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水文地质学基础A教学大纲01.教学单位名称：环境与资源学院02.课程代码：64200303.课程名称：水文地质学基础A04.课程英文名称：Foundation of Hydrogeology05.课程类别：学科基础课06.课程性质：必修07.课程学时：48学时，其中包含实验8学时08.课程学分：309.授课对象：地下水科学与工程/水文与水资源工程.开课学期：4学期（春季）10.选用教材：张人权主编：《水文地质学基础》，地质出版社，2011年，第六版.主要参考书：[1]薛禹群主编：《地下水动力学》，地质出版社，2001年，第二版[2]沈照理等编著：《水文地质学》，科学出版社，1985年[3]R.H.布朗等编，赵耿忠、叶寿征等译：《地下水研究》，学术书刊出版社，1989 年[4]任天培主编：《水文地质学》，地质出版社，1986年[5]霍崇仁等编：《水文地质学》，水利电力出版社，1986年[6]朱学愚、钱孝星编著：《地下水资源评价》，南京大学出版社，1987年[7]R.A.费里泽著，吴静芳译：《地下水》，地质出版社，1987年[8]石振华，李传尧主编：《城市地下水工程与管理手册》，中国建筑工业出版社，1993年[9]王大纯，张人权等主编：《水文地质学基础》，地质出版社，1995年，第五版.大纲执笔人：11.课程中文简介：水文地质学基础是水文与水资源工程、地下水科学与工程专业的学科基础课。
课程主要讲授水文地质学的基本概念、地下水运动的基本规律、地下水化学成分的形成作用、地下水动态与均衡、不同类型地下水的基本特征等，为本专业的其它课程学习奠定良好基础。
12.课程英文简介：Foundation of Hydrogeology is a specialized course in Groundwater Science and Engineering, and Hydrology and Waler Resources Engineering. The course inlroduces the basic concepts in hydrogeology, the physical mechanics of groundwater flow, the hydrogeochemical characterizations and processes, groundwater regime and balance, and groundwater types. The knowledge herein forms the foundation of learning the hydrogeology.13.京程装承任务、教学目的和教学要求教学任务：本课程主要讲授地下水的功能，水文循环及其影响因素，岩石的空隙类型及地下水类型，地下水运动的基本规律，地下水化学成分的形成作用及水化学分析表示方法，地下水的补给与排泄，地下水系统，地下水动态与均衡，孔隙水、裂隙水和岩溶水的基本特征等基础理论和方法。
附件2
2012年度省级精品课程建设项目申报书
（本科）
推荐单位长安大学
课程学校长安大学
课程名称水文地质学基础
课程类型专业基础课
所属一级学科名称水利工程
所属二级学科名称水文与水资源工程
课程负责人马致远
填报日期2012.11.05
陕西省教育厅制二○一二年九月
填写要求
一、以word文档格式如实填写各项。
二、表格文本中外文名词第一次出现时，要写清全称和
缩写，再次出现时可以使用缩写。
三、有可能涉密和不宜大范围公开的内容不可作为申
报内容填写。
四、课程团队的每个成员都须在“2．课程团队”表格中
签字。
五、“8．承诺与责任”需要课程负责人本人签字，课程
建设学校盖章。
1．课程负责人情况
2．课程团队
3．课程建设
4．课程内容
8．承诺与责任
9．学校推荐意见
—21 —。
