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第1篇

水巖化學作用過程的化學機理主要是指地下水和巖石之間發生的各種化學反應，如溶解作用，水合作用，水解作用，酸性腐蝕等，下面就這些影響因素進行詳細論述。

1.1溶解作用在長時間的地下水和巖石的接觸過程中，在巖石中存在的一些鈉、鉀等離子以及一些含酸的鹽類可以直接溶于地下水，隨著時間的積累，這些含有了腐蝕性物質的水會對巖石的結構造成不利的影響。而且，由于在巖石內部，尤其是那些顆粒之間都不可避免的存在大量的裂紋，然而存在于巖石空隙中的不同溶液可以逐漸滲透到巖石的顆粒中，并發生不同的化學反應。除此之外，在水溶液中含有的二氧化碳等氣體也會對巖石的溶解產生不利的影響。同時，巖石的組成成分以及巖石所處的溫度和濕度條件的變化都會對巖石的溶解造成不同程度的影響。

1.2水解作用由于在地下水中存在有大量的氫離子和氫氧根離子，因此使地下水成為了具有極強腐蝕性的溶液，正是由于這兩種離子的存在，很容易使弱酸或是弱堿的鹽類礦物質發生解離，解離物可以和水中的這兩種離子結合生成新的物質，使巖石原有的結構和成分發生變化。巖石的水解作用是普遍存在的一種水巖化學作用。而且，隨著水解過程的不斷進行，會產生大量的粘土物質，進而對斜坡的穩定性造成不利影響。

1.3氧化還原作用由于地下水也存在一定的流動性，使得地下水中含有一定量的游離氧。而氧化作用發生的先決條件就是存在有游離的氧離子。因此，水巖作用過程通常發生在地下水面以上的地表巖層，而在游離氧較少的地區，主要發生還原反應。

1.4離子交換作用由于在地下水溶液中存在有多種的陰離子和陽離子，在這些離子中那些結合能力強的離子可以將巖石中含有的一些離子置換出來，進而產生新的物質。最為常見的是，水中含有的氫離子可以將巖石中含有的鉀離子和鈉離子置換出來，進而導致巖石的溶解。地下水和巖石之間的水化作用嚴重破壞了巖石的結構，并降低了巖石的強度。1.5其他因素這些因素主要包括酸性腐蝕和化學沉淀等。所謂酸性腐蝕就是在水中含有的酸性物質對巖石的腐蝕作用，其主要是含有的弱酸性鹽類物質導致的巖石的溶解。而所謂的化學沉淀則是指因為水分的蒸發和伴隨著溫度的變化，使某些物質從巖石中脫落，破壞巖石結構的穩定性。除此之外，化學沉淀也是導致礦床形成的一個關鍵性因素。

2水巖化學作用與斜坡水文地質之間的聯系

2.1水巖化學作用和斜坡風化分帶之間的關系在氣候濕熱等地區，水巖化學作用會嚴重影響斜坡的演化過程。我們知道土壤層和落葉層是組成土層的兩個重要部分，但是在實際條件下，在土壤層的下層還有一層由氧化物質和粘土物質等成分組成的殘坡積層。而水巖化學作用是土層形成的關鍵。經過漫長時間的轉化，腐巖帶可以形成土層，而腐巖帶則是由風化巖帶逐漸形成的，風化巖帶的主要特征是含有眾多的核心石。風化巖帶出現的高度非均勻質的特性，使得巖石的結構變得不穩定，而導致這一現象出現的重要因素就是水巖化學作用。

2.2地下水的含量與分布與斜坡水文地質之間的關系地下水在誘發斜坡巖體演化過程的同時，也會影響地下水本身的含量和分布發生相應的變化。例如，在溫濕氣候的區域，斜坡演化過程更容易受到地下水分布和含量變化的影響，尤其是在含有豐富土層粘土礦物的地區，由于地下水位的升高，會導致粘土物質向下的遷移。同時，當地下水中含有豐富的有機質時，粘土物質可以擴散到水中并隨著水流發生相應的移動。這些看似細微的變化，隨著時間會逐漸的積累，最終嚴重影響到斜坡水文地質結構的穩定性。

