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【基金項目】貴州省科技廳聯(lián)合基金(黔科合LH字[2014]7617);貴州大學(xué)引進人才科研基金項目(2014-61)。
【中圖分類號】P64 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089(2015)11-0215-02
0 引言
高校專業(yè)課的教學(xué)過程中,要結(jié)合課程特色及學(xué)校的實際情況采取適宜的教學(xué)模式(趙建軍,2010;高文,1998)。“專門水文地質(zhì)學(xué)”作為水文水資源專業(yè)的應(yīng)用型專業(yè)核心課程,是研究地下水勘查及其應(yīng)用的技術(shù)理論和方法的課程,具有很強的綜合性和應(yīng)用性。教學(xué)的目的是培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)的水文地質(zhì)學(xué)理論與技術(shù)開展地下水科學(xué)研究及分析解決與地下水有關(guān)的資源、環(huán)境、地下水危害等實際問題的能力,從而為以后從事專業(yè)技術(shù)工作打下基礎(chǔ)。鑒于該課程理論教學(xué)部分較為枯燥,在學(xué)習(xí)中,如何帶動學(xué)生在學(xué)習(xí)中的積極性,使學(xué)生在輕松的環(huán)境中掌握該課程的主要內(nèi)容,是該課程教學(xué)中的難點(張發(fā)明,2006;畢孔彰,2004)。筆者結(jié)合在實際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的主要問題,結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗,探索該課程的教學(xué)模式。
1.課程教授過程中出現(xiàn)的主要問題
在課程學(xué)習(xí)后的課程設(shè)計是對 “專門水文地質(zhì)學(xué)”課程知識的具體運用。根據(jù)以往實習(xí)反饋的信息發(fā)現(xiàn)學(xué)生在實習(xí)過程中往往不知如何開展水文地質(zhì)調(diào)查工作,現(xiàn)象產(chǎn)生的原因主要有3 個方面:(1)對課程的基礎(chǔ)概念、基本技術(shù)方法和課程的基本結(jié)構(gòu)體系沒有掌握;(2)無法將學(xué)習(xí)到的知識在具體的水文地質(zhì)工程中進行應(yīng)用,課程的教學(xué)過程中,工程實例的講解不足;(3)對水文地質(zhì)問題認識不夠全面和深入,致使方案設(shè)計難以滿足要求。主要原因是對水文地質(zhì)調(diào)查方法的適用性沒有掌握。
要解決以上問題,可以依靠優(yōu)化“專門水文地質(zhì)學(xué)”課程設(shè)置及探討新的教學(xué)模式來解決。
2.“專門水文地質(zhì)學(xué)”教學(xué)課程設(shè)置
“專門水文地質(zhì)學(xué)”課程總體上可以分為3 個部分(曹劍峰,2014):第一部分為水文地質(zhì)調(diào)查方法,是從事水文地質(zhì)工作的基礎(chǔ)和基本技術(shù),該篇主要介紹了水文地質(zhì)勘查方法種類、手段、工作階段和工作程序,水文地質(zhì)測繪,水文地質(zhì)鉆探,水文地質(zhì)物探水文地質(zhì)試驗,地下水動態(tài)與均衡,水文地質(zhì)調(diào)查成果等;第二部分為供水水文地質(zhì),是該書的核心和重點內(nèi)容,主要內(nèi)容為供水水文地質(zhì)概論,供水水質(zhì)評價,地下水水量計算與評價,地下水資源的合理開發(fā)利用、保護與管理等;第三部分為礦床水文地質(zhì),是應(yīng)用性和針對性很強的內(nèi)容,主要介紹了礦床水文地質(zhì)基礎(chǔ)知識(礦床及礦床開采的某些基本知識,礦床充水條件,礦床水文地質(zhì)類型等)礦坑涌水量預(yù)測,礦床水文地質(zhì)調(diào)查及礦坑水防治方法等。
根據(jù)大綱安排,教學(xué)課時為48 學(xué)時。如何在有限的時間內(nèi),使學(xué)生掌握本門課程的重點內(nèi)容,成為教學(xué)內(nèi)容安排的難點。筆者依據(jù)學(xué)生在實習(xí)中表現(xiàn)出的種種問題,在“專門水文地質(zhì)學(xué)”課程設(shè)置上,考慮以下3個原則:(1)詳細講解水文地質(zhì)調(diào)查方法及其適用性;(2)突出講解供水水源、勘查階段和使用的各種勘查方法的特點和要求;(3)適當(dāng)壓縮礦山水文地質(zhì)勘查內(nèi)容;(4)根據(jù)各行業(yè)最新工程地質(zhì)勘察規(guī)范更新教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)上述原則,第一部分安排16個學(xué)時,占總學(xué)時數(shù)的33%,第二部分安排20學(xué)時,占總學(xué)時數(shù)的41%,第三部分安排12學(xué)時,占總課時的25%。
3.課程教學(xué)模式探討
對于“專門水文地質(zhì)學(xué)”這種應(yīng)用型課程,使學(xué)生能夠在生產(chǎn)實踐中將學(xué)習(xí)到的知識進行應(yīng)用是學(xué)習(xí)的最終目標(biāo)。根據(jù)該課程特點,筆者制訂了“以工程案例引導(dǎo)講授課程基本理論和方法”的教學(xué)模式(圖1)
圖1.專門水文地質(zhì)教學(xué)模式圖
在教學(xué)結(jié)構(gòu)模式的指導(dǎo)下,根據(jù)課程教學(xué)內(nèi)容的特點和學(xué)生實踐中所表現(xiàn)出來的問題,將“專門水文地質(zhì)學(xué)”課程內(nèi)容分為專門水文地質(zhì)學(xué)理論和工程應(yīng)用兩個部分,兩部分采用不同的教學(xué)方式。
(1)理論和方法部分突出強調(diào)各種水文地質(zhì)調(diào)查方法的適用范圍;供水水文地質(zhì)的基本概念及計算評價方法;礦山水文地質(zhì)的基本概念和技術(shù)方法。讓學(xué)生認識到各種方法之間不是獨立的,是相輔相成,互為補充的一項系統(tǒng)工程。
(2)工程應(yīng)用方法的授課目的是使學(xué)生在掌握水文地質(zhì)調(diào)查、評價和計算的基礎(chǔ)上,對各種方法進行綜合應(yīng)用,針對不同的水文地質(zhì)問題,選用合適的工程案例,首先提出問題,讓學(xué)生回答這些問題應(yīng)該應(yīng)用何種方法和理論進行解決,然后教師依據(jù)學(xué)生回答情況,分析講解解決問題的方法及過程中注意的問題。
4.課程教學(xué)過程
為了讓學(xué)生在問題導(dǎo)向下掌握課程的關(guān)鍵內(nèi)容,課程教學(xué)過程中應(yīng)堅持以下內(nèi)容:
(1)以不同類型的水文地質(zhì)工程實例為主線,串聯(lián)每堂課的關(guān)鍵知識點,建立知識結(jié)構(gòu)體系。應(yīng)以多媒體列舉工程實例,提出問題,調(diào)動學(xué)生參與課題討論的積極性,在討論中掌握知識點,如水文地質(zhì)調(diào)查中,可以結(jié)合貴州某地區(qū)水文地質(zhì)調(diào)查中需要調(diào)查的項目,分析調(diào)查這些項目所需要的手段,再緊密圍繞這些手段提出具體的調(diào)查方案,最后對水文地質(zhì)調(diào)查的方法和要點進行總結(jié)。
(2)在“專門水文地質(zhì)學(xué)”的教學(xué)中,仔細備課,認真準備工程案例,利用多媒體軟件展示工程現(xiàn)場的細節(jié),讓學(xué)生有身臨其境的感覺。同時利用啟發(fā)式教學(xué),讓學(xué)生回答問題,自己主動的去尋找答案,活躍課堂氛圍,使課堂教學(xué)不乏味,形成針對課程本身的良性互動。
5.結(jié)束語
(1)“專門水文地質(zhì)學(xué)”是一門應(yīng)用型地質(zhì)課程,該課程的內(nèi)容繁雜,在有限的時間內(nèi)讓學(xué)生們掌握該課程的重點內(nèi)容就需要對課程內(nèi)容進行合理設(shè)置,教學(xué)過程中突出重點內(nèi)容。 (2)“專門水文地質(zhì)學(xué)”的教授過程中,易結(jié)合具體工程實例,采用問題引導(dǎo)式教學(xué),帶動學(xué)生參與課程的積極性,同時在解答問題的過程中讓學(xué)生掌握該課程的知識點。
(3)做好試卷分析,對學(xué)生沒有掌握的內(nèi)容對學(xué)生進行再次講解,同時也可為未來的教學(xué)過程提供借鑒和參考。
參考文獻:
[1]趙建軍,王運生,巨能攀. “工程地質(zhì)勘察”課程教學(xué)模式探討[J].中國地質(zhì)教育, 2010,(4):35-38.
[2]高文.現(xiàn)代教學(xué)的模式化研究[M]. 濟南:山東教育出版社,1998.
[3]張發(fā)明, 高正夏, 袁寶遠,等. 地質(zhì)工程專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的實踐[J]. 中國地質(zhì)教育,2006,(3):60-65.
[4]畢孔彰, 胡軒魁. 中國含地質(zhì)類專業(yè)高等院校(系)簡介[M].北京: 地質(zhì)出版社, 2004.