第十二章断裂力学和损伤力学在岩体工程中的应用断裂力学——多限于客观裂纹，并假设其为椭园形。
损伤力学——可处理密集型的微观裂纹，较好解决岩石固有的各向异性力学特点。
主要内容:§1 线弹性断裂力学的基本方法§2 断裂判据§3 岩石断裂试验§4 岩体的断裂力学分析§5 节理岩体的损伤模型§1 线性弹性断裂力学的基本方法1．裂纹的三种型式1）Ⅰ型——张开成型Z方向不发生位移2）Ⅱ型——滑开型Z方向不发生位移3）Ⅲ型——撕开型Y方向不发生位移2．裂纹尖端的应力场及X、Y、Z方向的位移（u, v, w）（裂纹尖端的线性场）1）各型裂纹尖端的应力场及位移公式。
式（12-1）~（12-3） 3．解答特点：1）一般表达式：应力：)(2θπσij ij f rk =位移：)(28θπi i f rGku =2）强度因子I III (,,)i ij k k k a K σν⎧⎫⎪⎪=⎨⎬⎪⎪⎩⎭是由构件和裂纹形式以及外荷载的大小加以确定，由它确定了局部场的强度。
强度因子可查有关手册。
3）r 当0→r及∞→r 时，上述解答不成立。
当0=r 时，出现线应力和应变的奇异性。
（有方法消除） 4）迭加原理由于对线性应力和位移可以应用迭加原理，对于给定的类型的裂纹、应力强度因子是可以相加的。
复杂荷载下K等于几个简单问题的代数和。
5）由于参数K 唯一地决定了裂纹端部附近的加载水平，有理由预料，它与裂纹扩展条件有密切的联系。
推测是有相当的吸引力，因为它提供了修改过去临界应力状态概念的物理基础。
这里应力强度因子的定义无须依靠任何的断裂准则。
6）断裂韧性裂纹在临界荷载作用下出现不稳定扩展时的应力强度因子为K ic ，称为断裂韧性。
可认为当ic i K K =时，裂纹尖端应力场就象试件裂纹那样同样进入临界状态。
因此， 含裂纹构件的断裂条件为：ici K K =4．裂纹扩展的Griffith 能量准则1）基本观点：根据可逆热力学过程建立 2．裂纹扩展判据1）当材料沿裂纹延伸方向扩展时，单位面积的应变能释放率为：2III2II2I 121)(1KK K EG μ++=（12-6）式中：E E ='——平面应力21v EE -='——平面应变μ——剪切模量，)1(2νμ+=E2）应变解释放判据：)/(2ICE K G G e '=（12-7） 式中：e G ——临界应变能释效率。
第十二章第五节全球变暖和水资源危机教学目标：1、了解水资源现状和水资源利用及被污染的状况。
2、了解水资源对人类的重要性及当代水资源危机。
3、促进学生学会将物理与化学、生物等学科联系的整合思想和科学研究意识与方法，正确使用相关的研究器材与资料等，提高实验能力与实践能力。
注重学生的学科渗透，培养科学的情感态度与价值观教学过程：一、板书课题：第五节全球变暖和水资源危机1、师提出问题让学生按小组讨论：人能离开水吗？并举例说明。
教师根据学生回答作简要总结。
2、教师提出问题：地球面积中70％是水，水够我们人类使用吗？学生交流、讨论教师根据学生的争论总结人类水资源短缺现状。
3、教师提问：有人说：我国经常闹水灾，我国不缺水，对吗？教师根据学生回答总结我国水资源短缺状。
组织学生讨论：造成水资源严重缺乏的原因有哪些？教师根据学生的回答总结：主要原因是水的污染等，并介绍水污染的主要来源。
稍作片刻，让学生充分体会后并引发思考：面对这些，我们该怎么做呢？教师总结节水、护水的重要性与必要性，并介绍世界水日，同时让学生共同探讨交流：如何去节水、护水？4、活动2.8 认识水的循环本活动主要是通过观察水循环示意图，认识水的循环系统，在观察中可按下列顺序进行观察和思考：1、云的组成和形成过程是怎样的？2、雨和雪是怎样形成的？3、江河、湖泊中的水是怎样形成的？4、空气中水蒸汽的来源主要有哪些？5、水的循环系统是怎样的？6、在水的循环过程中，发生了哪些物态变化？二、精讲点拨（1）、水资源水是地球上人和一切生命得以生存的物质基础。
水作为资源，是其他任何物质不能代替的。
