就是為了滿足人類水資源需求及維護(hù)良好的生態(tài)環(huán)境所采取的一系列措施的總和。

水資源管理學(xué)是從學(xué)科角度對(duì)水資源管理進(jìn)行系統(tǒng)研究的科學(xué),是水資源管理知識(shí)體系,是建立在水文學(xué)、水資源學(xué)、管理學(xué)等諸多學(xué)科基礎(chǔ)之上的新的交叉性綜合性學(xué)科。通過水資源管理學(xué)的研究,可以為提高水資源利用率和利用效率,保障水資源安全,通過水資源可持續(xù)利用支撐國民經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展提供理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。

二、水資源管理學(xué)研究?jī)?nèi)容

水資源管理學(xué)研究對(duì)象很明確,就是圍繞水資源持續(xù)高效利用的而展開的一系列管理活動(dòng)。目前,水資源危機(jī)在世界范圍內(nèi)蔓延,水資源危機(jī)的出現(xiàn)和加劇與人類在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中缺乏對(duì)水資源的有效保護(hù)和管理有著重要的關(guān)系。水資源是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要自然資源,人類的絕大多數(shù)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)都要涉及水資源??沙掷m(xù)發(fā)展是當(dāng)前和未來人類社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基本戰(zhàn)略目標(biāo)。關(guān)于可持續(xù)發(fā)展的定義和解釋多種多樣,但都基本圍繞著“滿足目前需要但不破壞未來發(fā)展需求的能力”這一核心思想。實(shí)現(xiàn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要內(nèi)容就是實(shí)現(xiàn)水資源等自然資源的可持續(xù)利用。在人類追求可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的前提下,實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用要求人類必須正視干旱洪澇災(zāi)害、水資源短缺、水環(huán)境污染等諸多與水資源相關(guān)的問題,這給水資源管理學(xué)提出了新挑戰(zhàn)和難得的機(jī)遇。傳統(tǒng)的水資源管理活動(dòng)無法應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)。實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的水資源利用目標(biāo)必須改變傳統(tǒng)的水資源管理活動(dòng),必須以可持續(xù)發(fā)展的、系統(tǒng)的和綜合的觀點(diǎn)構(gòu)建全新的現(xiàn)代水資源管理體系,這成為水資源管理學(xué)研究的主要研究?jī)?nèi)容。

具體地說,水資源管理學(xué)的研究?jī)?nèi)容至少應(yīng)包括以下幾個(gè)方面:水資源數(shù)量管理和質(zhì)量管理、水資源法律管理、水資源權(quán)屬管理、水資源行政管理、水資源規(guī)劃管理、水資源配置管理、水資源經(jīng)濟(jì)管理、水資源投資管理、水資源風(fēng)險(xiǎn)管理、水資源利用技術(shù)管理、水資源工程管理、水資源數(shù)字化管理、國際水資源管理、水資源綜合管理、水資源安全管理和水資源數(shù)字化管理等等。

三、國內(nèi)外水資源管理學(xué)研究進(jìn)展

3.1國際水資源管理學(xué)研究進(jìn)展

到目前為止,明確提出水資源管理學(xué)的文獻(xiàn)極為有限。根據(jù)人類開發(fā)利用水資源面臨的新的問題和挑戰(zhàn)以及實(shí)際水資源管理活動(dòng)的特點(diǎn),國際上也對(duì)新形勢(shì)下的水資源管理理論和體系進(jìn)行了一系列的探討和研究,并就一些問題達(dá)成了某種程度的共識(shí)。他們主要圍繞著“可持續(xù)發(fā)展條件下水資源可持續(xù)利用目標(biāo)對(duì)水資源管理活動(dòng)的要求”而展開。這些研究活動(dòng)為水資源管理學(xué)作為一門新興學(xué)科的誕生和發(fā)展起到了十分重要的推動(dòng)作用。

在1992年愛爾蘭召開的“國際水和環(huán)境大會(huì)-21世紀(jì)的發(fā)展與展望”上提出了水資源系統(tǒng)及可持續(xù)研究的問題。1993年“第二屆國際實(shí)驗(yàn)與網(wǎng)絡(luò)資料水流情勢(shì)學(xué)術(shù)大會(huì)”上探討了水資源管理的水文學(xué)基礎(chǔ)和信息資料問題。1994年,聯(lián)合國教科文主持,國際水資源協(xié)會(huì)與國際水文科學(xué)協(xié)辦召開了“變化世界中的水資源管理研究規(guī)劃國際學(xué)術(shù)研討會(huì)”,探討了可持續(xù)發(fā)展水資源管理研究展望、水資源開發(fā)中的風(fēng)險(xiǎn)和不確定性、水資源可持續(xù)管理的決策支持系統(tǒng)和水資源開發(fā)與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)四個(gè)專題。

1996年在日本京都召開了“國際水資源及環(huán)境研究大會(huì):面向21世紀(jì)新的挑戰(zhàn)”,討論了流域尺度的可持續(xù)水資源系統(tǒng)管理的應(yīng)用實(shí)例等問題。聯(lián)合國教科文組織(UNESCO)國際水文計(jì)劃工作組1996年將“可持續(xù)水資源管理”其定義為“支承從現(xiàn)在到未來社會(huì)及其福利要求,而不破壞他們賴以生存的水文循環(huán)及生態(tài)系統(tǒng)完整性的水的管理和使用”.