二、水文地質(zhì)學(xué)專業(yè)文獻的文體特征和英譯方法
水文地質(zhì)學(xué)專業(yè)文獻具有科技文獻的一般特點:無人稱、語氣正式、陳述客觀準確、語言規(guī)范、文體質(zhì)樸、邏輯性強、專業(yè)術(shù)語性強[5]。因此,對于傳遞科技信息的專業(yè)文獻,譯者在翻譯時要遵循忠實原文的原則,忠實傳遞原文的信息和文體風(fēng)格,注重原文的客觀性、信息的準確性、邏輯上的連貫性和表達上的規(guī)范性,同時又要符合譯語的表達習(xí)慣,確保譯文簡潔、易懂。簡言之,就是翻譯時應(yīng)遵循“準確、清晰、簡潔、規(guī)范”的原則:準確是指翻譯時確保所傳達的科技信息、專業(yè)術(shù)語的準確性;清晰即譯文應(yīng)表達清晰、行文通順、完整正確傳遞原文的信息,避免行文晦澀;簡潔指在準確、清晰的基礎(chǔ)上使譯文變得簡潔,不累贅,無冗余;規(guī)范即對文中所出現(xiàn)的術(shù)語、縮略詞、符號、公式等都要統(tǒng)一規(guī)范,符合國際標(biāo)準。此外,譯者應(yīng)避免流露個人感情和各種修辭手段,客觀描述原文所傳遞的科技信息。以下就從詞匯和語法兩個方面探討水文地質(zhì)學(xué)專業(yè)文獻的特點和翻譯方法。
(一)詞匯
專業(yè)文獻的顯著特點之一是大量地使用專業(yè)詞匯和半專業(yè)詞匯,這也是翻譯時的難點之一。專業(yè)詞匯是指僅用于某一學(xué)科或?qū)I(yè)的詞匯或術(shù)語,在某一學(xué)科具有固定的含義。按構(gòu)詞方式來分,專業(yè)詞匯可分為兩類:一是某種專業(yè)特有的詞匯,如aquifer(含水層)、hydrolysis(水解);二是取自英語中的常用詞,在水文地質(zhì)專業(yè)中成為專業(yè)術(shù)語,如horizon在英語中一般作“地平線、眼界”的意思,在水文地質(zhì)專業(yè)中卻具有“層”的意思,如impervious horizon(不透水層)、illuvial horizon(沉積層),再如fault(缺點)和fold(折疊)在水文地質(zhì)學(xué)里分別譯為“斷層”和“褶皺”。
半專業(yè)詞匯一般不專屬于某一學(xué)科,在不同學(xué)科表達不同的意思,如depression,日常英語中作“憂傷、沮喪”的意思,在氣象學(xué)里指“低氣壓”,醫(yī)學(xué)上指“抑郁癥”,經(jīng)濟學(xué)中指“經(jīng)濟蕭條”,水文地質(zhì)學(xué)中是“凹陷”的意思,如continental slope depression(陸坡區(qū)凹陷)、groundwater depression cone(地下水降落漏斗);channel物理學(xué)上指電路,水力學(xué)中指“河道、河床”,如channel slope(河道比降);vegetation在醫(yī)學(xué)上指“增殖體”,但在生態(tài)學(xué)和水文地質(zhì)學(xué)里指“植被”,如herbaceous vegetation(草本植被)。因此,譯者必須在熟知這些專業(yè)詞匯的基礎(chǔ)上準確快速地應(yīng)用于專業(yè)文獻的翻譯。
此外,出于簡略和方便的需要,縮略語也廣泛使用于水文地質(zhì)專業(yè)中的專業(yè)詞匯里,一般是由某一詞語組合中主要詞的大寫首字母組成,如GW是groundwater地下水的縮寫,PRB指permeable reaction barrier(滲透反應(yīng)墻),ANN—Artificial Neural Network(人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)),GA—Genetic Algorithms(遺傳算法)。對于縮略詞的翻譯,需要注意以下幾點:(1)縮略詞不能直接用于文章標(biāo)題,應(yīng)給出全稱。(2)縮略詞在文中第一次出現(xiàn)時應(yīng)給出全稱。(3)同一縮略詞在不同行業(yè)中所表達的含義不一樣。因此在翻譯過程別需要注意縮略詞的使用,避免造成誤解。
(二)語法
水文地質(zhì)專業(yè)文獻漢英翻譯的語法特點主要表現(xiàn)在時態(tài)、語態(tài)、名詞化傾向、非限定性動詞和長句的頻繁使用。
1.時態(tài)、語態(tài)。水文地質(zhì)專業(yè)英語文獻多用動詞現(xiàn)在時,尤其是一般現(xiàn)在時,用以敘述通常發(fā)生的客觀事實、自然現(xiàn)象或真理,以示行文的客觀。專業(yè)文獻傾向使用被動語態(tài),這是因為與主動語態(tài)相比,被動語態(tài)表達更為客觀,也有助于突出句中所出現(xiàn)的自然現(xiàn)象或事物上。
例:將BP算法和遺傳算法結(jié)合在一起,用遺傳算法來優(yōu)化人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)初始權(quán)重,建立了蘇錫常地區(qū)地裂縫危險性評價模型。
譯文:This paper combines Back Propagation (BP) Algorithms with Genetic Algorithms(GA), using BP to optimize the initial wEight of artificial neural network(ANN), establishes the fatalness assessment model of earth fissure in Suzhou-Wuxi-Changzhou area.(除了使用一般現(xiàn)在時客觀陳述,譯文使用了增詞法,增加了主語“this paper”,因為第三人稱語氣也表示行文的客觀、正式。)
例:利用先進的非線性模型和預(yù)測系統(tǒng)估計和預(yù)測榆次市的地裂縫災(zāi)害。
譯文:The developed nonlinear modeling and forecasting system was used to assess and forecast the earth fracture hazard in Yuci City.(被動語態(tài)的使用既起到強調(diào)的作用,又使譯文表達更為客觀。)
2.名詞化傾向。水文地質(zhì)專業(yè)科技文獻要求語言簡練,表達明晰,因此為了達到語言結(jié)構(gòu)的簡化,英譯的過程中名詞也大量被使用,主要表現(xiàn)在三個方面:一是指在科技英語中應(yīng)使用表示動作或狀態(tài)的抽象名詞或起名詞功用的非限定動詞,如transmission(傳輸),prevention(預(yù)防),formation(形成)等;二是名詞連用現(xiàn)象,即名詞修飾名詞,如earth fracture hazard(地裂縫災(zāi)害),formation mechanism(形成機制),water distribution network(配水網(wǎng));三是派生名詞的使用,這類名詞通常是由動詞派生的,后面常帶有一個介詞詞組,如the stability of underwater flow systems(地下水流系統(tǒng)的穩(wěn)定性),the degradation of environment(環(huán)境的惡化)。英譯時可以采用詞性轉(zhuǎn)換法(如動詞轉(zhuǎn)化成名詞)和修飾詞轉(zhuǎn)換法(如名詞修飾詞轉(zhuǎn)化成形容詞修飾中心詞)等方法。
3.非限定動詞。不定式短語、動名詞短語、分詞短語等非限定動詞的使用(特別是分詞短語的使用),可以使原文的句子結(jié)構(gòu)嚴謹、句子簡潔,所以在水文地質(zhì)專業(yè)文獻的漢英翻譯時較多使用這些非限定動詞。
例:為滿足人口增長對水資源的需求帶來的地表水和地下水枯竭,是保持淡水供應(yīng)的最大威脅。
譯文:The greatest threat to maintain fresh water supplies is depletion of surface water and groundwater resources used to meet the needs of a rapidly growing human population.
此句翻譯時除了使用不定式短語to maintain, to meet和分詞短語used, growing使句子結(jié)構(gòu)嚴謹、簡潔之外,整句的翻譯采用了倒譯法,即各種句子成分和結(jié)構(gòu)在順序上倒譯,這主要由于漢、英兩種語言表達方式的不同,漢語中通常會把強調(diào)部分放后,而英語中正好相反。
例:為預(yù)測地裂縫的發(fā)展趨勢和減少其產(chǎn)生的負面作用,開展地裂縫的分布、模式和形成機制的研究是非常重要的。
結(jié)合注冊公用設(shè)備工程師(給水排水)考綱,有的放矢地教學(xué)。注冊公用設(shè)備工程師(給水排水)制度,不僅有利于規(guī)范從業(yè)人員水平,并對給水排水工程專業(yè)的教學(xué)改革起到導(dǎo)向作用[1]。注冊公用設(shè)備工程師(給水排水)考試分為基礎(chǔ)考試和專業(yè)考試,該考試實行全國統(tǒng)一大綱、統(tǒng)一試題的考試制度。基礎(chǔ)考試分為基礎(chǔ)考試(上)和基礎(chǔ)考試(下),其中基礎(chǔ)考試(下)為專業(yè)基礎(chǔ)課,共120題(每題1分),包括水文地質(zhì)學(xué)共計20分。在考試考綱中明確規(guī)定了每門課程的考點,因此在教學(xué)中,教師可以依據(jù)考綱有的放矢地安排教學(xué)的重點章節(jié),使學(xué)生扎實地掌握給水排水工程專業(yè)基礎(chǔ)知識,使其具備良好的專業(yè)綜合素質(zhì)及應(yīng)用能力。考綱考點主要分布在地下水儲存、地下水運動、地下水分布特征和地下水資源評價等內(nèi)容中,因而教學(xué)中的重點章節(jié)應(yīng)安排在地質(zhì)構(gòu)造、地下水形成、分布、循環(huán)、地下水流向井穩(wěn)定運動和地下水儲量計算及開采量評價等。對于重點章節(jié)的教學(xué)要做到條理清晰,在知識的深度和廣度上下功夫。
巧用多媒體教學(xué),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
傳統(tǒng)的教學(xué)對于概念和理論的闡述往往是抽象的,學(xué)生無法獲得直觀的感受,但形象的材料才易于被大腦接受和記憶[2]。多媒體改變了傳統(tǒng)教學(xué)中粉筆加黑板單一、呆板的表現(xiàn)形式,能將抽象、生澀、陌生的知識直觀化、形象化,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動其主動學(xué)習(xí)的積極性。由此可見多媒體教學(xué)的優(yōu)點在于將知識點和圖片、動畫有機結(jié)合起來,直觀地展示給學(xué)生。另外由于課時所限,省略了實踐環(huán)節(jié)的教學(xué),學(xué)生不能通過野外地質(zhì)工作加深對于概念的理解,故通過多媒體教學(xué)展示礦物、巖石和構(gòu)造就顯得尤為重要。例如,將能反映巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖的形成過程、結(jié)構(gòu)及構(gòu)造特點的圖片制成多媒體,使學(xué)生基本能辨認一些常見的巖石,進而深入理解巖石特性;通過觀看火山爆發(fā)、地震等短片,使學(xué)生了解火成巖的形成、結(jié)構(gòu)以及地球內(nèi)部狀態(tài)等。
