The Basis of Hydrogeology

课程编码：21A42025 学分：2.5 课程类别：专业基础课（必修课）

计划学时：40 其中讲课：40 实验或实践：0 上机：0

适用专业：地下水科学与工程

推荐教材：张人权等，《水文地质学基础》（第六版），地质出版社,2014年。

参考书目：张忠学等，《工程地质与水文地质》，中国水利水电出版社，2009年。

邓学成，孙万和，权宝增。《工程地质及水文地质》，中国水利水电出版社，1992年。

潘宏雨、马锁柱等编著，《水文地质学基础》，地质出版社，2008年

课程的教学目的与任务

本课程的教学目的和主要任务是使学生学生能够深入理解地下水赋存空间的特征，地下水的形成与分布，地下水的埋藏条件，运动基本定律，地下水物理化学成分的基础理论，地下水系统的基本概念，地下水补给径流与排泄，地下水的动态特征与均衡原理，以及地下水资源、地下水与环境等相关概念与基本问题。在上述基本知识与内容的基础上，初步掌握水文地质问题的分析方法与思路。初步掌握运用所学知识对与地下水有关问题进行水文地质分析的基本方法和技能，培养学生科学的思维方法和实事求是的工作作风。

课程的基本要求

1、掌握地下水形成的基本知识，明确自然界各部分水体的互相转化过程；水在岩石中存在的形式及与周围含水介质的相互关系、含水层与隔水层的基本概念及地下水运动的基本定律；

2、掌握地下水的物理性质和化学成分，化学成分的形成作用及其影响因素及水质分析资料的整理方法和地下水化学分类；掌握各种类型地下水的特征和分布规律。

3、掌握气象水文资料整理；水化学资料整理；达西渗透实验及其应用；潜水等水位线图及承压水等水压线图的编制；地下水化学成分形成作用及其实例分析，能独立阅读分析常见的水文地质图，。

4、培养学生认真负责的优良作风和吃苦耐劳精神；科学的思维方法，努力提高创新意识和创新能力。

各章节授课内容、教学方法及学时分配建议

第一章 绪论 建议学时：2

[教学目的与要求] 了解水文地质与学的发展历史及其学科发展趋势，熟悉地水文地质学主要研究的目的、任务，掌握水文地质学的研究思路。

[教学重点与难点] 当代水文地质学的忒安和研究方法

[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂启发和讨论为辅。

[授 课 内 容]

第一节 水文地质学的概念

第二节 地下水资源的优点和功能

第三节 水文地质学研究内容和目的

第四节 水文地质学理论沿革及发展趋势

第五节 当代水文地质学的特点和研究方法

第二章 地球中水的分布与循环 建议学时：2

[教学目的与要求] 了解地球上的水与量的分布，我国水循环状况与水量分布特征；掌握水文循环与地质循环的概念和区别，我国水资源特点及地下水分区特点

[教学重点与难点] 自然界的水循环（大循环、小循环、水文循环、地质循环）的概念；影响自然界水循环的气象、水文、地质、人为等要素。

[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂启发和讨论为辅。

[授 课 内 容]

第一节 地球中水的分布

第二节 地球中水的循环

第三节 中国水资源概况

第四节 中国地下水概况

第三章 岩土中的空隙和水 建议学时：2

[教学目的与要求]解中国水资源和地。下水资源的特点。掌握岩土中空隙的三种类型孔隙、裂隙和溶穴；重点掌握孔隙的大小、多少（空隙率）表征及其影响因素；了解不同空隙的特征与他们之间的差异

[教学重点与难点]孔隙的大小、多少（空隙率）表征及其影响因素

[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂启发和讨论为辅。

[授 课 内 容]

第一节 岩土中的空隙

第二节 岩土中的水

第三节 与水有关的岩土性质

第四节 有效应力原理与岩土体变形破坏

第四章 地下水的赋存 建议学时：2

[教学目的与要求]掌握包气带与饱水带，含水层、隔水层与（弱）透水层定义，地下含水系统概念；地下水划分依据与划分类型；掌握潜水、承压水与上层滞水的概念、划分与表示方法，以及其相互转化条件；潜水和承压水区别及等水位线图解决的问题

[教学重点与难点]：潜水和承压水区别及如何应用等水位线图解决的问题。

[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂启发和讨论为辅。

[授 课 内 容]

第一节 包气带与饱水带

第二节 含水层、隔水层与弱透水层

第三节 地下水分类

第四节 潜水、承压水与上层滞水

第五章 地下水运动的基本规律 建议学时：4

[教学目的与要求]掌握达西定律及其表示方法，并理解渗透流速、过水断面、水力梯度、渗透系数的概念和物理含义；掌握均质各向同性介质中定性流网的绘制方法，学习流网在水文地质问题分析中的应用。

[教学重点与难点] 流网在水文地质问题分析中的应用。

[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂启发和讨论为辅。

[授 课 内 容]

第一节 渗流基本概念

第二节 重力水运动的基本规律

第三节 流网

第四节 泡水粘性土中水的运动规律

第六章 包气带水 建议学时：2

[教学目的与要求]掌握毛细负压、毛细上升高度和毛细上升速度的概念；了解砂土中水的毛细上升高度与速度确定方法，以及影响因素 ；掌握包气带水的分布特点及运动规律。

[教学重点与难点] 砂土中水的毛细上升高度与速度确定方法，以及影响因素及包气带水的运动规律

[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂启发和讨论为辅。

[授 课 内 容]

