水文地质学论文范文

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第1篇

水岩化学作用过程的化学机理主要是指地下水和岩石之间发生的各种化学反应，如溶解作用，水合作用，水解作用，酸性腐蚀等，下面就这些影响因素进行详细论述。

1.1溶解作用在长时间的地下水和岩石的接触过程中，在岩石中存在的一些钠、钾等离子以及一些含酸的盐类可以直接溶于地下水，随着时间的积累，这些含有了腐蚀性物质的水会对岩石的结构造成不利的影响。而且，由于在岩石内部，尤其是那些颗粒之间都不可避免的存在大量的裂纹，然而存在于岩石空隙中的不同溶液可以逐渐渗透到岩石的颗粒中，并发生不同的化学反应。除此之外，在水溶液中含有的二氧化碳等气体也会对岩石的溶解产生不利的影响。同时，岩石的组成成分以及岩石所处的温度和湿度条件的变化都会对岩石的溶解造成不同程度的影响。

1.2水解作用由于在地下水中存在有大量的氢离子和氢氧根离子，因此使地下水成为了具有极强腐蚀性的溶液，正是由于这两种离子的存在，很容易使弱酸或是弱碱的盐类矿物质发生解离，解离物可以和水中的这两种离子结合生成新的物质，使岩石原有的结构和成分发生变化。岩石的水解作用是普遍存在的一种水岩化学作用。而且，随着水解过程的不断进行，会产生大量的粘土物质，进而对斜坡的稳定性造成不利影响。

1.3氧化还原作用由于地下水也存在一定的流动性，使得地下水中含有一定量的游离氧。而氧化作用发生的先决条件就是存在有游离的氧离子。因此，水岩作用过程通常发生在地下水面以上的地表岩层，而在游离氧较少的地区，主要发生还原反应。

1.4离子交换作用由于在地下水溶液中存在有多种的阴离子和阳离子，在这些离子中那些结合能力强的离子可以将岩石中含有的一些离子置换出来，进而产生新的物质。最为常见的是，水中含有的氢离子可以将岩石中含有的钾离子和钠离子置换出来，进而导致岩石的溶解。地下水和岩石之间的水化作用严重破坏了岩石的结构，并降低了岩石的强度。1.5其他因素这些因素主要包括酸性腐蚀和化学沉淀等。所谓酸性腐蚀就是在水中含有的酸性物质对岩石的腐蚀作用，其主要是含有的弱酸性盐类物质导致的岩石的溶解。而所谓的化学沉淀则是指因为水分的蒸发和伴随着温度的变化，使某些物质从岩石中脱落，破坏岩石结构的稳定性。除此之外，化学沉淀也是导致矿床形成的一个关键性因素。

2水岩化学作用与斜坡水文地质之间的联系

2.1水岩化学作用和斜坡风化分带之间的关系在气候湿热等地区，水岩化学作用会严重影响斜坡的演化过程。我们知道土壤层和落叶层是组成土层的两个重要部分，但是在实际条件下，在土壤层的下层还有一层由氧化物质和粘土物质等成分组成的残坡积层。而水岩化学作用是土层形成的关键。经过漫长时间的转化，腐岩带可以形成土层，而腐岩带则是由风化岩带逐渐形成的，风化岩带的主要特征是含有众多的核心石。风化岩带出现的高度非均匀质的特性，使得岩石的结构变得不稳定，而导致这一现象出现的重要因素就是水岩化学作用。

2.2地下水的含量与分布与斜坡水文地质之间的关系地下水在诱发斜坡岩体演化过程的同时，也会影响地下水本身的含量和分布发生相应的变化。例如，在温湿气候的区域，斜坡演化过程更容易受到地下水分布和含量变化的影响，尤其是在含有丰富土层粘土矿物的地区，由于地下水位的升高，会导致粘土物质向下的迁移。同时，当地下水中含有丰富的有机质时，粘土物质可以扩散到水中并随着水流发生相应的移动。这些看似细微的变化，随着时间会逐渐的积累，最终严重影响到斜坡水文地质结构的稳定性。