采用有聲、有色、有形的課堂教學(xué)模式,加深學(xué)生對于概念的理解,有助于記憶。但要避免多媒體放映過快,學(xué)生一味抄筆記的現(xiàn)象發(fā)生,教師在教學(xué)中需配合適當(dāng)?shù)闹v解和板書,將知識要點進行板書,再穿插實際工程講解,才能使學(xué)生充分認識到水文地質(zhì)是一門與實際工程緊密聯(lián)系的學(xué)科,而且掌握了將理論知識運用于工程實際的方法,提高了學(xué)習(xí)這門課程的興趣[3]。
重視課前復(fù)習(xí)和課后練習(xí)
2調(diào)整考試方法,注重能力的培養(yǎng)
在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn),很多基礎(chǔ)而實用的知識不便于拿到試卷上對學(xué)生進行考核,前期的考試方法,多注重死記硬背知識,一定程度上束縛了學(xué)生實際動手能力以及創(chuàng)造能力的發(fā)展,為此對考試方法進行了適當(dāng)調(diào)整。對本課程學(xué)生的考核,不僅有期末考試成績,還增加了實驗成績、課堂表現(xiàn)成績、課后習(xí)題成績等3項。期末考試試題從編制的試題庫中選取,不便于拿到試卷上考試的知識點主要放到實驗課以及以課堂提問的方式進行考核。制定了這樣一套考核方案后,學(xué)生不再只關(guān)注最后一次期末考試,更注重了平時各個方面的平衡發(fā)展,把對期末考試的壓力分配到平時各個環(huán)節(jié),不再以一套試卷評定學(xué)生的知識掌握情況。該套方案的實施較真實地反映出學(xué)生的獨立地分析問題和解決問題的能力,同時也兼顧了學(xué)生自學(xué)能力、動手能力等各方面的發(fā)展。
3重視理論與實際結(jié)合,增強知識實用性
常言道:“臺上一分鐘,臺下十年功。”各位老師只有努力加強專業(yè)知識及教育教學(xué)方法的積累,提高自身對專業(yè)知識的掌握程度,才能將專業(yè)知識很好地傳授給學(xué)生。專業(yè)教師提高自身水平及能力的一種重要途徑就是進行科學(xué)研究,努力提高自身科學(xué)素養(yǎng),才能很好地把握本專業(yè)、本學(xué)科的發(fā)展動態(tài)和方向,及時將前沿科研成果引入教學(xué),增強課程內(nèi)容的廣度和深度,明確所講知識和方法的適用范圍,對適用性強的知識和方法才會有更好的把握。同時可以將科研過程中遇到的困難,以及如何克服困難最終完成項目的過程介紹給學(xué)生,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,促進學(xué)生科學(xué)思維的形成。比如,講第十一章裂隙水的時候,將作者正在實施的“云南省元陽縣大坪金礦水工環(huán)地質(zhì)勘查”項目研究成果和經(jīng)驗介紹給學(xué)生,讓學(xué)生們練習(xí)設(shè)計勘查內(nèi)容及任務(wù)等,然后將實際中遇到的難題,如何穿越重重高山進行實地調(diào)查,以及采用多種方法進行閃長巖地區(qū)礦坑涌水量預(yù)測等情況逐一給學(xué)生講解,極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,活躍了課堂氛圍,學(xué)生們也有的放矢地進行了學(xué)習(xí)。
中圖分類號:G642.0 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)37-0230-02
石家莊鐵道大學(xué)2011年開設(shè)了勘察技術(shù)與工程專業(yè),在該專業(yè)的課程設(shè)置中,《水文地質(zhì)學(xué)》是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。課程內(nèi)容涵蓋水力學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)、地下水動力學(xué)等多方面知識,內(nèi)容很多,并且這些內(nèi)容與學(xué)生以前所學(xué)內(nèi)容聯(lián)系較少;同時,學(xué)時緊張,很多內(nèi)容沒有充足的時間在課堂上展開講解;另外,該課程是一門空間立體概念很強的科學(xué),很多水文地質(zhì)概念與過程需要在三維立體概念基礎(chǔ)上才能充分理解。為了提高教學(xué)效果,幫助學(xué)生盡快建立空間概念,經(jīng)過深入論證與探討,我們購進了由成都理工大學(xué)地質(zhì)工程國家級實驗教學(xué)示范中心研制的一系列水文地質(zhì)實驗設(shè)備,充分利用有限的實驗學(xué)時,通過物理模型來展現(xiàn)一些地質(zhì)體的特征,增強學(xué)生的感性認識。下面以承壓完整井模擬實驗為例,說明利用物理模型進行承壓完整抽水試驗?zāi)M的過程。
一、實驗?zāi)康?/p>
水文地質(zhì)試驗是水文地質(zhì)勘查的重要手段,許多水文地質(zhì)資料都需通過水文地質(zhì)試驗才能獲得。抽水試驗是一種最常用、最基礎(chǔ)的水文地質(zhì)試驗,以地下水動力學(xué)流理論為基礎(chǔ),通過在實際井孔中抽水,觀測孔內(nèi)地下水位的變化情況,然后分析計算出水文地質(zhì)參數(shù)。在水文地質(zhì)勘查過程中,隨著勘查階段由淺入深,抽水試驗的規(guī)模越來越大,在整個勘查費用中所占比重也會越來越大。因此,勘查工程專業(yè)的學(xué)生要想在畢業(yè)后勝任相關(guān)地質(zhì)勘查工作,必須真正理解抽水試驗的原理并掌握有關(guān)的工作方法。然而,由于各方面條件所限,學(xué)生在課程學(xué)習(xí)期間很難有機會參加真正的野外實井抽水試驗。利用物理模型模擬實際的野外承壓水抽水過程,可以幫助學(xué)生了解地下水向承壓完整井穩(wěn)定運動時水頭分布情況及承壓面的變化特點,進而研究地下水向承壓完整井穩(wěn)定運動過程。
二、實驗儀器
承壓完整井抽水模擬裝置針對野外實井抽水試驗所做的物理模型。整個裝置由井流實驗箱、給水與抽水溢流箱、測壓管、給水排水系統(tǒng)等部分組成,可以很好地反映實井抽水時地下水向承壓完整井穩(wěn)定運動的規(guī)律。
1.井流實驗箱:是一個長約130厘米、最大寬約30厘米、高約30厘米的20°的扇形條塊體,塊體中放置了一定厚度的無色(白色)石英砂,石英砂的粒度組成經(jīng)過事先分析選定,可以很好地模擬抽水實驗時的滲透介質(zhì)。箱體采用全透明的有機玻璃材料,石英砂的顏色很淺,因此可以很好地觀測其中的水流情況。
2.給水排水溢流箱:在實驗箱體的首端設(shè)置給水裝置和溢流箱,在滲流實驗箱體的末端設(shè)置排水溢流箱。這些裝置由實驗人員手工控制,可很方便地升降,從而模擬實際抽水實驗時上下游水位的變化。實驗時,實驗人員通過調(diào)節(jié)溢流箱的高低來控制模型的抽水量。
3.測壓管:安裝在實驗箱的一側(cè)及底板,共7個斷面設(shè)置有測壓管,實驗時可測定相應(yīng)測點的水位值。
4.給水排水系統(tǒng):儀器的下層為儲水箱,儲水箱用不透水材料制成,上部開口,底部設(shè)置排水孔。水箱內(nèi)設(shè)置一個小功率水泵,實驗前先在儲水箱儲存一部分自來水,實驗時通過水泵將實驗用水送至給水溢流箱,水從給水溢流箱流入給水箱,從給水箱流入實驗箱,從實驗箱中溢出的水流通過回水管自行回流到儲水箱。這樣實驗用水就可以可循環(huán)使用,整個實驗過程不需外接水源。實驗全部結(jié)束后,水箱內(nèi)的水可以通過底部排水孔排走,避免長期不用后變質(zhì)。
三、實驗原理
承壓完整井抽水模型是對野外抽水試驗時地下水向承壓完整井做穩(wěn)定滲流運動進行模擬的一種物理模型,物理模擬必須遵循相似模擬的原則。從幾何相似觀點看,整個模型為一個20°的扇形條塊體,相當(dāng)于模擬實際360°井的1/18,即20°的一扇形條塊體。從運動相似觀點看,由于設(shè)置了合理的含水層,地下水在其中運動的規(guī)律,與在360°井中運動的規(guī)律是一致的。在滲流實驗箱體的首端和末端設(shè)有可升降的給水排水溢流箱很好地控制上下游水位,達到動力相似的目的。在利用裘布衣井流方程分析承壓完整井水流運動時,需要用到以下參數(shù):Q-承壓完整井出水量(cm3/s)、K-滲透系數(shù)(cm/s)、M-承壓含水層厚度(cm)、Sw-井中水位降深(cm)、R-降落漏斗的影響半徑(cm)、rw-井半徑(cm)。在實驗過程中,測量物理模型中各運動要素的具體數(shù)值,然后將測量結(jié)果按一定比例放大,就可以獲得與野外承壓完整井相對應(yīng)的運動要素的數(shù)值。例如:測得的流量q乘以18即可代表360°井的流量Q,即:Q=18q。裘布衣井流方程公式表明,承壓完整井的出水量Q與水位下降S的一次方成正比,即Q與S間為線性關(guān)系,隨著S的增大,Q的增加量越來越大。
四、實驗內(nèi)容
1.接通電源,打開水閥,調(diào)節(jié)給水溢流箱的高度。
2.逐漸降低排水溢流箱的高度,從而形成井中一定的水位降深,隨時觀察測壓管水位及流量的變化情況。待測壓管水位及流量穩(wěn)定后,保持給水箱和抽水井溢流箱位置不移動,即可測定以下參數(shù):抽水井半徑rw、各斷面到抽水井中心距離、各測壓管水位、溢流箱出水口流量,各數(shù)據(jù)測定后記錄于相應(yīng)的數(shù)據(jù)表中。然后,保持給水箱水位不變,再次降低排水溢流箱的高度,重復(fù)上述實驗步驟,再進行2次實驗,記錄于數(shù)據(jù)表中。
3.數(shù)據(jù)分析:對數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)進行分析處理,在方格紙上,先用實測水位繪制單井抽水降落漏斗圖,然后以Q為橫坐標(biāo),S鉛垂下降的縱坐標(biāo),繪制3次抽水的Q-S曲線圖。
五、實驗效果
實驗教學(xué)是理論結(jié)合實際的橋梁,在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力方面具有不可替代的作用。我們設(shè)置的實驗項目覆蓋了整個課程所需的實驗教學(xué)內(nèi)容,實驗所用模型儀器全部采用全透明材料制作,水循環(huán)途徑清晰可見,有助于幫助學(xué)生建立空間概念并理解野外抽水實驗的工作原理;實驗過程中,操作簡單方便,數(shù)據(jù)獲取清晰,獲得了學(xué)生的好評。同時我們設(shè)置了兩個綜合設(shè)計型實驗,學(xué)生可以自行組合成實驗小組,在征得實驗管理人員的同意后,利用課余時間到實驗室,按照自己擬定的題目進行自主實驗。
通過一年的實驗教學(xué)來看,利用這些利用物理模型進行的實驗彌補了野外現(xiàn)場實習(xí)的不足,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,為學(xué)生綜合素質(zhì)提高奠定了基礎(chǔ),提高了教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻:
中圖分類號:G642 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)36-0275-02