3水巖化學作用對斜坡失穩的控制

3.1水巖化學作用下巖質斜坡演化過程在未發生水巖化學作用之前，巖體會產生不同的結構面，一是原生結構面（在巖體形成過程中逐漸形成的），主要包括流動面、不整合面等。二是在巖體形成后產生的構造結構面，包括節理面等。三是風化裂隙面等（在外應力作用下產生）。在巖體水化過程中，結構面首先形成腐蝕帶。隨著反應的不斷進行，在經過較長時間后，巖石中的巖塊之間逐漸失去聯系。其演化過程中可以總結為：表層巖石變為土壤，并和外來物質形成土壤帶；腐蝕帶的形成；隨著風化程度的加深，巖土斜坡逐漸形成由不同厚度土層組成的土質斜坡。

第2篇

論文關鍵詞：高職院校；水文地質學基礎；課程建設；教學方法改革

《水文地質學基礎》是高職院校金屬礦產地質與勘查技術專業、水文地質與勘查技術專業，金屬礦開采技術專業、礦山地質專業的專業基礎課。水文地質學是研究地下水的科學，主要研究在巖石圈、水圈、大氣圈、生物圈以及人類活動相互作用下地下水水量和水質的時空變化規律，并研究如何運用這些規律興利除害，為人類服務。通過該課程的學習，可以掌握水文地質學的基本概念、理論和方法，為以上4個專業的專業課程學習奠定良好的基礎，為學生在實際工作中參與地下水的觀測、進行地下涌水的處理等提供理論依據，因此，搞好這門課的教學顯得尤為重要。

《水文地質學基礎》課程教學存在的問題

據統計，云南省有5所高職院校開設了資源開發與測繪大類專業。筆者所在的學校自2005級開始在金屬礦產地質與勘查技術專業、金屬礦開采技術專業、礦山地質專業中招收高職全日制脫產和函授大專學生，到2010年已有三屆畢業生、三屆在校生。先后有10個教學班開設了《水文地質學基礎》課程，筆者一直承擔該課程的教學工作。結合教學實際，筆者認為，在高職院校《水文地質學基礎》課程的教學中普遍存在以下問題。

對《水文地質學基礎》課程的性質和地位認識不足在高職教育中，資源與測繪大類的專業少，開設《水文地質學基礎》課程的專業更少，學習本門課程的人數少，課程在專業以外的認知度低。在筆者所在的學校，制定高職人才培養方案時，《水文地質學基礎》應作為金屬礦產地質與勘查技術專業的專業基礎課還是專業主干課，曾在相關教師中發生了激烈的爭論，最終根據教育部教育司2005年版的《高職高專專業概覽》才塵埃落定。

使用的教材多為高等學校教材，與高職教育的要求不相匹配高職教育主要培養具有一定理論知識和較強實踐能力，面向生產、建設、管理、服務第一線的高素質技能型專門人才。要求學生具有夠用的理論知識，較強的動手能力和工作適應性，強調學生在實際工作中要“素質高，上手快，技能強”。高職教育與高等教育培養高級專門人才的目標是不同的。培養目標的不同決定了教學內容的不同，但是，在高職實際教學中，《水文地質學基礎》主要選用的大多是高等院校的教材，學科理論介紹多，實際應用介紹少。

適合課堂教學的電子課件少，教師多沿用傳統教學模式，教學方式單一《水文地質學基礎》課程專業性強，盡管近年來多媒體電子課件在網絡上隨處可見，但關于《水文地質學基礎》課程的課件少之又少。要做好一件成熟的實用的電子課件，需要大量的資料和圖片，但由于專業性較強，這方面的資料往往有一定的保密要求，一般人很難找到相關資料，再加上水文地質工作目前主要是相關專業的工程技術人員在實施，高職教師參與很少，導致現在的課件以羅列教材中的內容為主，質量不高，適用性和吸引力不強。

教師大多沿用傳統教學模式，教學方式單一在實際教學中，《水文地質學基礎》的任課教師大多采取單一的講授形式，教學仍然是以課堂為中心、以課本為中心、以教師為中心，整個教學過程都在教室里完成。學生沒有機會到實地考察，將理論與生產實際對應，因此，學習的積極性、主動性較差。學生的注意力主要集中在接受教師傳授的現成知識上，學習圍繞課本和考試，沿襲著“上課記筆記、下課抄筆記、考試背筆記”的傳統學習方式。講授方式單一，課程缺少吸引力，導致本門課程枯燥無味；學習方式單一，學得快，忘得快，導致課程學與不學一個樣；再加上有些學生本身對所學專業認識不清，更是降低了課程學習的積極性。