水資源可持續(xù)管理要求在水資源規(guī)劃、開發(fā)和管理中,尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)和人類社會(huì)福利之間的最佳聯(lián)系與協(xié)調(diào)。與傳統(tǒng)的水資源管理相比,可持續(xù)水資源強(qiáng)調(diào)了未來變化、社會(huì)福利、水文循環(huán)、生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)這樣完整性的水的管理,使“未來遺憾可能性達(dá)到最小的水的管理決策”.世界銀行將水資源管理定義為一系列水資源相關(guān)領(lǐng)域(如水電、水資源供給與供給設(shè)施,灌溉與排水等)一體化管理。綜合水資源管理的觀點(diǎn)應(yīng)該在水資源管理和利用方面確??紤]社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和技術(shù)等多方面因素。

1997年召開的第5屆“不確定性增加下的水資源可持續(xù)管理學(xué)術(shù)大會(huì)”,洪水與干旱管理、水資源開發(fā)對(duì)環(huán)境的影響、水文與生態(tài)模擬和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等成為重要議題。

1998年在武漢召開了“98年國際水資源量與質(zhì)的可持續(xù)研討會(huì)”,探討了流域水量與水質(zhì)的統(tǒng)一管理問題。1998年國際水文學(xué)會(huì)在荷蘭召開了“區(qū)域水資源管理研討會(huì)”,探討了水資源管理的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)、面對(duì)挑戰(zhàn)的區(qū)域可持續(xù)水資源管理、水資源管理的研究方法。

2000國際水文科學(xué)學(xué)會(huì)(IAHS)年在美國召開了“水資源綜合管理研討會(huì)”.這次研討會(huì)主要探討了可持續(xù)發(fā)展條件下的水資源綜合管理的內(nèi)容和目標(biāo),以及交流水資源綜合管理的經(jīng)驗(yàn)。此次研討會(huì)達(dá)成一個(gè)共識(shí):未來水資源管理的一個(gè)基本原則就是流域的統(tǒng)一管理。流域統(tǒng)一管理是流域內(nèi)土地資源和水資源的統(tǒng)一協(xié)作管理,其目的是防止土地退化、保護(hù)淡水資源、保護(hù)生物多樣性、實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用。流域水資源統(tǒng)一管理的基本框架是政府和社區(qū)公眾的共同管理。會(huì)議認(rèn)為,為了實(shí)現(xiàn)流域統(tǒng)一管理的目標(biāo),必須做到以下幾點(diǎn):①復(fù)雜的水資源管理活動(dòng)必須建立在有效的科學(xué)規(guī)劃基礎(chǔ)之上;②必須顯著提高預(yù)測(cè)各項(xiàng)管理活動(dòng)結(jié)果的能力;③為了達(dá)到水資源管理的目的,持續(xù)的檢測(cè)和評(píng)估工作十分必要;④水資源管理活動(dòng)的管理過程必須是透明的和公開的。(MiguelA.Marino等,2001)2001年,國際水文科學(xué)學(xué)會(huì)在荷蘭召開了“區(qū)域水資源管理研討會(huì)”,會(huì)議針對(duì)區(qū)域范圍內(nèi)水資源管理的有關(guān)問題進(jìn)行了研討,包括:以往水資源管理活動(dòng)的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn);面對(duì)新挑戰(zhàn)的區(qū)域可持續(xù)水資源管理;水資源管理的研究方法。

伴隨著國際學(xué)術(shù)界對(duì)現(xiàn)代水資源管理活動(dòng)的研究和討論,近年來,國際學(xué)術(shù)界相繼出版了多部論述“水資源管理活動(dòng)”的專著,這些專著大多以論文集的形式出版,很少從學(xué)科的角度對(duì)水資源管理的理論體系進(jìn)行系統(tǒng)的論述和研究。盡管如此,這些專著還是探討和研究了大量有關(guān)現(xiàn)代水資源管理活動(dòng)的主要內(nèi)容,使我們能夠大致了解目前國際學(xué)術(shù)界關(guān)于水資源活動(dòng)的主要理論和具體內(nèi)容。并且通過編著者對(duì)一些論述水資源管理活動(dòng)的論文的整理和歸類,我們可以從中基本上了解到當(dāng)前國際學(xué)術(shù)界對(duì)水資源管理理論體系的劃分。