水文地質(zhì)學(xué)是地下水科學(xué)與工程、水文與水資源工程專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)課程,以地下水為研究對象,揭示地下水與巖石圈、水圈、大氣圈、生物圈及人類活動相互作用下數(shù)量和質(zhì)量的時空變化規(guī)律,并研究如何利用這些規(guī)律除害興利,為廣大人民服務(wù)。從水文地質(zhì)學(xué)的學(xué)科特征來看,該門課程具有較強的工程實踐性。因此,對學(xué)生這門課程的能力培養(yǎng),既離不開課堂的理論教學(xué),也離不開必要的實驗環(huán)節(jié)。為保障實驗教學(xué)質(zhì)量,需要建立相應(yīng)的實驗教學(xué)保障機制。為此,本文從實驗教學(xué)平臺構(gòu)建、實驗教學(xué)過程控制、實驗教學(xué)模式建立及實驗教學(xué)管理等方面,探討了實驗教學(xué)質(zhì)量保障體系的構(gòu)建問題。
一、實驗教學(xué)平臺構(gòu)建
實驗教學(xué)平臺是實驗教學(xué)質(zhì)量保證體系的基礎(chǔ)。一個完善的水文地質(zhì)實驗室應(yīng)包括:室內(nèi)實驗室及野外實驗場兩部分。室內(nèi)實驗室提供學(xué)生認識概念化、理想化的水文地質(zhì)模型以及掌握小尺度水文地質(zhì)參數(shù)的測定方法的平臺。野外實驗場則增強學(xué)生對專業(yè)的感性認識,提高野外尺度范圍的水文地質(zhì)特征的認識及參數(shù)測定,提高實際動手能力。
1.室內(nèi)實驗室。室內(nèi)實驗室由三部分組成:水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)實驗、綜合設(shè)計實驗室及應(yīng)用創(chuàng)新型實驗室?;A(chǔ)實驗室用來培養(yǎng)學(xué)生掌握基礎(chǔ)實驗知識和實驗方法技能。綜合設(shè)計實驗室,則是將幾個簡單實驗有機組合,設(shè)計出一個為解決特定目的的綜合實驗。應(yīng)用創(chuàng)新型實驗室,以培養(yǎng)學(xué)生興趣為目的的開放型實驗室,學(xué)生根據(jù)興趣自行設(shè)計實驗方案,在教師的指導(dǎo)下完成實驗。
2.野外實驗場。野外實驗室承擔(dān)室內(nèi)實驗無法完成的基礎(chǔ)實驗,如抽水試驗、示蹤試驗,還可承擔(dān)一些科研任務(wù),如地下水原位修復(fù)等。
(1)建立抽水試驗場。抽水試驗是水文地質(zhì)工作中獲得水文地質(zhì)參數(shù)的直接試驗手段,也是一個基礎(chǔ)手段,且通過該試驗獲得的水文地質(zhì)參數(shù)精度較高。因此,該試驗在工程地質(zhì)勘察、基坑降水、地下水資源開發(fā)利用、垃圾填埋場建設(shè)等實際工作中應(yīng)用廣泛。但抽水試驗有場地的要求,因此在室內(nèi)無法完成。通過對試驗的實際操作,可培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力,提高學(xué)生將對實際野外中的水文氣象、水文地質(zhì)條件的認知,掌握水文地質(zhì)概念模型的構(gòu)建及水文地質(zhì)參數(shù)的反演方法。
(2)建立地下水動態(tài)監(jiān)測場。通過地下水動態(tài)監(jiān)測場的建立,可使學(xué)生直觀認識到地下水的流動形態(tài),在觀測地下水水位變化的過程中掌握地下水水位、水溫測量的基本技能;全面了解地下水補給、徑流、排泄過程,結(jié)合場地地下水觀測結(jié)果,進行資源量計算,在此過程中掌握氣象水文因素的測量方法、觀測地表水與地下水相互轉(zhuǎn)化;開展水質(zhì)監(jiān)測,使學(xué)生掌握采取水樣方法,能夠分析地下水水質(zhì)、確定地下水化學(xué)類型、地下水質(zhì)量類型等;同時可以以動態(tài)監(jiān)測場為基礎(chǔ)開展一些開放性的實驗,如示蹤實驗、地下水污染原位修復(fù)等實驗。
二、實驗教學(xué)過程控制
優(yōu)化實驗教學(xué)過程是提高實驗教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵所在。依照教學(xué)大綱,可將整個實驗教學(xué)過程分為三個階段:基礎(chǔ)教學(xué)階段、獨立實踐教學(xué)階段、成果編制總結(jié)階段。
基礎(chǔ)教學(xué)階段:發(fā)放實驗操作手冊及實驗報告相關(guān)表格,學(xué)生閱讀實驗操作手冊;教師講授基本的實驗原理,并演示實驗操作;學(xué)生熟悉基本實驗測量儀器的用法,教師檢查實驗用品的準備情況及實驗儀器使用的熟練程度。
獨立實踐教學(xué)階段:學(xué)生以小組為單位,分組開展實驗?;A(chǔ)實驗部分,每組每位學(xué)生實驗全過程都要求熟練掌握;野外實驗部分,可分小組選題,每課題小組內(nèi)部成員可分工協(xié)作完成。在此教學(xué)過程中,培養(yǎng)了學(xué)生專業(yè)思維能力、獨立動手能力及協(xié)作能力。
成果編制總結(jié)階段:根據(jù)實驗結(jié)果,按照實驗報告要求,編寫報告繪制相關(guān)圖件。其培養(yǎng)目的為:培養(yǎng)學(xué)生掌握專業(yè)資料整理和分析的各種常見方法,學(xué)會利用基礎(chǔ)資料進行創(chuàng)造性地整編工作并能形成專業(yè)實習(xí)成果。
三、實驗教學(xué)模式的建立
完善已有實驗教學(xué)模式??偨Y(jié)多年已有的實驗教學(xué)成果,精選實驗教學(xué)內(nèi)容,不斷增加創(chuàng)新性及開放性實驗,設(shè)計實驗裝置,完善實驗教學(xué)內(nèi)容,編寫水文地質(zhì)實驗教學(xué)指導(dǎo)教材,建立實驗教學(xué)多媒體教案。
采用激勵式的教學(xué)模式,增強學(xué)生的主體性。鼓勵學(xué)生自主完成實驗設(shè)計方案、實驗掃尾、實驗數(shù)據(jù)處理及資料的計算及分析,教師只在具體實驗過程中提供指導(dǎo)及答疑,并在考核結(jié)果中對學(xué)生實驗表現(xiàn)給出評價,引導(dǎo)學(xué)生在完成基礎(chǔ)實驗的基礎(chǔ)上,設(shè)計自己感興趣的實驗。
采用多媒體現(xiàn)代教學(xué)手段。實驗教學(xué)不應(yīng)只停留在實體模型上,可引入一些基于軟件的數(shù)值實驗,如可模擬地下水水流及污染物運移的Visual modeflow、GMS軟件,抽水試驗參數(shù)反演的Aquifer test,示蹤實驗的CXTFIT軟件,等等。在實驗操作的講解過程中,也可應(yīng)用多媒體手段,制作動畫、視頻吸引學(xué)生。
四、實驗教學(xué)管理
實驗教學(xué)管理應(yīng)包括對教師的管理及對學(xué)生的管理。在對教師管理方面:要求教師具備高度的責(zé)任心以及耐心的教學(xué)態(tài)度,樹立科學(xué)嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L(fēng);嚴格根據(jù)教學(xué)大綱及教學(xué)目標(biāo)開展實驗教學(xué),認真?zhèn)湔n;加強、規(guī)范教學(xué)過程,定期或不定期考核學(xué)生,督促學(xué)生完成實驗;認真批改實驗報告,及時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況,并予以及時糾正。對學(xué)生的管理方面:要求學(xué)生嚴格遵照實驗教學(xué)要求開展實驗;遵守實驗紀律,按要求簽到履行考勤制度;嚴格遵循實驗室安全操作規(guī)范,確保自身安全及實驗室安全。
為保障實驗室管理,還需完善實驗教學(xué)考核評價制度。建立實驗過程考核與結(jié)果評價結(jié)合、個人評價與團隊考核相融合的考核評價機制。教師可根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況、實驗過程中學(xué)生的操作、實驗數(shù)據(jù)處理及實驗報告撰寫幾個部分予以評價。對于設(shè)計型的實驗,應(yīng)對學(xué)生的實驗設(shè)計方案的可行性及可操作性給出評價。實驗考核結(jié)果可依據(jù)個人在團隊中表現(xiàn)的團隊意識及協(xié)作能力,給予評分。
五、結(jié)語
水文地質(zhì)學(xué)實驗教學(xué)是水文地質(zhì)學(xué)課程教學(xué)的一個重要環(huán)節(jié)。通過從實驗教學(xué)平臺構(gòu)建、實驗教學(xué)過程控制、實驗教學(xué)模式的建立及教學(xué)管理等方面,構(gòu)建實驗教學(xué)質(zhì)量保障體系,可有效的發(fā)揮實驗室的效能和提高實驗教學(xué)質(zhì)量,增強實驗教學(xué)環(huán)節(jié)在完成水文地質(zhì)學(xué)教學(xué)過程中的作用。
參考文獻:
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Exploration on The Experimental Teaching Quality Guarantee System of Hydrology
WANG Yi-wei
1.高職水文地質(zhì)專業(yè)課堂教學(xué)現(xiàn)狀
水文地質(zhì)專業(yè)的建立雖然有半個多世紀,但受中國經(jīng)濟和行業(yè)發(fā)展的制約,目前課堂教學(xué)還是傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)方法。中國高等職業(yè)教育與歐美等發(fā)達國家高校相比還存在較大差距,無論在軟件與硬件方面都有很多不足。
1.1專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)不清
水文地質(zhì)專業(yè)實踐性很強,應(yīng)以實踐能力為培養(yǎng)目標(biāo)。但多數(shù)院校的教師在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)上沒有認清培養(yǎng)目標(biāo),還停留在普通高校說教為主的原始教學(xué)模式上,課堂理論教學(xué)在教學(xué)中所占的比例較大。筆者認為,應(yīng)從培養(yǎng)目標(biāo)、專業(yè)知識特點、水文地質(zhì)需求等方面構(gòu)建專業(yè)培養(yǎng)體系,確定明確的培養(yǎng)目標(biāo),即培養(yǎng)實踐能力較強的應(yīng)用型學(xué)生。
1.2師資力量不足
目前國內(nèi)許多高職院校的師資[1]力量嚴重不足。以吉林大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院水文與工程地質(zhì)系為例,現(xiàn)有教師7人(其中包括1名實驗員),分別為三個年級三個班授課,每個教師要講2―3門課程,有時還要聘請其它系的教師;教師的年齡偏高,技術(shù)職稱過于集中,我系7名教師中年齡最小的也有40多歲了,副教授占85%以上,比例嚴重失調(diào);近幾年有三人要退休。符合要求的“雙師型”教師較少甚至沒有;講課內(nèi)容缺乏實踐技能和應(yīng)用能力,講授的課程很難與生產(chǎn)實際相結(jié)合。
1.3重理論輕技能,重證書輕實踐
傳統(tǒng)大學(xué)教育注重基本理論與概念,高職教育沿襲了傳統(tǒng)的教育理念。專業(yè)課程的設(shè)置和學(xué)習(xí)目標(biāo)都以基本理論為主。實踐技能的訓(xùn)練與實習(xí)所占比例較少。我校水文地質(zhì)專業(yè)理論課時為80%,其余20%為實習(xí)實訓(xùn)。很多學(xué)生認為能拿到畢業(yè)證書就容易就業(yè),對實訓(xùn)實習(xí)失去興趣甚至根本不參加。無法使個人業(yè)務(wù)能力提高,個人綜合素質(zhì)發(fā)展也不符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和社會需求[2]。