《水文地質學基礎》課程的教學體會

筆者從2006年開始講授《水文地質學基礎》課程，到2010年，已經完成了10個教學班的教學工作。經過在教學中不斷總結和完善教學方法，歸納起來主要有以下三點體會。

根據專業特點，確定教學目標高職院校金屬礦產地質與勘查技術專業、水文地質與勘查技術專業、金屬礦開采技術專業、礦山地質專業的學生學習《水文地質學基礎》課程的目的，并不是要把他們培養成為水文地質專家或專門從事水文地質科學研究的專業人員，而是讓他們掌握水文地質的基本概念和基本理論，能夠將水文地質理論和技術應用于其今后的工作領域，成為既熟悉本專業業務，又掌握水文地質基本概念和基本理論的技能型人才。對這些專業的學生進行水文地質教育，應該面向金屬礦產地質與勘查、水文地質與勘查、金屬礦開采、礦山地質等工程領域的應用，以掌握基本理論、突出實踐應用為目的。因此，本門課程的教學目標是講清《水文地質學基礎》的基本概念、基本理論，重點抓好基本概念、基本理論的實踐性和實用性教學。

根據教學目標，增加課程的實踐性和實用性教學筆者所在學校屬于企業辦學，隸屬國有大型企業集團，在學生實習實訓和企業工程技術人員到學院兼職講課等方面具有得天獨厚的優勢和條件。結合集團與學校的實際情況，筆者重新編寫了高職《水文地質學基礎》課程的教學大綱，突出了課程的實踐性和實用性。在實際教學中逐步嘗試進行課程改革。首先是改變單一的教學方式。在2006、2007級金屬礦產地質與勘查技術專業的《水文地質學基礎》課程講授中，嘗試性地引入討論式教學和現場教學。在講授“巖石中孔隙”時，先講清基本理論，然后通過布置課外作業的方式，讓學生通過互聯網或相關書籍查閱砂巖、泥巖、泥質灰巖中孔隙的異同，最后讓學生結合《普通地質學》、《巖石學》等課程展開討論，加深對理論知識的理解。在對2007級金屬礦產地質與勘查技術專業的學生進行生產實習動員時，筆者結合實訓基地的情況，向學生介紹了即將實習的工作區的水文地質情況，并要求學生在實習過程中收集實習礦區的水文地質資料。這一嘗試在學生一年后的畢業論文中收到了很好的效果，筆者參與評閱的12份畢業論文中，有多達11份介紹了實習礦區的水文地質情況，有的還提出了礦山巷道涌水的處理方案。在給2008級金屬礦產地質與勘查技術專業的學生講授“大氣降水入滲機制”時，恰逢降雨，筆者便直接將學生帶到一個建筑施工工地，通過地表的一個新鮮垂直剖面給學生介紹此部分內容，極大地提高了教學效果和學生學習的熱情。其次是積極與實訓基地的工程技術人員溝通，建議實訓基地的工程技術人員在學生進行認識實習、課程實習、生產實習及畢業實習的過程中注意介紹水文地質的內容，包括地下水量的計算、地下涌水的處理、礦山巷道水的處理等，增加課程對實際工作的參與性，提高學生學習的主動性。教學方式的改變和調整，大大增強了課程的吸引力，得到了學生的一致好評。

制作PPT演示文稿，增加課程講授的直觀性和吸引力從2008年開始，筆者將教學講義的部分章節做成PPT演示文稿，利用多媒體將枯燥的教學內容通過圖片和動畫展示出來，大大提高了課程講授的直觀性和吸引力。

《水文地質學基礎》課程教學方法改革思路

高職教育作為高等教育的一個類型，肩負著培養面向生產、建設、管理和服務第一線需要的高技能人才的使命，在我國加快推進社會主義現代化建設進程中具有不可替代的作用。隨著我國走新型工業化道路、建設社會主義新農村和創新型國家對高技能人才要求的不斷提高，高職教育必須向培養大量高素質技能型專門人才轉變和發展。高職教育的人才培養模式必須強調實用性和技能性，這就要求在高職課程建設中充分考慮課程的實踐性環節。