MiguelA.Marino和SlobodanP.Simonovic在2001編著出版的《水資源綜合管理》收錄了國際水文科學(xué)學(xué)會(huì)(IAHS)2000年在美國召開的“水資源綜合管理研討會(huì)”的文章。

MiguelA.Marino和SlobodanP.Simonovic認(rèn)為,從20世紀(jì)80年代開始,人類從事水資源管理活動(dòng)的目標(biāo)和內(nèi)容發(fā)生了根本性的變化。傳統(tǒng)的不可持續(xù)的水資源管理方式已經(jīng)不再適應(yīng)新形勢(shì)的要求,而新的管理方式仍在摸索中,水資源管理活動(dòng)正處在探索過程中。作者認(rèn)為,在傳統(tǒng)的水資源管理活動(dòng)中,僵化的管理體制(包括法律、政策和管理機(jī)構(gòu))是實(shí)現(xiàn)水資源有效管理的最大障礙。管理體制的官僚作風(fēng)、不負(fù)責(zé)任以及缺乏戰(zhàn)略性指導(dǎo)原則導(dǎo)致水管理體系效率低下,缺乏遠(yuǎn)見,并且拒絕與水資源利益相關(guān)者就水資源管理問題進(jìn)行公開的交流和探討。新的水資源管理最大的挑戰(zhàn)是如何尋求實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期可持續(xù)利用水資源的水資源管理方式,為此,他們認(rèn)為體制改革和制度創(chuàng)新將是水資源管理活動(dòng)改革的一個(gè)重要方面。新的水資源管理活動(dòng)必須包含水環(huán)境治理和保護(hù)問題、水資源的可持續(xù)利用問題、水資源利益相關(guān)者之間的利益分配問題以及水資源管理決策中的公眾參與問題。

由C.A.Brebbia和P.Anagnostopolos在2002年編著出版的《水資源管理》(Ⅰ和Ⅱ)收集了2000年和2001年兩年間國際上一系列關(guān)于“水資源管理”國際會(huì)議上的文章。

C.A.Brebbia和P.Anagnostopolos在本書的前言中指出,當(dāng)前水資源管理問題在全球變得越來越復(fù)雜。水資源管理活動(dòng)主要面臨著的主要問題是:人口的增長(zhǎng)和人均水需水的增加正在家具人類對(duì)水資源的需求;與此對(duì)應(yīng)的是,水污染、水資源浪費(fèi)以及氣候變遷等因素卻正在威脅著水資源的供給。這套書從10個(gè)方面論述了當(dāng)代水資源管理活動(dòng)的內(nèi)容,他們是:水資源管理決策支持系統(tǒng),灌溉水管理,流域管理,生活用水管理,水質(zhì)管理和水活動(dòng)管理,廢水處置和管理,管道輸水和渠道輸水管理,水文模型,地下水管理,沿岸和港口水資源管理。(C.A.BrebbiaP.Anagnostopolos,2002)。值得注意的是C.A.Brebbia和P.Anagnostopolos在書中指出,現(xiàn)代水資源管理所涉及學(xué)科和領(lǐng)域已經(jīng)超出了傳統(tǒng)水文地質(zhì)學(xué)中關(guān)于水資源管理的思考和限制。

由M.AL-Rashed、V.P.Singh和M.M.Sherif合作編著的《水資源發(fā)展與管理(Ⅳ)》中從7個(gè)方面論述了水資源管理的內(nèi)容,這7個(gè)方面包括:水資源管理的目標(biāo)、政策和原則,水資源稀缺和保護(hù),用水管理,水資源管理、規(guī)劃、水權(quán)分析和處置的決策支持系統(tǒng),水電和灌溉的發(fā)展?jié)摿?,灌溉水管理,水資源稀缺管理。

其他一些比較著名的著作還包括B.DattaRay,R.P.Athparia的《水與水資源管理》(1999年);A.FarooqKhan的《水資源管理:挑戰(zhàn)與責(zé)任》(1998);經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織出版的《水資源管理:綜合政策》(1989)等。

值得注意的是,盡管學(xué)術(shù)界并未明確提出水資源管理學(xué)的概念,但在國際上許多大學(xué)中,都開設(shè)了以“水資源管理”為名稱的課程,這些課程的開始以及對(duì)水資源管理活動(dòng)的講述在一定程度上也促進(jìn)了水資源管理學(xué)的形成。例如在美國特拉華流域委員會(huì)計(jì)劃和行動(dòng)部部長(zhǎng)Dr.KennethF.Najjar在VILLANOVA大學(xué)為水利工程學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)及相關(guān)專業(yè)的研究生開設(shè)的“水資源規(guī)劃0與管理”課程介紹中,Dr.KennethF.Najjar認(rèn)為,“水資源規(guī)劃與管理”是對(duì)水資源規(guī)劃、分析、設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì)管理的理論和實(shí)際方法等綜合型課程,主要包括水資源法律和規(guī)章條例,流域管理、水資源建模、地下水和地表水需求和共給分析、洪水管理、水資源質(zhì)量管理、濕地保護(hù)。水資源供給規(guī)劃包括水資源使用、需求項(xiàng)目,水資源配置、水容量擴(kuò)充。該課程還包括水庫運(yùn)行等相關(guān)問題。水資源規(guī)劃與管理是關(guān)于水資源的綜合問題的考慮,這些問題來自于從靜態(tài)的水資源法律和章程到動(dòng)態(tài)的自然資源的應(yīng)用。