1.4教學(xué)配套嚴重不足
沿襲傳統(tǒng)的教學(xué)方法,高職院校水文地質(zhì)專業(yè)的培養(yǎng)體系和目標(biāo)不清晰,教材的編寫基本參考原有的傳統(tǒng)教材,例如,新編的高職高專類“十一五”規(guī)劃教材《普通水文地質(zhì)學(xué)》,與原普通高校同類教材的重復(fù)率達到80%以上,體現(xiàn)不出高職高專能力培養(yǎng)方面的內(nèi)容,教學(xué)配套教材無法與高職高專的實踐能力培養(yǎng)相聯(lián)系,與水文地質(zhì)的發(fā)展和社會需求嚴重脫節(jié)。
1.5校內(nèi)實習(xí)條件簡陋效果無保障
高職院校的校內(nèi)實習(xí)條件簡陋,甚至沒有基本的實驗室和簡單的實習(xí)實訓(xùn)設(shè)備,很難向?qū)W生提供全面有效的實訓(xùn)機會。作為實踐性較強的水文地質(zhì)專業(yè),課堂上應(yīng)該有模擬實踐的實驗、試驗等實訓(xùn)過程。
1.6考核方法簡單
高等技術(shù)應(yīng)用性型人才是高職水文地質(zhì)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),大多數(shù)高職院校對學(xué)生的考核簡單,主要局限于基本理論和基本概念上,沒有實踐能力方面的考核。我校水文地質(zhì)考核都是書本上的內(nèi)容,而且期末試卷成績只占總成績的40%,其余60%包括平時課堂提問、作業(yè)、測驗及學(xué)習(xí)態(tài)度等,根本談不上實踐能力的培養(yǎng)。
2.高職水文地質(zhì)專業(yè)課堂教學(xué)改革措施
2.1改變傳統(tǒng)形式化教學(xué)方法
教案要求、課程設(shè)計模式、板書設(shè)計等,這些都屬于教學(xué)形式。一位教學(xué)經(jīng)驗豐富的老師說,講好一堂課,關(guān)鍵是學(xué)生理解了你所講的內(nèi)容,而不在于板書的設(shè)計與安排的多么好;多媒體課件是教學(xué)的輔助形式,能用則用,對于簡單的圖形,一邊講一邊在黑板上畫效果更好;教學(xué)檢查更應(yīng)該注重教學(xué)效果的檢查。
當(dāng)然,為保存教學(xué)資料和教學(xué)評估也要做這些工作,但不能作為重點。
2.2加大實習(xí)實訓(xùn)課時量
傳統(tǒng)教學(xué)課時量與實習(xí)實訓(xùn)課時量的比例是8:2,教師講的多,學(xué)生做的少;即使是實習(xí)實訓(xùn),大多數(shù)時間也是老師在講,學(xué)生袖手旁觀,更不動腦動手去操作。近幾年帶學(xué)生進行野外實習(xí),體會較深的是教師又講又做,而學(xué)生沒事干。要想改變學(xué)生這種懶惰的思想,必須讓學(xué)生多做,課堂與實習(xí)實訓(xùn)的課時比例應(yīng)該為4:6,即教師講的少,學(xué)生做的多。
2.3教師重點講授基本理論與方法
課堂上教師應(yīng)該把基本理論概念給學(xué)生講清楚,指出重點與難點。比如講授《地下水動力學(xué)》這門課程,應(yīng)把重點放在裘布依公式及泰斯公式上,再結(jié)合這兩種理論講授相應(yīng)的例題。把其余的時間留給學(xué)生。學(xué)生的時間安排:一是學(xué)生自學(xué),教師隨堂輔導(dǎo),解答學(xué)生提出的問題;二是通過自學(xué)后讓學(xué)生扮演教師的角色,站到講臺前講課,而教師坐到學(xué)生的位置聽課,對講課的學(xué)生提出問題及指導(dǎo)。三是學(xué)生進行分組討論,然后各小組之間再進行交流與探討,達成共識。
2.4學(xué)生獨立完成課題
水文地質(zhì)專業(yè)要求實踐能力較強,教師講授基本理論知識后,重要內(nèi)容是應(yīng)用基本理論解決實際問題。筆者介紹兩個實際經(jīng)驗。經(jīng)驗Ⅰ:滲水試驗的設(shè)計與實踐。第一步,教師講解滲水試驗的基本理論;第二步,把要求做滲水試驗的資料分給學(xué)生,同時讓學(xué)生熟悉并查找與滲水有關(guān)的資料;第三步,學(xué)生根據(jù)實際資料進行滲水試驗設(shè)計書的編寫;第四步,依據(jù)設(shè)計書到野外進行滲水試驗。經(jīng)驗Ⅱ:搜集實習(xí)區(qū)域資料編寫實習(xí)報告。水文地質(zhì)專業(yè)每學(xué)年都要進行野外教學(xué)與生產(chǎn)實習(xí)。以二年級秦皇島模擬生產(chǎn)實習(xí)為例,實習(xí)前教師布置任務(wù),搜集秦皇島石門寨地區(qū)的地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)及相關(guān)環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害資料,獨立完成《秦皇島石門寨水工環(huán)實習(xí)報告》,為實際教學(xué)與生產(chǎn)實習(xí)奠定基礎(chǔ)。
傳統(tǒng)水文地質(zhì)試驗與教學(xué)生產(chǎn)實習(xí)都是教師講授,然后教師手把手教學(xué)生做,束縛了學(xué)生主觀能動性的發(fā)揮,大多數(shù)學(xué)生懶得動腦學(xué)習(xí),懶得動手去做。上述兩個經(jīng)驗?zāi)軌驈浹a傳統(tǒng)課堂講授的缺陷。
3.改革考核模式
高職高專是培養(yǎng)學(xué)生實際操作與生產(chǎn)能力的教育,必須改變傳統(tǒng)的一張試卷定成績的考試模式。應(yīng)該對學(xué)生進行綜合考核。具體的考核成績比例為:平時成績占10%;實習(xí)實驗(試驗)占10%;隨堂測驗考試占20%;期末試卷占60%。而對于二年級或三年級,可以根據(jù)課程的性質(zhì)進行適當(dāng)調(diào)整,比如《水文地質(zhì)勘查技術(shù)與方法》這門課,期末考試可以寫水文地質(zhì)勘察報告,抽水試驗設(shè)計,水文水井鉆探設(shè)計等。
4.教師到生產(chǎn)單位實踐學(xué)習(xí)
高職高專院校的教師應(yīng)該既具有深厚的理論知識,又具備豐富的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗。事實并不如此,大多數(shù)教師是從學(xué)校門再到學(xué)校門,沒有生產(chǎn)實踐經(jīng)驗,教給學(xué)生的只是書本知識,不能解決實際生產(chǎn)問題,甚至教師根本就沒有遇到過此種問題,怎么能培養(yǎng)學(xué)生解決生產(chǎn)實際問題的能力?居于這一點,應(yīng)該把教師送到生產(chǎn)單位實習(xí),沒有課的教師有充足時間安排實習(xí),有課的教師可以安排在寒暑假期間,條件允許可以一邊上課一邊實習(xí)。教師通過生產(chǎn)實踐得到鍛煉,也會把實踐經(jīng)驗傳授給學(xué)生。
5.加強學(xué)校與企業(yè)項目實習(xí)、生產(chǎn)聯(lián)合
根據(jù)高職高專的培養(yǎng)目標(biāo),應(yīng)該加強學(xué)校與企業(yè)實習(xí)、生產(chǎn)聯(lián)合[3]。學(xué)生在學(xué)校學(xué)的是理論知識,而企業(yè)才能使學(xué)生的理論與實踐結(jié)合起來,提升學(xué)生的動手能力。與我校有聯(lián)系的企業(yè)單位很多,主要分布在吉林、黑龍江、遼寧、內(nèi)蒙古及華北各個省區(qū)。2008年―2011年,吉林大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院國土資源系水文地質(zhì)專業(yè)學(xué)生在黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院、904水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院、黑龍江省第二水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院及齊齊哈爾地質(zhì)勘察院等許多地質(zhì)企業(yè)實習(xí),單位負責(zé)教師與學(xué)生的吃住等費用,學(xué)生每天還有一定的補助,最重要的是教師與學(xué)生直接參加企業(yè)的生產(chǎn)項目,如《哈爾濱市城市地質(zhì)調(diào)查》、《貴州抗旱水文地質(zhì)抽水試驗》(904援貴抗旱找水項目)等許多項目,教師與學(xué)生直接參與搜集資料、整理資料、野外地質(zhì)編錄、抽水試驗及編寫報告等工作。通過生產(chǎn)鍛煉,學(xué)生的實踐能力提高了,表現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生跟單位直接簽訂了就業(yè)合同。
6.結(jié)語
高職水文地質(zhì)專業(yè)的課堂教學(xué)模式多種多樣,教師講授理論與基本概念是基礎(chǔ),同時還要培養(yǎng)學(xué)生的自主能動性,學(xué)生參加實習(xí)及綜合訓(xùn)練。要系統(tǒng)結(jié)合生產(chǎn)單位的生產(chǎn)實踐進行實踐性教學(xué),以不斷豐富和完善水文地質(zhì)專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容、方式與方法。隨著社會對資源尤其對地下水資源的需求以及對水環(huán)境治理與保護的加強,地勘單位對高職水文地質(zhì)專業(yè)人才的需求會越來越緊迫,包括我校在內(nèi)的各高職院校應(yīng)根據(jù)市場需求尋求高職水文地質(zhì)專業(yè)教學(xué)改革與發(fā)展方向,調(diào)整專業(yè)設(shè)置,整合課程體系,重構(gòu)高職水文地質(zhì)應(yīng)用人才培養(yǎng)模式,培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)意識。
參考文獻:
Abstract: Hydrogeology is a construction of a major engineering geological conditions. In the geological survey project, find out the hydrogeological conditions of engineering site, evaluation of groundwater and the analysis of the relationship between the project, as the site selection, engineering design and construction provide reliable hydrologic data, and put forward the prevention measures of groundwater hazards, engineering geological survey of the important work. In this paper, combined with his many years engineering experience summarizes hydrogeological exploration work in engineering exploration content.