應進一步明確高職院校《水文地質學基礎》課程的實踐性教學目標高職院校開設《水文地質學基礎》課程的目的是學習水文地質的基本概念、基本理論及其應用。課程建設與改革是提高教學質量的核心，也是教學改革的重點和難點。高職院校要積極與行業企業合作開發課程，根據技術領域和職業崗位（群）的任職要求，參照相關的職業資格標準，改革課程體系和教學內容，要根據現在和將來的實際應用及需要確定教學目標和教學內容。近年來，各種地質災害頻發，不斷地提醒人們必須加強對自然科學知識的學習和應用，才能增強人類改造自然的能力。《水文地質學基礎》作為一門自然科學類課程，有責任在人類改造自然的進程中對其研究領域的知識進行普及和介紹，讓更多的人了解其學科性質和內容，因此，在教學目標中突出實踐性和實用性至關重要。

應充分發揮多媒體教學的優勢，增加課程的直觀性和吸引力《水文地質學基礎》課程的應用性和實踐性較強，如果沿用傳統的教學方法，與學生學習的心理相違背，教學效果肯定不理想。多媒體技術的迅速發展為教學提供了很大的方便，在《水文地質學基礎》課程的教學中必須使用現代化的教學手段，將枯燥的理論形象地展示出來，增加課程的直觀性和吸引力，提高教學效率和教學質量。在教學過程中，針對水文地質的具體教學內容、（地球上的水及其循環、巖石中的孔隙與水分、地下水的賦存、地下水運動的基本規律、毛細現象與包氣帶水的運動、地下水的化學成分及其形成作用、地下水的補給與排泄、地下水系統、地下水的動態與均衡、孔隙水、裂隙水、巖溶水、地下水資源、地下水與環境）學習目標及學生特點等具體情況，采用不同的多媒體形式進行教學。例如，在講流網時，可引入如何判斷礦區的潛水含水層和地表水的補給關系的內容，利用動畫模擬地下水的流動方向，從而判斷它們之間的補給關系。這些直觀的演示可以加深學生對流網的認識，并可以充分發揮學生的視覺、聽覺、觸覺等器官的功能，使學生在輕松愉快的環境中，用有限的時間獲得更多的信息和知識。若能結合專業特點以及課程內容設計一些課件，會使教學活動更加豐富多彩。

應增加《水文地質學基礎》課程的實踐性、開放性教學針對《水文地質學基礎》課程應用性、實踐性較強的特點，增加實踐性、開放性教學環節是該課程改革的重點。要實現這一目標，僅靠高職院校自身力量是不夠的，高職院校要緊密聯系行業企業，實施校企合作，與企業實現資源共享，聘請行業企業的工程技術人員和能工巧匠到學校擔任兼職教師，將工程技術人員和能工巧匠多年在生產一線積累的水文地質理論和經驗帶進課堂，將水文地質學基礎理論和方法應用于實際工作的事例帶進課堂，增加教學的針對性和實踐性。若能在學生實習實訓時，請帶實習實訓的工程技術人員針對具體工作面對水文地質學基本理論和方法進行講解，整個課程的教學就會更上一層樓。

第3篇

中圖分類號：F407文獻標識碼： A 文章編號：

引言：水工環地質學科與巖土工程兩個專業學科的理論體系核心是通過原始的分散型、局部性水文地質、工程地質理論成果革新，然后隨著生產力與科學技術的發展，形成了普遍性，全局性，集中型科技創新與發展，并得到了高度綜合與集成而形成的當代水工環地質與巖土工程學科。

一、水工環地質的概述

水工環地質調查和研究與人類的生存有著密切的關系，特別是在全球環境變化和被社會經濟環境可持續發展的推崇的大背景之下，各國都將其引入更廣闊的空間。伴隨著不斷變化和發展的全球經濟、資源、環境，各國對地質調查工作的方向和部署都進行了調整，相對的，發生巨大變化的還有水工環地質調查研究的內容。水文地質、工程地質、環境地質的界限在傳統意義上被打破，現在發展的趨勢就是對水工環一體化的研究，它的服務領域越來越廣泛，信息量大、功能多樣的態勢不斷出現，環境地質學日益突顯其重要性。