3水岩化学作用对斜坡失稳的控制

3.1水岩化学作用下岩质斜坡演化过程在未发生水岩化学作用之前，岩体会产生不同的结构面，一是原生结构面（在岩体形成过程中逐渐形成的），主要包括流动面、不整合面等。二是在岩体形成后产生的构造结构面，包括节理面等。三是风化裂隙面等（在外应力作用下产生）。在岩体水化过程中，结构面首先形成腐蚀带。随着反应的不断进行，在经过较长时间后，岩石中的岩块之间逐渐失去联系。其演化过程中可以总结为：表层岩石变为土壤，并和外来物质形成土壤带；腐蚀带的形成；随着风化程度的加深，岩土斜坡逐渐形成由不同厚度土层组成的土质斜坡。

第2篇

论文关键词：高职院校；水文地质学基础；课程建设；教学方法改革

《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。

应增加《水文地质学基础》课程的实践性、开放性教学针对《水文地质学基础》课程应用性、实践性较强的特点，增加实践性、开放性教学环节是该课程改革的重点。要实现这一目标，仅靠高职院校自身力量是不够的，高职院校要紧密联系行业企业，实施校企合作，与企业实现资源共享，聘请行业企业的工程技术人员和能工巧匠到学校担任兼职教师，将工程技术人员和能工巧匠多年在生产一线积累的水文地质理论和经验带进课堂，将水文地质学基础理论和方法应用于实际工作的事例带进课堂，增加教学的针对性和实践性。若能在学生实习实训时，请带实习实训的工程技术人员针对具体工作面对水文地质学基本理论和方法进行讲解，整个课程的教学就会更上一层楼。

第3篇

中图分类号：F407文献标识码： A 文章编号：

引言：水工环地质学科与岩土工程两个专业学科的理论体系核心是通过原始的分散型、局部性水文地质、工程地质理论成果革新，然后随着生产力与科学技术的发展，形成了普遍性，全局性，集中型科技创新与发展，并得到了高度综合与集成而形成的当代水工环地质与岩土工程学科。

一、水工环地质的概述

水工环地质调查和研究与人类的生存有着密切的关系，特别是在全球环境变化和被社会经济环境可持续发展的推崇的大背景之下，各国都将其引入更广阔的空间。伴随着不断变化和发展的全球经济、资源、环境，各国对地质调查工作的方向和部署都进行了调整，相对的，发生巨大变化的还有水工环地质调查研究的内容。水文地质、工程地质、环境地质的界限在传统意义上被打破，现在发展的趋势就是对水工环一体化的研究，它的服务领域越来越广泛，信息量大、功能多样的态势不断出现，环境地质学日益突显其重要性。

二、水工环问题的防治对策

深入了解，因地制宜提出具有针对性的防治对策。以下分别从水文地质、工程地质、环境地质三个方面阐述具体的防治对策：

(一)水文地质问题的防治对策

随着人口的快速增长以及工业活动的日趋频繁，使用水量不断上升的同时也在不断遭受污染，水质恶化破坏地下水的平衡，从而引发一系列水文地质问题，所以必须做好防治工作。根据《中华人民共和国地质矿产行业标准一地下水动态监测规程》地下水可开采量的计算精度应该达ND级以上的储量要求，并且论证开发利用的条件以及开采后对地质环境的影响预测，在开发利用是还要进行科学合理的规划，在开采的过程中时刻了解地下水含量变化以及空间变化规律，并且坚持可持续发展的原则，防止过度开采底下水，造成水位下降导致含水层变千形成降落漏斗，对于已经形成降落漏斗的区域应该及时采取人工回灌等补救措施。对于水质污染问题必须要对地下水的污染状况进行实时监控，查明主要污染源并且了解地下水的补给、径流、排泄条件与运动规律，掌握地下水动态变化规律，对水质污染进行有效控制。

(二)工程地质问题的防治策略

工程地质问题具有隐蔽性强，危害性大等特点例如泥石流、地震、滑坡、岩溶以及崩塌等，这些都会对工程的安全和使用起到不同程度的影响，所以防治工作的关键就是要事先做好地质勘探工作。调查工作区域地质构造，特别是活动构造，地震活动等，对区域地壳的稳定性作出客观评价。主要的防治对策要围绕预防为主，防治结合，综合整治的原则，然后再根据不同的工程地质问题采取适宜的防治方法。