Key words: engineering exploration; hydrogeology survey.
中圖分類號:P25
引言:以往的工程勘察報告中,多數(shù)只是對天然狀態(tài)下的水文地質(zhì)條件作一般性評價,很少結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)計和施工的需要評價地下水對巖土工程的作用和危害。在一些水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜的地區(qū),由于工程勘察中對水文地質(zhì)問題調(diào)查研究不深人,設(shè)計中又忽視了水文地質(zhì)問題,有時導(dǎo)致地下水引起的各種巖土工程危害。因此,工程勘察中要切實做好有關(guān)水文地質(zhì)測試工作和地下水監(jiān)測工作,為水文地質(zhì)勘察和工程建設(shè)提供充分、可靠的依據(jù)。
1水文地質(zhì)的產(chǎn)生及發(fā)展
1.1水文地質(zhì)的產(chǎn)生
水文地質(zhì)學(xué)是一門年輕的學(xué)科,它是基于地下水在地質(zhì)單元內(nèi)運移時所發(fā)生的物理和化學(xué)變化而發(fā)展起來的,水文地質(zhì)學(xué)是研究地下水的數(shù)量和質(zhì)量隨空間和時間變化的規(guī)律,以及合理利用地下水或防治其危害的學(xué)科。水文地質(zhì)學(xué)誕生于19世紀中期,法國水力工程師達西,進行了水通過砂的滲透試驗,得出線性滲透定律,即著名的達西定律,奠定了水文地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)。
水文地質(zhì)學(xué)正成為地質(zhì)科學(xué)中一門比較完整、系統(tǒng)的獨立學(xué)科。水文地質(zhì)學(xué)己被公認為是地球科學(xué)的一個分支,是跨越于地質(zhì)科學(xué)和水文學(xué)之間的一門獨立科學(xué)。水文地質(zhì)學(xué)在二戰(zhàn)以后有了深入的發(fā)展,特別是在地下水動力學(xué)、水文地質(zhì)編圖、水文地質(zhì)采礦、模型和同位素方法、水文地球化學(xué)和地下水監(jiān)控這些領(lǐng)域。人類活動對包括地下水在內(nèi)的自然環(huán)境的改造異常強烈,產(chǎn)生了一系列生態(tài)環(huán)境問題,當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)進入了生態(tài)環(huán)境水文地質(zhì)學(xué)的新階段。
1.2水文地質(zhì)的發(fā)展
水文地質(zhì)歷史在各個不同的領(lǐng)域都有發(fā)展,例如地下水文學(xué)、土壤力學(xué)、經(jīng)濟地質(zhì)、石油采鉆工程、礦藏開采構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)、地球物理學(xué)、海洋地質(zhì)學(xué)和生態(tài)學(xué)。
1.2.1新學(xué)科的生長點
水文地質(zhì)在地質(zhì)學(xué)中的地位和重要性越來越明顯。21世紀地球科學(xué)發(fā)展的一個重要特點是學(xué)科的交叉、滲透和融合不斷加強,學(xué)科之間的界限逐漸被打破,代表新思想和新方向的邊緣學(xué)科和交叉學(xué)科不斷出現(xiàn)。
地質(zhì)環(huán)境指的是受人類活動影響的巖石圈的最上部分,包括巖石、土壤、液體、氣體和有機物。環(huán)境地質(zhì)自20世紀80年代以來得到了迅速的發(fā)展,已經(jīng)成為地質(zhì)學(xué)中發(fā)展最快的分支之一。美國、英國等世界發(fā)達國家都不同程度的加強了對環(huán)境地質(zhì)的研究,把地質(zhì)調(diào)查與生態(tài)環(huán)境保護有機結(jié)合在一起,拓寬了地質(zhì)學(xué)的研究領(lǐng)域和發(fā)展方向。環(huán)境地質(zhì)學(xué)也已成為現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)發(fā)展的生長點。
1.2.2地下水管理的政策和方法
水是地球上最重要的資源之一,但是很多的水資源都存在嚴重的污染和浪費現(xiàn)象。在總體研究結(jié)果基礎(chǔ)上對地下水變化情況進行監(jiān)測和計算,以有利于管理機構(gòu)的決策。
1.2.3新的技術(shù)方法和儀器設(shè)備的應(yīng)用
水文地質(zhì)調(diào)查研究正在向全程計算機化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、可視化等方向發(fā)展。近些年來,隨著世界科技水平的迅速發(fā)展,一些新技術(shù)、新方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用在水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)調(diào)查工作中,RS和GIS技術(shù)在自然資源管理方面的應(yīng)用快速增長。例如,GIS技術(shù),其在地下水管理和研究中的運用發(fā)展的十分迅速。它廣泛的應(yīng)用于各種參數(shù)模型,例如數(shù)字地理數(shù)據(jù)庫的建立、資料的使用。
2工程勘察中水文地質(zhì)工作內(nèi)容
根據(jù)以往的經(jīng)驗和教訓(xùn),對水文地質(zhì)勘察工作主要有以下幾方面內(nèi)容:
2.1查明地層的分布特征,尤其是砂巖類(含水層)和泥巖類(相對隔水層)的分布、厚度、裂隙發(fā)育程度以及泉點的分布,以此分析地下水的補給、徑流與排泄特征。對地下水作水質(zhì)成果分析時,注意同一含水層或不同含水層各種陰陽離子的含量變化與對比,根據(jù)結(jié)果作出定性分析變化較大產(chǎn)生的原因。查明有關(guān)水文地質(zhì)問題,提供選型所需的水文地質(zhì)資料,并預(yù)測可能產(chǎn)生的巖土工程危害,提出防治措施。
2.2從工程角度,按地下水對工程的作用與影響,提出不同條件下應(yīng)當(dāng)著重評價的地質(zhì)問題,如:
①對埋藏在地下水位以下的建筑物基礎(chǔ)中水對砼及砼內(nèi)鋼筋的腐蝕性。
②對選用軟質(zhì)巖石、強風(fēng)化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎(chǔ)持力層的的建筑場地,應(yīng)著重評價地下水活動對上述巖土體可能產(chǎn)生的軟化、崩解、脹縮等作用。
③在地基基礎(chǔ)壓縮層范圍內(nèi)存在松散、飽和的粉細砂、粉土?xí)r,應(yīng)預(yù)測產(chǎn)生潛蝕、流砂、管涌的可能性。
④當(dāng)基礎(chǔ)下部存在承壓含水層,應(yīng)對基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進行計算和評價。
⑤在地下水位以下開挖基坑,應(yīng)進行滲透性和富水性試驗,并評價由于人工降水引起土體沉降、邊坡失穩(wěn)進而影響周圍建筑物穩(wěn)定性的可能性。
2.3不僅要查明地下水的天然狀態(tài)和天然條件下的影響,還要分析預(yù)測在人類工程活動中地下水的變化情況,及對巖土體和建筑物的反作用。
3 地下水引起的巖土工程危害
地下水引起的巖土工程危害,主要是由于地下水位升降變化和地下水動水壓力作用兩個方面的原因造成的。
3.1 地下水升降變化引起的巖土工程危害
地下水位變化可由天然因素或人為因素引起,但不管什么原因,當(dāng)?shù)叵滤坏淖兓_到一定程度時,都會對巖土工程造成危害,地下水位變化引起危害又可分為三種方式:
(1)水位上升引起的巖土工程危害。潛水位上升的原因是多種多樣的,其主要受地質(zhì)因素如含水層結(jié)構(gòu)、總體巖性產(chǎn)狀;水文氣象因素如降雨量、氣溫等及人為因素如灌溉、施工等的影響,有時往往是幾種因素的綜合結(jié)果。由于潛水面上升對巖土工程可能造成:
①土壤沼澤化、鹽漬化, 巖土及地下水對建筑物腐蝕性增強。②斜坡、河岸等巖土體巖產(chǎn)生滑移、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。③一些具特殊性的巖土體結(jié)構(gòu)破壞、強度降低、軟化。④引起粉細砂及粉土飽和液化、出現(xiàn)流砂、管涌等現(xiàn)象。⑤地下洞室充水淹沒,基礎(chǔ)上浮、建筑物失穩(wěn)。
(2)地下水位下降引起的巖土工程危害。
地下水位的降低多是由于人為因素造成的,如集中大量抽取地下水、采礦活動中的礦床疏干以及上游筑壩、修建水庫截奪下游地下水的補給等。地下水的過大下降,常常誘發(fā)地裂、地面沉降、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害以及地下水源枯竭、水質(zhì)惡化等環(huán)境問題,對巖土體、建筑物的穩(wěn)定性和人類自身的居住環(huán)境造成很大威脅。(3)地下水頻繁升降對巖土工程造成的危害。地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產(chǎn)生不均勻的脹縮變形,當(dāng)?shù)叵滤殿l繁時.不僅使巖土的膨脹收縮變形往復(fù),而且會導(dǎo)致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大,進而形成地裂引起建筑物特別是輕型建筑物的破壞。地下水升降變動帶內(nèi)由于地下水的積極交替,會將土層中的膠結(jié)物?一鐵、鋁成分淋失,土層失去膠結(jié)物將造成土質(zhì)變松、含水量孔隙比增大,壓縮模量、承載力降低,給巖土工程基礎(chǔ)選擇、處理帶來較大的麻煩。