地球上的水资源主要分为：①海洋水，约占地球总储水量的96.54%，是地球上最庞大的水体，储藏了大量的热。
由于海水中含有大量的食盐和许多别的盐类物质，海水又咸又苦，目前还不能大规模采用。
②陆地水，陆地水分为陆地咸水和淡水两大类，占地球总储量的3.46%。
陆地咸水主要包括地下咸水和湖泊咸水。
⽔⽂地质学基础课后思考题（附答案）第1-2章思考题1、试概括地下⽔的功能及其意义。
（1）宝贵的资源：地下⽔分布⼴泛，变化稳定，⽔质良好，便于利⽤，是理想的饮⽤⽔源，也是⼯业、农业⽤⽔的重要供⽔⽔源。
含⽔介质储能，夏储冬⽤。
地源热泵。
地下⽔景观，如古井遗址、湿地等是良好的旅游资源。
（2）重要的地质营⼒：地下⽔是物质和热量传输（温泉）及应⼒传递（⽔库诱发地震，滑坡）的载体。
地下⽔是良好溶剂，成矿、找矿发挥重要作⽤。
（3）不可忽视的致灾因⼦：地⾯沉降、地裂缝、岩溶塌陷、潜蚀管涌等。
地⽅病，如甲状腺病。
（4）活跃灵敏的⽣态环境因⼦：地下⽔是⽣态环境系统中⼀个最为活跃灵敏的⼦系统。
⽓候、⽔、⼟壤和⽣物，处于相互作⽤的动平衡，⼈类活动⼲扰天然地下⽔，成为⽣态环境恶化的重要因素。
如盐渍化（⼲旱－半⼲旱地区）、沼泽化（湿润地区）、⽯漠化（南⽅岩溶地区）、地下⽔污染等。
（5）极有价值的信息载体：地下⽔及其沉淀物、化学及微⽣物特征，可提供⼗分珍贵的环境变化信息。
可预测地震，提供不同时空尺度的环境信息，⽔⽂地质找矿，可重塑历史时期及地质时期的⽓候变化。
2、试⽐较⽔⽂循环与地质循环。
⽔⽂循环：⼤⽓⽔、地表⽔、地壳浅表地下⽔之间的⽔分交换。
（1）是直接循环，浅部层圈⽔分⼦直接交换。
（2）循环速度快，途径短，交替迅速。
（3）⽔⽂循环的驱动⼒是太阳辐射和重⼒。
（4）对于保障⽣态环境及⼈类的⽣存发展，⾄关重要。
⽔质持续净化，⽔量持续更新再⽣。
地质循环：⼤⽓圈到地幔之间发⽣的⽔分交换。
（1）是间接循环，与沉积岩、岩浆活动、岩⽯重结晶有关。
（2）循环途径长，速度缓慢，周期长。
（3）有助于分析地层浅表和深部各种地质作⽤，对于寻找矿产资源、预测⼤尺度环境变化和深部地质灾害等均有重⼤意义。
第3章讨论题1、孔隙度⼤和孔隙⼤有区别吗？孔隙是松散岩层中颗粒及颗粒集合体之间的空隙；孔隙度是单位体积岩⼟（包括孔隙在内）中孔隙所占的⽐例。
孔隙⼤表⽰松散岩层中颗粒及颗粒集合体之间的空隙⼤，孔隙度⼤指的是岩体中孔隙的⽐例⼤。
水文地质学复习要点第一章1.地下水：赋存于地表（严格地说应该是地下水面，地下水面之上包气带的重力水称为过路重力水）以下各种形式的重力水（可以自由流动）。
除了重力水，还有结合水、毛细水等。
2. 地下水的功能：①作用上的重要性②补给上的有限性；③时空上的多变性④利用上的多样性。
水是一种极其活跃的重要的地质营力水（尤其是地下水）承受载荷，是应力的传递者与热量及化学组分的传输者。
水也是不可忽视的致灾因子。
水还是活跃灵敏的生态环境因子。
水是极有价值的信息载体第二章1.水循环概念：地球上各层圈的水是相互联系、相互转化的，这一过程称为水循环。
2.地球上各层圈的水也称水系统。
自然界的水循环按其循环途径长短、循环速度和涉及的圈层范围分为：水文循环、地质循环。
3.自然界的水循环：①水文循环：发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。
a大循环：海洋与大陆之间的水分交换为大循环。
b小循环：海洋或大陆内部的水分交换称为小循环。
②地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程称为水的地质循环，这种由地幔熔岩物质直接分异出来的水叫初生水。
第三章1.地壳岩石中的空隙为地下水的赋存提供了必要的空间条件，是地下水存储空间和传输通道，空隙的特征（多少、大小、形状、方向性、连通程度及其空间变化等）决定着岩土储容、滞留、释出以及传输水的性能。