3.2國內(nèi)水資源管學(xué)研究進(jìn)展

我國關(guān)于水資源管理理論的研究開始與上個(gè)世紀(jì)80年代,早期的水資源管理研究主要是對(duì)實(shí)際水資源管理活動(dòng)中的管理內(nèi)容的簡(jiǎn)單羅列和堆加,并未從理論的高度來對(duì)水資源管理的體系和框架進(jìn)行系統(tǒng)的闡述。隨著我國水資源危機(jī)的不斷加劇以及可持續(xù)發(fā)展對(duì)現(xiàn)代水資源管理的要求和挑戰(zhàn),學(xué)術(shù)界開始逐漸關(guān)注水資源管理理論的探討和框架體系的構(gòu)建。

趙保璋主編的《水資源管理》(1994年)是我國出版較早的專門論述水資源管理的專著之一。在這本書中,作者提出,大氣降水、地表水、地下水、土壤水分以及廢水、污水等水形態(tài)都不是獨(dú)立存在的,而是有機(jī)的聯(lián)系,統(tǒng)一而相互轉(zhuǎn)化的整體。而現(xiàn)實(shí)中,長(zhǎng)期以來我國水管理體制較為混亂,水權(quán)分散,形成了“多龍治水”的局面。該書認(rèn)為,水資源管理應(yīng)該以水的資源觀點(diǎn)、水的系統(tǒng)觀點(diǎn)、水的經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)以及水的法制觀點(diǎn)出發(fā),對(duì)水資源的合理開發(fā)利用、規(guī)劃布局與調(diào)配,以及水資源保護(hù)等方面建立統(tǒng)一的、系統(tǒng)的綜合管理體制,按照相關(guān)法律由水行政部門實(shí)施管理。該書認(rèn)為水資源管理活動(dòng)主要包括規(guī)劃管理、開發(fā)管理、用水管理和水環(huán)境管理(趙保璋,1994)。

馮尚友在《水資源持續(xù)利用與管理導(dǎo)論》一書中將水資源管理定位為支持實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo),在水資源及水環(huán)境的開發(fā)、治理、保護(hù)、利用過程中,所進(jìn)行的統(tǒng)籌規(guī)劃、政策指導(dǎo)、組織實(shí)施、協(xié)調(diào)控制、監(jiān)督檢查等一系列規(guī)范性活動(dòng)的總稱。統(tǒng)籌規(guī)劃是合理利用有限水資源的整體布局、全面策劃的關(guān)鍵;政策指導(dǎo)是進(jìn)行水事活動(dòng)決策的規(guī)則和指南;組織實(shí)施是通過立法、行政、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和教育等形式組織社會(huì)力量,實(shí)施水資源開發(fā)利用的一系列活動(dòng)實(shí)踐;協(xié)調(diào)控制是處理好資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展之間的協(xié)同關(guān)系和水事活動(dòng)之間的矛盾關(guān)系,控制好社會(huì)用水與供水的平衡和減輕水旱災(zāi)害損失的各種措施;監(jiān)督檢查則是不斷提高水的利用率和執(zhí)行正確方針政策的必須手段。

吳季松在2000年和2002年先后出版了《水資源及其管理的研究與應(yīng)用》和《現(xiàn)代水資源管理學(xué)概論》兩本專著。前一部是作者多年來關(guān)于水資源管理問題的報(bào)告和講話的匯編(吳季松,2002)?!冬F(xiàn)代水資源管理學(xué)概論》一書中,作者對(duì)水資源管理的指導(dǎo)思想、水資源管理工作的基本目標(biāo)以及主要內(nèi)容做了較為系統(tǒng)的論述。從整體來看,該書更多的是從水行政管理角度探討了水資源管理的理論與實(shí)踐。