3.2 地下水動壓力作用引起巖土工程危害
地下水在天然狀態(tài)下動水壓力作用比較微弱,一般不會造成什么危害,但在人為工程活動中由于改變了地下水天然動力平衡條件,在移動的動水壓力作用下,往往會引起一些嚴重的巖土工程危害, 如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成條件和防治措施在有關(guān)的工程地質(zhì)文獻中已有較詳細的論述, 這里不再重復(fù)。
4 結(jié)束語
總之,充分地質(zhì)勘察成果能夠給建筑工程進度和質(zhì)量控制帶來事半功倍的效果,對于施工企業(yè)來說地質(zhì)勘察貫穿于整個建筑工程。水文地質(zhì)工作在建筑物持力層選擇、基礎(chǔ)設(shè)計、工程地質(zhì)災(zāi)害防治等方面都起著重要的作用,隨著工程勘察的發(fā)展,其必將受到越來越廣泛的重視,切實做好水文地質(zhì)工作將對勘察水平的提高起著極大的推動作用。
水文地質(zhì)學(xué)是一門年輕的學(xué)科,它是基于地下水在地質(zhì)單元內(nèi)運移時所發(fā)生的物理和化學(xué)變化而發(fā)展起來的,水文地質(zhì)學(xué)是研究地下水的數(shù)量和質(zhì)量隨空間和時間變化的規(guī)律,以及合理利用地下水或防治其危害的學(xué)科。水文地質(zhì)學(xué)誕生于19世紀中期,法國水力工程師達西,進行了水通過砂的滲透試驗,得出線性滲透定律,即著名的達西定律,奠定了水文地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)。水文地質(zhì)學(xué)正成為地質(zhì)科學(xué)中一門比較完整、系統(tǒng)的獨立學(xué)科。水文地質(zhì)學(xué)己被公認為是地球科學(xué)的一個分支,是跨越于地質(zhì)科學(xué)和水文學(xué)之間的一門獨立科學(xué)。水文地質(zhì)學(xué)在二戰(zhàn)以后有了深入的發(fā)展,特別是在地下水動力學(xué)、水文地質(zhì)編圖、水文地質(zhì)采礦、模型和同位素方法、水文地球化學(xué)和地下水監(jiān)控這些領(lǐng)域。人類活動對包括地下水在內(nèi)的自然環(huán)境的改造異常強烈,產(chǎn)生了一系列生態(tài)環(huán)境問題,當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)進入了生態(tài)環(huán)境水文地質(zhì)學(xué)的新階段。
1.2水文地質(zhì)的發(fā)展
水文地質(zhì)歷史在各個不同的領(lǐng)域都有發(fā)展,例如地下水文學(xué)、土壤力學(xué)、經(jīng)濟地質(zhì)、石油采鉆工程、礦藏開采構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)、地球物理學(xué)、海洋地質(zhì)學(xué)和生態(tài)學(xué)。
1.2.1新學(xué)科的生長點
地質(zhì)環(huán)境指的是受人類活動影響的巖石圈的最上部分,包括巖石、土壤、液體、氣體和有機物。環(huán)境地質(zhì)自2O世紀80年代以來得到了迅速的發(fā)展,已經(jīng)成為地質(zhì)學(xué)中發(fā)展最快的分支之一。
1.2.2地下水管理的政策和方法
水是地球上最重要的資源之一,但是很多的水資源都存在嚴重的污染和浪費現(xiàn)象。在總體研究結(jié)果基礎(chǔ)上對地下水變化情況進行監(jiān)測和計算,以有利于管理機構(gòu)的決策。
2工程勘察中水文地質(zhì)工作內(nèi)容
從工程角度,按地下水對工程的作用與影響,提出不同條件下應(yīng)當(dāng)著重評價的地質(zhì)問題,如:①對埋藏在地下水位以下的建筑物基礎(chǔ)中水對混凝土及混凝土內(nèi)鋼筋的腐蝕性。②對選用軟質(zhì)巖石、強風(fēng)化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎(chǔ)持力層的的建筑場地,應(yīng)著重評價地下水活動對上述巖土體可能產(chǎn)生的軟化、崩解、脹縮等作用。③在地基基礎(chǔ)壓縮層范圍內(nèi)存在松散、飽和的粉細砂、粉土?xí)r,應(yīng)預(yù)測產(chǎn)生潛蝕、流砂、管涌的可能性。④當(dāng)基礎(chǔ)下部存在承壓含水層,應(yīng)對基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進行計算和評價。⑤在地下水位以下開挖基坑,應(yīng)進行滲透性和富水性試驗,并評價由于人工降水引起土體沉降、邊坡失穩(wěn)進而影響周圍建筑物穩(wěn)定性的可能性。
3工程勘察中水文地質(zhì)實踐
3.1工程地質(zhì)概況
該工程處于高山背斜核部一帶。高山山脊線呈北東東一南西西向延伸,與構(gòu)造線基本一致,高山地形整體趨勢為北東高而南西低,順兩翼地貌由低山逐漸過渡為丘陵。而工程頭尾部分分別位于高山背斜北南兩翼,其核部發(fā)育為F1高山斷層(上游)、F2瓜瓢洞斷層(下游),兩斷層互為對沖式。區(qū)內(nèi)地層主要為三疊系上統(tǒng)須家河組(rv)砂泥巖互層,共分為六段,第四段分三層,第三段共分七層。地表泉點分布于河床兩岸,泉點多分布在砂巖與下部泥頁巖分界面附近,為接觸泉,長觀資料表明,大多數(shù)泉點流量隨季節(jié)降雨量變化較大。
3.2水文地質(zhì)條件分析
3.2.1基巖裂隙潛水
基巖裂隙潛水主要分布在Tv4—3層和Tv4—1砂巖層中。Ty4—3層由于所處位置較高受風(fēng)化卸荷影響,裂隙較發(fā)育,不利于地下水貯藏,僅砂巖層底部靠Tv4—2層局部有地下水出露,其水化學(xué)類型為重碳酸鈣型水,礦化度為150~200mg/L。該泉點表明,該泉點流量隨季節(jié)性變化明顯,而其它該層中鉆孔長觀表明,水溫及水位年變化較小。Ty4—1層底板處于河床以下,由于河流切割,地下水埋藏于此層下部,水位略高于河水。地下水化學(xué)類型為重碳酸鈣鎂型、重碳酸鈉型、氯重碳酸鈉型水,礦化度為132850mg/L。各鉆孔終孔水位表明,該層地下水位線平緩。
3.2.2基巖裂隙承壓水分析
基巖裂隙承壓水主要分布在Ty3—5、Tv3—3、Tv2層砂巖中,其特征見表1。Tv3—5層含水層厚度約為20~28m,以Tv3—6、Ty3—4層為相對隔水頂?shù)装濉9こ潭纬跏妓^較穩(wěn)定,高程為348~350m,由于巖層傾向下游,傾角為1012~,其實際水頭為50~80m甚至更大。本層水化學(xué)類型為氯鈉型水,礦化度為2000~10000mg/L。Tv3—3層含水層厚度約為30m,以Tv3—6、Ty3—4層為相對隔水頂?shù)装?。工程段承壓水頭高程約為370m,高出含水層項板約為100m。本層水化學(xué)類型為氯鈉型水,礦化度為1000012000m~JL。長觀資料表明,其水化學(xué)動態(tài)穩(wěn)定。Tv2層含水層厚度約為70m,以Tv3—2、Ty3—1層為相對隔水項板。據(jù)CK15、CK3鉆孔表明,其水頭地面超高分別為47.5m、55.22m。CK15鉆孔涌水量較大,最達951.87m3/d,鉆孔水化學(xué)類型為氯鈉型水,礦化度為2650mg/L,其水化學(xué)動態(tài)穩(wěn)定。
3.2.3巖體透水性特征
(1)Tv4—2、Ty3—6、Ty3—4等巖層主要為泥頁巖,巖體透水率大多小于llu,透水性微弱,可視為相對隔水層。(2)Tv4地層兩岸砂巖隨著深度的增加,巖體透水性逐漸減弱,但受裂隙發(fā)育程度的影響,局部透水率較大,大于1001u,屬強透水層,且其分布規(guī)律性不強。一般而言,鉆孔深5070m以下,巖體透水率小于3Lu。河床中rv4—1砂巖含水層由于位于谷底,由于層面及構(gòu)造裂隙發(fā)育,與地表水水力聯(lián)系明顯,單位涌水量多在1s•m以上,且涌水量隨降深增加不明顯;抽水試驗成果表明,Tv4—1河床砂巖滲透系數(shù)為4.58~14.28m/d,影響半徑為68~166m;在斜硐Tv4—1砂巖中抽水時,地下水多沿層面及橫向裂隙以股狀呈懸掛式向匯點集中,隨深度增加,出水點也向下遷移,證明其裂隙是普遍存在的,且周圍的長觀孔地下水位顯著降低,形成降落漏斗,由于巖體滲透性差異,觀測分析表明,降落漏斗影響范圍向左岸約2530m,而向右岸約85~90m。(3)Tv3—5、Tv3—3、Tv2層涌水試驗表明:Ty3-5、Ty3—3層水頭較高而流量較小,單位涌水量多在0.1【/s•m以下,其滲透系數(shù)分別為0.0490.395m/d、0.0122.066m/d,部分鉆孔揭示該層未見有承壓水或不明顯,反映出巖體裂隙發(fā)育極不均勻,各向異性大。Tv2層水頭大,為176.5m,涌水量大,但深埋地下,具有極大的非均勻性。
3.2.4地下水類型、補給與排泄及動態(tài)變化
綜合分析之后,Ty4—3、wy4—1地下水并非嚴格意義上的潛水,它們有各自獨立的隔水頂、底板,遠離工程一帶,應(yīng)具有(半)承壓性質(zhì),只不過由于河流切割,在工區(qū)一帶具有自己獨立的自由水面,局部受大氣降水影響明顯,準確地說,應(yīng)為(半)承壓一潛水,Tv4—1層地下水類型較復(fù)雜主要也是這方面的原因。Tv3—5、Tv3—3、Ty2層中承壓水為自貢井鹽區(qū)鹽鹵水的一種類型,俗稱為黃鹵。其補給范圍主要為越溪河上游的榮縣雙古、威遠復(fù)立一帶,距工區(qū)約15km以上,為高山背斜核部,因溝谷切割侵蝕而使上述含水層有較大范圍出露,該段最低高程為460m,因此工程段承壓水頭具有較高的特點。
3.3工程防滲帷幕深度的確定