岩石空隙可分为三类：a. 未固结的松散岩石中的孔隙（第四纪地质学）；b. 固结的坚硬岩石中的裂隙（构造地质学）；c. 可溶岩石中的溶穴(隙)（岩溶地貌学）。
2.孔隙度与颗粒大小没关系，和颗粒的排列方式有关。
孔隙的最宽部分称为孔腹，最窄部分称为孔轴。
3.岩土空隙中的水有结合水、液态水（重力水、毛细水）、固态水、气态水。
4.毛细水有三种类型：将一根毛细玻璃管插入水中，毛细管内的水面即会上升到一定高度，这便是发生在固、液、气三相界面上的毛细现象。
①支持毛细水：由于毛细力的作用，水从地下水面沿着小孔隙上升到一定高度，形成一个毛细水带，此带中的毛细水下部有地下水面支持，因此称为支持毛细水。
十二章目前常用的植被护坡工程技术根据调研收集到的资料，通过整理分析将工程中常用的植被护坡方法总结成如下几种护坡技术，这些技术中包括护坡原理、护坡特点、施工方法、适用条件、典型设计图等。
下面对此加以简介。
一、常用的植被护坡方法1、挂三维网喷播植草绿化该项技术是在坡面铺设三维植被网，用液压喷播法进行植被。
三维植被网的作用是将喷播于坡面的肥料与种子固定，便于生长。
网内可填种植土和草籽，具有防冲刷和有利于植物生长的两大功能。
即在草皮未长成之前，可保护坡面免受地表水侵蚀；草皮长成后，草根与网垫、泥土一起形三维植被网，成一个具有复合力学性能的嵌锁体系，达到加固边坡、美化环境的目的。
如图12-1所示。
图12-1 挂三维网喷播植草绿化及三维网材料2、挖沟植草绿化技术挖沟植草绿化指在坡面上按一定的行距人工开挖楔形沟，在沟内回填适宜于草籽生长的土壤养料、土壤改良剂等有机肥土，然后挂三维植被网，喷播植草绿化。
挖沟植草绿化技术要求不高，虽然人工劳动强度大，施工速度缓慢，但造价较低且绿化效果好，在条件具备的地方应优先考虑。
如图12-2所示。
图12-2 挖沟植草绿化3、土工（网）格栅植草绿化技术土工网（Geonet）或土工格栅（Geogrid）植草绿化系指在坡面上挂土工网或单向土工格栅，然后采用液压喷播植草进行边坡绿化的方法。
如图12-3所示。
图12-3土工格栅植草绿化4、土工格室植草绿化土工格室植草护坡是指在展开并固定于坡面上的土工格室内填充改良客土，然后在格室上挂三维植被网，进行喷播施工的一种护坡技术。
利用土工格室为草坪植物生长提供稳定、良好的生存环境。
采用土工格室植草，可使不毛之地的边坡充分绿化，带孔的格室还能增加坡面的排水性能。
如图12-4所示。
图12-4土工格室植草绿化及土工格栅材料5、垂直绿化法垂直绿化法是指栽植爬山虎、紫藤、薜荔、常青藤、金银花、迎春、蔷薇等攀援性植物，用以遮蔽坡面，达到绿化和美化环境的目的。
《水文地质学基础》试题库及参考答案?目录第一章地球上的水及其循环 (1)第二章岩石中的空隙与水分 (4)服第三章地下水的赋存 (9)暗室逢第四章地下水运动的基本规律 (15)收复失第五章毛细现象与包气带水的运动 (20)第六章地下水的化学成分及其形成作用 (22)第七章地下水的补给与排泄...........................................29QWDD 第八章地下水系统 (35)第九章地下水的动态与均衡 (37)第十章孔隙水 (40)是多少第十一章裂隙水 (42)三分法第十二章岩溶水·····················································45we 福娃第十三章地下水资源 (48)第十四章地下水与环境 (49)第二章岩石中的空隙与水分一、名词解释1．岩石空隙：地下岩土中的空间。
2．孔隙：松散岩石中，颗粒或颗粒集合体之间的空隙。
3．孔隙度：松散岩石中，某一体积岩石中孔隙所占的体积。
4．裂隙：各种应力作用下，岩石破裂变形产生的空隙。
5．裂隙率：裂隙体积与包括裂隙在内的岩石体积的比值。
6．岩溶率：溶穴的体积与包括溶穴在内的岩石体积的比值。
7．溶穴：可溶的沉积岩在地下水溶蚀下产生的空洞。
8．结合水：受固相表面的引力大于水分子自身重力的那部分水。