左其亭和陳曦2003年合著并出版了《面向可持續(xù)發(fā)展的水資源規(guī)劃與管理活動(dòng)》。該書從可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)出發(fā),對(duì)水資源管理理論作了初步探討。該書專門探討了現(xiàn)代水資源管理工作的工作流程、管理目標(biāo)和水資源管理基本內(nèi)容,并且提出了面向可持續(xù)發(fā)展的水資源管理活動(dòng)的主要內(nèi)容,包括:加強(qiáng)教育、提高工作覺悟和參與意識(shí);制定水資源合理利用措施、制定水資源管理政策、水資源統(tǒng)一管理以及實(shí)時(shí)進(jìn)行水量分配和調(diào)度。根據(jù)信息技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)和現(xiàn)代水資源管理的要求,該書還專門探討了水資源的信息化管理,介紹了電子信息技術(shù)和“3S”(GIS、GPS和RS)技術(shù)在水資源管理活動(dòng)中的應(yīng)用。

林洪孝在《水資源管理理論與實(shí)踐》中界定水資源管理活動(dòng)為:依據(jù)水資源環(huán)境承載能力,遵循水資源系統(tǒng)自然循環(huán)功能,按照經(jīng)濟(jì)社會(huì)規(guī)律和生態(tài)環(huán)境規(guī)律,運(yùn)用法規(guī)、行政、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、教育等手段,通過全面系統(tǒng)的規(guī)劃,優(yōu)化水資源配置,對(duì)人們的涉水行為進(jìn)行調(diào)整與控制,保障水資源開發(fā)利用與經(jīng)濟(jì)社會(huì)和諧持續(xù)發(fā)展。該書對(duì)水資源管理的理論和框架體系做了較為全面的探討,論述了水資源管理活動(dòng)的目標(biāo)、原則和方法等內(nèi)容,并構(gòu)架了水資源管理活動(dòng)的主要內(nèi)容。值得注意的是,該書提出,隨著人類水資源問題認(rèn)識(shí)的發(fā)展深化,水資源管理逐漸形成了專門的技術(shù)和學(xué)科,其管理領(lǐng)域涉及自然、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等許多方面,其管理活動(dòng)的主要內(nèi)容包括水資源權(quán)屬管理、水資源政策管理、水資源綜合評(píng)價(jià)與規(guī)劃管理、水量分配與調(diào)度管理、水質(zhì)控制與保護(hù)管理、節(jié)水管理、防汛與抗洪管理、水情監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)管理、水資源組織與協(xié)調(diào)管理以及其他水資源日常管理等十個(gè)方面。該書對(duì)水資源管理活動(dòng)的概括和構(gòu)架基本上包含了但前水資源管理活動(dòng)的所有內(nèi)容,是目前比較全面的水資源管理的概括和總結(jié)。

姜文來、唐曲等2004年出版了《水資源管理學(xué)導(dǎo)論》,本書是國內(nèi)外首部系統(tǒng)論述水資源管理學(xué)的專著。本書在界定水資源管理學(xué)基本概念的基礎(chǔ)上,對(duì)水資源管理學(xué)的基本理論進(jìn)行探討,然后專題闡述水資源管理的各個(gè)領(lǐng)域,最后展開案例研究。全書共分十九章,第一章,水資源管理學(xué)概述,界定了水資源管理學(xué)的內(nèi)涵、研究?jī)?nèi)容、研究進(jìn)展和與其他相關(guān)學(xué)科的關(guān)系;第二章,水資源管理學(xué)的理論基礎(chǔ),分別闡述了水資源可持續(xù)利用理論、水資源復(fù)合系統(tǒng)理論、生命周期理論和水資源管理學(xué)的管理學(xué)基礎(chǔ);第三章-第十七章,專題論述,論述了水資源的數(shù)量管理、質(zhì)量管理、經(jīng)濟(jì)管理、權(quán)屬管理、規(guī)劃管理、工程管理、地下水資源管理、國際水資源管理、投資管理、行政管理、風(fēng)險(xiǎn)管理、安全管理、數(shù)字化管理和其他水資源相關(guān)管理;第十八章和第十九章,案例研究,以首都圈農(nóng)業(yè)水資源、民勤水資源可持續(xù)利用展開研究。

第6篇

多孔介質(zhì)中土壤溶質(zhì)遷移課程研究的是溶于水體或多孔介質(zhì)中的溶液的過程、規(guī)律和機(jī)理。多孔介質(zhì)中的液相部分并非純水,而是含有根中無機(jī)與有機(jī)溶質(zhì)的溶液。溶質(zhì)在多孔介質(zhì)中的運(yùn)移不僅與水的流動(dòng)相關(guān),而且與溶質(zhì)的理化性質(zhì)以及在水力驅(qū)動(dòng)過程中所發(fā)生的物理、化學(xué)和生物過程等密切關(guān)系。多孔介質(zhì)中土壤溶質(zhì)遷移這門課程所包括的內(nèi)容已不僅僅局限于土壤物理學(xué),同時(shí)也包括了土壤化學(xué)的研究。因此,多孔介質(zhì)中的土壤溶質(zhì)運(yùn)移這門課程所涉及的學(xué)科范圍屬于土壤學(xué)科,是土壤物理和土壤化學(xué)的交叉學(xué)科。而進(jìn)一步從水文和水文地質(zhì)學(xué)科角度分析,則屬于土壤水文學(xué)或包氣帶水文學(xué)的范疇。從環(huán)境科學(xué)角度,則屬于環(huán)境土壤或環(huán)境水文學(xué)的研究對(duì)象。因此,通過這門學(xué)科的學(xué)習(xí)可以有效地掌握多門課程的基礎(chǔ)理論,對(duì)地下水環(huán)境污染的預(yù)測(cè)防治理論及應(yīng)用均有重要意義,同時(shí)該門課程中提出的理論和方法,亦可提高地下水中污染物運(yùn)移監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性,使之符合野外大區(qū)域尺度的實(shí)際情況。