根據(jù)鉆孔壓水、抽水試驗表明,工程基巖體中存在強弱透水層,應(yīng)進行帷幕防滲。左右岸存在明顯的相對隔水層(透水率Ⅱ<3Lu),帷幕應(yīng)深入相對隔水層5-10m為宜,防滲帷幕深度55~85m。河床中存在多層含水層,砂巖類透水率變化較大,個別達65Lu,而泥巖類透水率小。工程屬單斜構(gòu)造,巖層產(chǎn)狀傾向下游偏右岸,雖然Tv3—3、Tv3—5層砂巖透水率較大,但其上部的Ty3—6層泥巖厚度較大(1015m)、穩(wěn)定且往下游埋深逐漸增加,可作為河床工程基隔水層,防滲帷幕深入該層510m即可。由于在工程軸線上游局部rv3—6泥巖薄(厚度2~3m),且有Tv3—5層出露的上升泉,蓄水后,庫水勢必與Tv3—5層地下水連通,水工計算考慮揚壓力時,其承壓水頭高程就不應(yīng)是350m,而是正常蓄水位431m。
3.4Fl、F2斷層的滲漏評價
[中圖分類號] P641.69 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2014)-8-184-1
近幾年來我國的經(jīng)濟進入了高速的發(fā)展期,各地水利工程也得到了蓬勃的發(fā)展,水工環(huán)地質(zhì)勘察是地學(xué)研究的重要組成部分,主要包括水文地質(zhì),工程地質(zhì),環(huán)境地質(zhì)。在研究內(nèi)容上也有所不同,工程地質(zhì)學(xué)研究對象是巖土工程地質(zhì)性質(zhì)、工程動力地質(zhì)作用、工程地質(zhì)勘察理論和技術(shù)方法、區(qū)域工程地質(zhì)和環(huán)境工程地質(zhì);水文地質(zhì)學(xué)的研究對象是水資源,通過對水資源的形成、運動、分布規(guī)律的研究,從而對水資源進行充分地開發(fā)和利用;環(huán)境地質(zhì)學(xué)的研究對象是生態(tài)環(huán)境、地質(zhì)災(zāi)害、環(huán)境地質(zhì)問題等。由于所研究對象都與人類的生存和發(fā)展息息相關(guān),這一點表明水工環(huán)各部分的研究之間是有關(guān)聯(lián)的,雖然說研究對象和研究方法是不相同的,但是它們的依據(jù)基礎(chǔ)都是以研究水土為基礎(chǔ)。因此,水土環(huán)地質(zhì)勘察工作的可持續(xù)發(fā)展是保障人類生存和發(fā)展的重要因素,它擔(dān)負著改造人類生存環(huán)境,提高生活質(zhì)量的艱巨任務(wù)。
1水工環(huán)地質(zhì)研究現(xiàn)狀概述
水工環(huán)地質(zhì)研究現(xiàn)狀概述分為以下幾個方面:①水文地質(zhì)研究現(xiàn)狀:近年來在水文地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域不斷研究新的理論、新的技術(shù)、新的方法,在實際應(yīng)用過程中推動了水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展。主要表現(xiàn)為基本概念與基本理念得到了很大程度上的轉(zhuǎn)變,先是從用模型進行模擬研究,再到成果展示的數(shù)字化,由原來的定性分析轉(zhuǎn)變成定量研究,新階段的突破是水文地質(zhì)學(xué)研究的一大進步。另外隨著現(xiàn)代科技的不斷研發(fā),在水文地質(zhì)勘察工作過程中提高了野外探測和室內(nèi)測試技術(shù),因此在水文地質(zhì)學(xué)中綜合運用這些新理論,新技術(shù),新方法極大的促進了水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展。②工程地質(zhì)研究現(xiàn)狀:工程地質(zhì)學(xué)誕生在20世紀20年代,經(jīng)過長時間的摸索發(fā)展,不斷的完善,現(xiàn)今已經(jīng)有了堅實的理論基礎(chǔ),研究內(nèi)容充實,同時與工程建設(shè)和人類的生活有著密不可分的聯(lián)系,且具有各分支學(xué)科,是應(yīng)用性很強的地學(xué)學(xué)科,并且借鑒國外的先進理論和技術(shù)方法,總結(jié)出了適合自己運用的新理論,形成了具有中國特色的工程地質(zhì)學(xué)理論體系。③環(huán)境地質(zhì)研究現(xiàn)狀:目前我國生態(tài)環(huán)境破壞嚴重,自然災(zāi)害又屢發(fā)不止,成為了影響人類生存的重要因素。而現(xiàn)今要想保障水工環(huán)地質(zhì)的可持續(xù)發(fā)展,解決環(huán)境地質(zhì)問題是必然的。而且生態(tài)環(huán)境的保護又離不開環(huán)境地質(zhì)工作,因此必須重視環(huán)境地質(zhì)工作,把環(huán)境地質(zhì)勘察工作放在首位,促進水工環(huán)的可持續(xù)發(fā)展。
2水工環(huán)地質(zhì)勘察工作存在的難點
雖然水工環(huán)地質(zhì)工作促進了我國經(jīng)濟的發(fā)展,提高了人們的生活水平,但是還需要不斷的加強國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的關(guān)系,為國民經(jīng)濟和社會發(fā)展提供更全面的服務(wù)。目前水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中還存在一些難點需要改進和加強,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:①勘察技術(shù)人員的短缺:為了實現(xiàn)資源開發(fā)與環(huán)境保護目標(biāo)的共同前進,我國地質(zhì)勘察單位成立了專門的水工環(huán)部,提高了水工環(huán)地質(zhì)勘察工作進行的有效管理,并針對這一目標(biāo)進行規(guī)劃。在勘察工作中,主要還是以老一代有經(jīng)驗、技術(shù)的地質(zhì)工作者為主力開展工作,對于參加工作不久的青年骨干隊伍用的甚少,因為這一部分人員還不具備高戰(zhàn)略分析和綜合分析能力,因此需要加強青年骨干隊伍的培養(yǎng)。②國家層次的地調(diào)項目不夠:目前水工環(huán)大調(diào)查工作普及范圍比較廣,但是投入資金有限,因此,像“400個縣市地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃”,“鄂爾多斯周緣地下水”等反映國家意志,體現(xiàn)公益性、戰(zhàn)略性和基礎(chǔ)性,對人們影響較大的項目少之又少。這就需要水工環(huán)地質(zhì)工作重新進行規(guī)劃,遵照“有所為有所不為”的實際原則,以有限的投資投入產(chǎn)生更大的效益。③成果轉(zhuǎn)化亟待加強:現(xiàn)今部分水工環(huán)地質(zhì)勘察工作小有成果,應(yīng)趁熱打鐵借助這股力量把水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查成果推向社會,并參與到這些地區(qū)社會與經(jīng)濟建設(shè)當(dāng)中去,促進當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展,如:長江中下游水患區(qū)地質(zhì)環(huán)境調(diào)查”、“黃河中下游地質(zhì)環(huán)境調(diào)查”、“首都圈地區(qū)環(huán)境地質(zhì)與水文地質(zhì)調(diào)查”等。
3水工環(huán)工作的建議
首先,工作部署原則:水工環(huán)地質(zhì)大調(diào)查工作部署原則,總體上必須以副總理提出的“一個根本轉(zhuǎn)變,兩個更加”作為開展工作的戰(zhàn)略方針,以壽嘉華副部長提出的“四個定位,五個提升,九個部署”為工作重點,它要求:①要以促進我國經(jīng)濟發(fā)展為目的。水工環(huán)地質(zhì)工作的形成是我國社會經(jīng)濟建設(shè)的需要,其不斷的完善和發(fā)展與我國經(jīng)濟建設(shè)是分不開的。②要從新規(guī)劃勘察項目,提高勘察水平,投入相應(yīng)的資金加大效益,提高影響力,更有代表性的突出國家意志。③要超前規(guī)劃、實施、并服務(wù)于全過程。因此,要及早對三峽庫區(qū)地質(zhì)展開調(diào)查,要以生態(tài)環(huán)境地質(zhì)為主題,重點了解庫區(qū)第四紀地質(zhì)與庫岸變遷、移民遷建區(qū)人工開挖與地質(zhì)災(zāi)害、25°以上斜坡地與生態(tài)環(huán)境保護等問題。
4如何提高水工環(huán)勘察工作水平
要提高水工環(huán)勘察工作水平,應(yīng)堅持以下基本準則:一要堅持資源環(huán)境和社會效益相統(tǒng)一,在保護中開發(fā)、在開發(fā)中保護,促進人與自然和諧發(fā)展;二要統(tǒng)籌規(guī)劃、適度超前,面向社會需求,超前部署和開展礦產(chǎn)資源勘查工作;三要完善體制、健全機制,建立政府與企業(yè)合理分工、相互促進的礦產(chǎn)資源勘查體系;四要依靠科技、全面推進,突出重點礦種和重點成礦區(qū)帶礦產(chǎn)資源勘查;五要化解矛盾、確保穩(wěn)定,正確處理好政府、企業(yè)和群眾的利益關(guān)系問題;六要充分發(fā)揮基層組織作用,積極做好群眾思想工作,保證礦產(chǎn)資源勘查工作順利開展。
5結(jié)語
總之,我國社會經(jīng)濟的發(fā)展與水工環(huán)地質(zhì)工作有著密切的聯(lián)系,雖然目前水工環(huán)地質(zhì)勘察工作在不斷的完善,但是其中還存在一些難點,本文提出了這些難點并指出相應(yīng)的建議,希望能對以后的水工環(huán)地質(zhì)勘察工作帶來幫助,并促進水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