(三)环境地质问题的防治策略

近年来环境的不断恶化以及自然灾害的频发，使得环境地质研究越来越受人们的关注。在进行防治时首先需要查明自然地质作用与人类工程经济活动所引起的环境地质问题，进行综合分析评价。初步调查天然建筑材料，旅游景观资源的分布，对开发前景作出正确估价。对适宜于生活和工业固体废物处置场地的地质条件进性客观评价。另外对区域环境质量作出综合评价与趋势预测，对重点防护地区要进行环境地质调查以及脆弱性评价。

三、水文地质理论体系应用与发展

我国水文地质理论体系在20世纪70年代初期就基本形成。核心理论以找水打井应用技术为中心，为工农业、国防现代化建设、国家重点建设项目服务做出了巨大贡献。目前，全国拥有近400个大中城市以开采地下水作为城市供水水源，在城市生活和工业供水中，北方利用地下水占80％至90％，其中，农业用水中地下水平均占38％，尤其在20世纪70年代至80年代我国水文地质核心理论与应用技术得到飞跃性发展，基础理论与应用技术指导全国性地下水资源调查、勘查、监测与保护，取得的成就巨大。目前，我国地下水天然资源量大于1984年评价的8716．84亿立方米／a，占我国水资源总量的31％，这个比例与世界地下水储存量的平均值相近似。

随着科学的发展，水文地质学基础理论与应用技术开创了若干新领域，例如：中国地质大学环境学院与工程学院及湖南省地矿局第二水文地质大队等专家、学者在八五期间对国家重点科技项目“洞庭湖区构造沉降一淤积系统分析”进行攻关，对洞庭湖的演变、构造沉降、泥沙淤积与筑堤围垸三方面作用进行综合研究。利用多学科、多种技术进行深入研究，由此得出湖区年总构造沉降量为1．88亿立方米，大于当年1．61亿立方米的年总泥沙淤积量。研究结果表明洞庭湖并没有缩小，而是扩大了，这一攻关项目的成功，得到中国工程院陈梦熊、谢鉴衡、袁道先等9位专家教授的鉴定认可。对张人权等的研究成果高度评价：“其运用多学科联合开展湖泊演娈系统研究达到国际先进水平，开创了生态环境水文研究的新途径和新领域”洞庭湖生态环境水文研究新途径新领域至今还在延续新内容与新课题，例如2009年湖北省水文地质大队教授级高工陈国金研究题为“江汉一洞庭湖平原区洪灾形成与防治的环境地质研究”在对江汉一洞庭湖平原区地质背景分析的基础上，论述了构造沉降作用，泥砂淤积作用，人类工程作用及管涌崩岸作用之间有密切关系，对洪灾形成的影响和控制，提出了在地质作用条件下正确处理人与自然的关系，调整水沙重新分配的防洪减灾思路与对策。水文地质学理论体系应用与发展为多学科交叉渗透成为主流，20世纪90年代中期开始至今水文地质学的理论发展与相关类学科交叉渗透与融合己得到了全面广泛地应用和发展。2005年由地质出版社出版的林学钰、廖资生、赵勇胜、苏小四编著的《现代水文地质学》刚一书问世，标志水文地质学由传统的理论向现代生态水文地质理论发展标准目标转型。现代水文地质学与现代科学紧密结合，如系统论、信息论、控制论及相应产生的系统科学、环境科学等，对水文地质学的发展产生了一系列重大影响。现代应用数学与水文地质学的结合，特别是数值模拟方法得到普遍应用，模型研究成为水资源研究的主要内容，使水文地质学从定性研究发展到定量研究的新阶段。许多新的分支学科的产生与发展，如岩溶水文地质学、遥感水文地质学、环境水文地质学、医学环境地球化学、污染水文地质学以及数学水文地质学、水资源水文地质学。新技术、新方法都得到普遍应用，推动了水文地质学的发展。

结束语：

水工环地质与岩土工程两个专业学科都是地球地质大学科的支学科，两个支学科的共同持点与目标相互一致，为地球的永生及人类与大自然生命的存在，用自身的科学理论与工程实际相结合去了解自然与改造自然。水工环与岩土学科的理论体系一脉相承，互为一体，谁也离不开谁，同属自然科学。用学科过硬知识与技术解决工程建设中的实际问题，学科的理论体系还得依靠多支学科合作，进一步发展，技术创新，理论创新，水工环与岩土工程技术工作的理论与实践水平都将有新的重要突破。

参考文献：

［1］蒋江丹 论水工环地质勘察中GPS RTK的技术应用[期刊论文]-城市建设理论研究（电子版）2011(26)