一多孔介質(zhì)溶質(zhì)遷移課程的改革實(shí)踐與創(chuàng)新

多孔介質(zhì)中的溶質(zhì)遷移課程是我校水利水電學(xué)院農(nóng)業(yè)水土工程專業(yè)基礎(chǔ)課程之一,教學(xué)目的以掌握多孔介質(zhì)中的溶質(zhì)遷移理論知識(shí)為主要目的。但近年來由于工業(yè)迅速發(fā)展,農(nóng)業(yè)化肥農(nóng)藥的大量投入,土壤、地下水的污染日益嚴(yán)重,為我們土壤及地下水環(huán)境保護(hù)敲響警鐘。因此,對(duì)于本課程知識(shí)的掌握就不能僅僅限定在教材的范圍中,應(yīng)該教會(huì)學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)以致用,只有這樣才能體現(xiàn)本課程所述理論的“實(shí)踐性”價(jià)值。

對(duì)于多孔介質(zhì)溶質(zhì)遷移課程,由于本課程知識(shí)理論抽象、枯燥,模型方程難理解,難求解,是學(xué)生普遍認(rèn)為不僅難學(xué)而且用處不大的課程。因此,在教學(xué)實(shí)踐中,我們期望改變目前的現(xiàn)狀,探索并建立了以學(xué)生能力培養(yǎng)為主,理論與實(shí)踐聯(lián)系的教學(xué)方法體系,吸收國內(nèi)外先進(jìn)的、基礎(chǔ)性、前沿性和時(shí)代性的教學(xué)實(shí)踐范例;提出了采用與研究型教學(xué)理念相適應(yīng)的學(xué)習(xí)資料,以及授課與課堂討論形式,課后作業(yè)類型、試驗(yàn)技能和考核方法;授課環(huán)節(jié)中采用中英文雙語授課,課程講授過程中將專業(yè)英語穿插授課環(huán)節(jié),并加強(qiáng)傳統(tǒng)教材,網(wǎng)絡(luò)多媒體和電子教材的建設(shè);同時(shí)注意培養(yǎng)學(xué)生開展創(chuàng)新試驗(yàn)素質(zhì),強(qiáng)化研究型實(shí)驗(yàn),完善實(shí)驗(yàn)方法,提升創(chuàng)新思維與科研實(shí)踐能力。

多孔介質(zhì)溶質(zhì)遷移作為農(nóng)業(yè)水土工程專業(yè)的基礎(chǔ)理論課程與主干課程,課程知識(shí)面廣,知識(shí)點(diǎn)較多和綜合性強(qiáng)。因此,在授課環(huán)節(jié)中應(yīng)注重基礎(chǔ)理論的講授,結(jié)合目前科研過程中已開展或正在開展的科研實(shí)踐舉例來充實(shí)課程內(nèi)容,并采用啟發(fā)式教學(xué),提出一些與實(shí)踐相關(guān)的思考問題以供學(xué)生積極主動(dòng)思考,拓展學(xué)生的思維能力。在講授課程內(nèi)容過程中,培養(yǎng)學(xué)生從整個(gè)課程章節(jié)的系統(tǒng)組成出發(fā),了解每章在該課程中的作用以及各章之間的內(nèi)在聯(lián)系,達(dá)到系統(tǒng)理解本課程的全部?jī)?nèi)容。在重點(diǎn)闡述基本測(cè)試?yán)碚摵蜏y(cè)試技術(shù)的基礎(chǔ)上,介紹學(xué)科前沿發(fā)展方向和最新的實(shí)驗(yàn)技術(shù),如新的測(cè)試新方法、新型傳感器、數(shù)據(jù)記錄儀與自動(dòng)采集系統(tǒng)、虛擬測(cè)試技術(shù)和“3S”技術(shù)等,開拓學(xué)生的視野、豐富學(xué)生的知識(shí)面。

二實(shí)驗(yàn)課程的組織和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與創(chuàng)新