第一节 毛细现象和毛细水

第二节 土壤水势及其组成

第三节 包气带水的分布与运动规律

第四节 涉及包气带水的主要领域

第七章 地下水的化学成分及其演变 建议学时：4

[教学目的与要求]掌握地下水中主要气体成分、七种主要离子成分，了解它们的来源及指示意义；重

点掌握水化学成分的主要形成作用：溶滤作用、浓缩作用、脱硫酸作用和脱碳酸作用及其影响因素；了解水化学成分的表达方式与分类；掌握地下水基本成因类型及化学特征；了解地下水化学成分分析方法及图示 。

[教学重点与难点] 水化学成分的主要形成作用及地下水基本成因类型及化学特征分析

[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂启发和讨论为辅。

[授 课 内 容]

第一节 概述

第二节 地下水的化学特征

第三节 地下水的微生物

第四节 地下水的温度

第五节 地下水的化学成分形成作用

第六节 地下水基本成因类型及其化学特征

第七节 地下水化学成分分析及其图示

第八章 地下水的补给与排泄 建议学时：4

[教学目的与要求] 掌握地下水补给来源与方式；大气降水对地下水的补给过程、影响因素及补给量 的确定；掌握地下水排泄去路；重点掌握泉的出露条件、类型及其意义；了解蒸发与泄流发生条件与影响因素；掌握地下水排泄量的初步估算方法。

[教学重点与难点] 泉的出露条件、类型及其意义及地下水排泄量的初步估算

[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂启发和讨论为辅。

[授 课 内 容]

第一节 概述

第二节 地下水的补给

第三节 地下水的排泄

第四节 含水层之间的补给与排泄

第九章 地下水流系统 建议学时：2

[教学目的与要求] 了解地下水系统相关概念的形成，掌握地下水含水系统与流动系统的概念、划分方法与两者的关系；重点掌握地下水流动系统特征和划分意义；地下水流系统的水动力特征、水化学特征和水温度特征；了解地下水流动系统的分析方法。

[教学重点与难点] 地下水流动系统的特征和划分

[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂启发和讨论为辅。

[授 课 内 容]

第一节 水文地质学中系统概念引入

第二节 地下水流系统理论的形成与演变

第三节 地下水流系统水动力特征

第四节 地下水流系统的水化学特征和水温度特征

第十章 地下水动态与均衡 建议学时：6

[教学目的与要求]掌握地下水动态与均衡的概念，地下水动态的影响因素；水均衡基本原理，水均衡方程式的表示方法；了解区域水均衡的研究方法， 掌握地下水动态的类型及天然条件下的地下水均衡，了解人为活动影响下的地下水均衡及大区域地下水均衡研究中面对的一些主要问题。

[教学重点与难点] 天然条件下的地下水均衡情况分析。

[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂启发和讨论为辅。

[授 课 内 容]

第一节 地下水动态与均衡的概念

第二节 影响地下水动态的因素

第三节 地下水天然动态类型

第四节 天然条件下的地下水均衡

第五节 人为活动影响下地下水均衡

第六节 大区域地下水均衡研究中的一些问题

第十一章 孔隙水 建议学时：2

[教学目的与要求] 掌握洪积物、冲积物及黄土中的地下水赋存与分布特点

[教学重点与难点] 洪积物、冲积物及黄土中的地下水的分布特点

[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂启发和讨论为辅。

[授 课 内 容]

第一节 孔隙水的特征

第二节 洪积物中的孔隙水

第三节 冲积物中的孔隙水

第四节 湖积物中的孔隙水

第十二章 裂隙水 建议学时：2

[教学目的与要求] 掌握构造裂隙水分布特点和影响因素，裂隙水类型；断裂带的水文地质意义

[教学重点与难点] 构造裂隙的特点及断裂带的水文地质意义

[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂启发和讨论为辅。

[授 课 内 容]

第一节 概述

第二节 裂隙成因类型及其中地下水

第三节 断裂带的水文地质特征

第四节 裂隙地下水的特点

第五节 裂隙水研究方法

第十三章 岩溶水 建议学时：2

[教学目的与要求]掌握岩溶发育条件，岩溶水的赋存和运动特征，了解岩溶水系统的演变，初

步掌握岩溶水系统的分析方法。

[教学重点与难点] 溶水系统的分析方法

[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂启发和讨论为辅。

[授 课 内 容]

第一节 岩溶及其研究意义

第二节 岩溶发育的基本条件

第三节 岩溶水系统的改造与演变

第四节 岩溶水的特征

第十四章 地下水与环境 建议学时：4

[教学目的与要求] 了解与地下水有关的主要环境问题吗，初步了解开采与过量开采地下水引起的降落漏斗、地面沉降、海水入侵以及地下水污染问题的机理与防治措施。

[教学重点与难点] 采与过量开采地下水引起的降落漏斗、地面沉降、海水入侵以及地下水污染问题的机理与防治措施

[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂启发和讨论为辅。

[授 课 内 容]

第一节 地下水是活跃的环境因子

第二节 地下水的环境效应概述

第三节 地下水水质灾害

第四节 地下水引起的岩土体变形与位移

撰稿人：胡艳霞 审核人：桑国庆