在多孔介質(zhì)溶質(zhì)遷移課程的部分章節(jié)中,如溶質(zhì)穿透曲線概念及研究方法、土壤溶質(zhì)隨坡面徑流中,由于其溶質(zhì)遷移物理過程復(fù)雜、研究機(jī)理抽象,學(xué)生較難理解。因此,我們將課程地點(diǎn)安排設(shè)置在實(shí)驗(yàn)室內(nèi),改變傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式,掙脫教室的束縛,把實(shí)驗(yàn)室同樣作為學(xué)習(xí)的場(chǎng)所,以學(xué)生親自動(dòng)手、實(shí)際模擬、實(shí)驗(yàn)觀測(cè)和后期數(shù)據(jù)處理為主要手段,讓學(xué)生充分理解什么是孔隙體積,什么是相對(duì)濃度及相對(duì)體積,什么是相對(duì)混合深度,通過課內(nèi)穿插的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué),大大提升了學(xué)生對(duì)于本門課程的興趣,同時(shí)亦使學(xué)生認(rèn)識(shí)并掌握試驗(yàn)研究的程序、內(nèi)容與方法,以提高學(xué)生的綜合分析能力,為以后的科研工作進(jìn)行系統(tǒng)的方法、思路、綜合能力和科研報(bào)告撰寫等的訓(xùn)練,以期提高學(xué)生的科研工作能力。

同時(shí)依據(jù)本門課程的難點(diǎn)、重點(diǎn),將本門課程的重要研究理論與相關(guān)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,學(xué)生通過前期實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備充分了解本研究理論的影響因素;通過實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過程操作,繼續(xù)加深對(duì)本理論的理解,克服學(xué)生接受復(fù)雜理論的恐懼心理,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,進(jìn)而提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的吸收程度。

三課程的研究性教學(xué)方法的創(chuàng)新

對(duì)于農(nóng)業(yè)水土工程專業(yè)選修課程體系的選擇,我們?cè)诔浞种v授本課程基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)的前提下,首次建立了以教師命題為主,學(xué)生自己興趣愛好相結(jié)合的方式。授課環(huán)節(jié)中設(shè)立子專題,給學(xué)生較多的空間,使學(xué)生在課余時(shí)間利用各種渠道收集與研究專題相關(guān)的資料,獲取與本課程相關(guān)的知識(shí)點(diǎn),并嚴(yán)格按照科技論文的形式撰寫讀書報(bào)告,闡述對(duì)本課程的理解(學(xué)科發(fā)展綜述、存在科學(xué)問題以及自己的認(rèn)識(shí)等),轉(zhuǎn)變老師作為知識(shí)權(quán)威和壟斷者的角色,變“學(xué)科教師”為學(xué)生“導(dǎo)師”,引導(dǎo)鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí),向社會(huì)學(xué)習(xí)、向他人學(xué)習(xí)。教學(xué)方式的改革不僅能培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立查閱中英文文獻(xiàn)和綜合分析文獻(xiàn)資料的能力,還能鍛煉與培養(yǎng)學(xué)生形成相關(guān)科學(xué)研究的方法和技能。通過對(duì)課程教學(xué)方法的改革,一定程度上改變了傳統(tǒng)的教學(xué)體系與教學(xué)方式,增強(qiáng)本科學(xué)習(xí)階段的研究性教學(xué)環(huán)節(jié),提高學(xué)生的素質(zhì)與綜合能力。

四通過多媒體課堂教學(xué)實(shí)現(xiàn)軟件模擬教學(xué)的創(chuàng)新

由于本門課程公式、參數(shù)較多,一個(gè)模型有時(shí)甚至可以有數(shù)十幾個(gè)參數(shù),在授課過程中,若僅以簡(jiǎn)單的多媒體傳授為主,那么就會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對(duì)于本門課程的一知半解,其教學(xué)也不能取得較好的效果,對(duì)學(xué)生本專業(yè)發(fā)展也極為不利。因此,在本門課程理論偏多的章節(jié),我們將能夠處理相關(guān)模型,求解參數(shù)的模型、說明書及其相關(guān)已有的研究數(shù)據(jù)提前拷貝給學(xué)生。同時(shí)在授課時(shí),安排4名學(xué)生攜帶筆記本電腦一臺(tái),在課堂上通過與教師同步軟件操作處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),來用于課堂模型模擬學(xué)習(xí)。通過一步步教授學(xué)生如何學(xué)會(huì)使用相關(guān)軟件求解復(fù)雜溶質(zhì)遷移參數(shù)及溶質(zhì)遷移過程模擬,獲取獨(dú)立處理相關(guān)問題的能力,同時(shí)處理數(shù)據(jù)的過程又進(jìn)一步加深了學(xué)生們對(duì)于本課程基礎(chǔ)知識(shí)的理解與認(rèn)識(shí)。幾堂課下來,學(xué)生基本能夠?qū)?fù)雜問題簡(jiǎn)單化,抽象問題具體化,課堂效果較好。

五課程評(píng)價(jià)體系和考核方法的改革與創(chuàng)新

從2005年起,我們就本課程的教學(xué)借鑒了國外一流大學(xué)、中國科學(xué)院及國內(nèi)重點(diǎn)大學(xué)多孔介質(zhì)溶質(zhì)遷移課程相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容與方法。我們通過調(diào)研,發(fā)現(xiàn)國外大學(xué)相關(guān)專業(yè)的教學(xué)以啟發(fā)型、自主型和開放型的教學(xué)方法為主,更加注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在考核方面尤為重視,多采用開放式題目,學(xué)生可自選與課程內(nèi)容相關(guān)的題目,來進(jìn)行專業(yè)課程考核,注重培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成命題的精神和意識(shí),且日常作業(yè)以大作業(yè)為主,著重培養(yǎng)學(xué)生的探究與創(chuàng)新意識(shí)。

在此基礎(chǔ)上,圍繞創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目標(biāo),借鑒國內(nèi)外相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域教學(xué)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),結(jié)合西安理工大學(xué)本科專業(yè)教學(xué)中的實(shí)際情況,探究與改革教學(xué)的考試方式了。傳統(tǒng)考試形式多以一次性定時(shí)閉卷考試為主。傳統(tǒng)考核方法具有諸多弊端。首先學(xué)生以臨時(shí)突擊應(yīng)付考試為主,平時(shí)課堂學(xué)習(xí)及課后復(fù)習(xí)較少;二是對(duì)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力考查,不利于創(chuàng)新性思維的發(fā)揮。采用新的教學(xué)評(píng)價(jià)體系,可以改變傳統(tǒng)的一考定終身評(píng)價(jià)方式,注重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的評(píng)價(jià)與激勵(lì)??偝煽?jī)由平時(shí)作業(yè)、課堂討論表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)研究和研究性創(chuàng)新、期末考試共4部分組成,分別占總成績(jī)的10%、10%、20%、60%。

為考察學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)的程度,期末考試時(shí)我們采取閉卷考試方式,確保學(xué)生熟練掌握本課程的基礎(chǔ)理論和重點(diǎn)理論。而對(duì)于理解性的內(nèi)容,以課程實(shí)驗(yàn)研究與創(chuàng)新性考核為主。通過考核學(xué)生制訂實(shí)驗(yàn)方案和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程的合理性與可行性、實(shí)驗(yàn)過程中的邏輯性性和完整性、實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行理論分析的邏輯性、正確性與可靠性,以及分析儀器操作步驟的合理性、對(duì)掌握儀器使用方法的熟練程度;實(shí)驗(yàn)報(bào)告編寫的規(guī)范性、條理性與整潔性,圖表數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與規(guī)范性;對(duì)實(shí)驗(yàn)思考問題解答的正確性與創(chuàng)新性等。同時(shí)考核中,我們還設(shè)立了創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的考核,考察學(xué)生在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中所展示的創(chuàng)新能力、理論聯(lián)系實(shí)際能力、總結(jié)歸納能力、科研實(shí)踐技能以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等。

與此同時(shí),為增強(qiáng)課堂講授的效果,根據(jù)本課程的特點(diǎn),把本專業(yè)教師的相關(guān)科研成果引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中,以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣,培養(yǎng)開展研究型實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新能力。注重學(xué)生的創(chuàng)造精神培養(yǎng),擴(kuò)展學(xué)生自主研究思考空間。以達(dá)到使學(xué)生由“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變成為“我要學(xué)”的主動(dòng)接受事實(shí)的目的,注重學(xué)生的理論推理的邏輯思維、實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。此外也進(jìn)行了考核評(píng)價(jià)方式改革等實(shí)踐,如開辟了免試通道,鼓勵(lì)學(xué)有余力的學(xué)生參加國內(nèi)外的創(chuàng)新型競(jìng)賽項(xiàng)目等多種考核方式來獲得本課程成績(jī)。為學(xué)生提供寬松的學(xué)習(xí)氛圍,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,促進(jìn)了學(xué)生從應(yīng)試性學(xué)習(xí)研究型學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變,有利于學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)。

總之,多孔介質(zhì)溶質(zhì)遷移課程教學(xué)改革是具有偉大意義的。盡管我們已經(jīng)做了多年的嘗試,取得了一些成績(jī),但我們能感受到,高校的課程改革創(chuàng)新之路還很長(zhǎng),還有很多需要我們進(jìn)一步努力的事情。我們將遵循教學(xué)規(guī)律,不斷改革創(chuàng)新,建立創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,為社會(huì)培養(yǎng)大量學(xué)生和家長(zhǎng)認(rèn)可、企業(yè)需要、就業(yè)前景良好、創(chuàng)業(yè)意識(shí)強(qiáng)的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

參考文獻(xiàn)

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