二、水工環問題的防治對策

深入了解，因地制宜提出具有針對性的防治對策。以下分別從水文地質、工程地質、環境地質三個方面闡述具體的防治對策：

(一)水文地質問題的防治對策

隨著人口的快速增長以及工業活動的日趨頻繁，使用水量不斷上升的同時也在不斷遭受污染，水質惡化破壞地下水的平衡，從而引發一系列水文地質問題，所以必須做好防治工作。根據《中華人民共和國地質礦產行業標準一地下水動態監測規程》地下水可開采量的計算精度應該達ND級以上的儲量要求，并且論證開發利用的條件以及開采后對地質環境的影響預測，在開發利用是還要進行科學合理的規劃，在開采的過程中時刻了解地下水含量變化以及空間變化規律，并且堅持可持續發展的原則，防止過度開采底下水，造成水位下降導致含水層變千形成降落漏斗，對于已經形成降落漏斗的區域應該及時采取人工回灌等補救措施。對于水質污染問題必須要對地下水的污染狀況進行實時監控，查明主要污染源并且了解地下水的補給、徑流、排泄條件與運動規律，掌握地下水動態變化規律，對水質污染進行有效控制。

(二)工程地質問題的防治策略

工程地質問題具有隱蔽性強，危害性大等特點例如泥石流、地震、滑坡、巖溶以及崩塌等，這些都會對工程的安全和使用起到不同程度的影響，所以防治工作的關鍵就是要事先做好地質勘探工作。調查工作區域地質構造，特別是活動構造，地震活動等，對區域地殼的穩定性作出客觀評價。主要的防治對策要圍繞預防為主，防治結合，綜合整治的原則，然后再根據不同的工程地質問題采取適宜的防治方法。

(三)環境地質問題的防治策略

近年來環境的不斷惡化以及自然災害的頻發，使得環境地質研究越來越受人們的關注。在進行防治時首先需要查明自然地質作用與人類工程經濟活動所引起的環境地質問題，進行綜合分析評價。初步調查天然建筑材料，旅游景觀資源的分布，對開發前景作出正確估價。對適宜于生活和工業固體廢物處置場地的地質條件進性客觀評價。另外對區域環境質量作出綜合評價與趨勢預測，對重點防護地區要進行環境地質調查以及脆弱性評價。

三、水文地質理論體系應用與發展

我國水文地質理論體系在20世紀70年代初期就基本形成。核心理論以找水打井應用技術為中心，為工農業、國防現代化建設、國家重點建設項目服務做出了巨大貢獻。目前，全國擁有近400個大中城市以開采地下水作為城市供水水源，在城市生活和工業供水中，北方利用地下水占80％至90％，其中，農業用水中地下水平均占38％，尤其在20世紀70年代至80年代我國水文地質核心理論與應用技術得到飛躍性發展，基礎理論與應用技術指導全國性地下水資源調查、勘查、監測與保護，取得的成就巨大。目前，我國地下水天然資源量大于1984年評價的8716．84億立方米／a，占我國水資源總量的31％，這個比例與世界地下水儲存量的平均值相近似。

隨著科學的發展，水文地質學基礎理論與應用技術開創了若干新領域，例如：中國地質大學環境學院與工程學院及湖南省地礦局第二水文地質大隊等專家、學者在八五期間對國家重點科技項目“洞庭湖區構造沉降一淤積系統分析”進行攻關，對洞庭湖的演變、構造沉降、泥沙淤積與筑堤圍垸三方面作用進行綜合研究。利用多學科、多種技術進行深入研究，由此得出湖區年總構造沉降量為1．88億立方米，大于當年1．61億立方米的年總泥沙淤積量。研究結果表明洞庭湖并沒有縮小，而是擴大了，這一攻關項目的成功，得到中國工程院陳夢熊、謝鑒衡、袁道先等9位專家教授的鑒定認可。對張人權等的研究成果高度評價：“其運用多學科聯合開展湖泊演孌系統研究達到國際先進水平，開創了生態環境水文研究的新途徑和新領域”洞庭湖生態環境水文研究新途徑新領域至今還在延續新內容與新課題，例如2009年湖北省水文地質大隊教授級高工陳國金研究題為“江漢一洞庭湖平原區洪災形成與防治的環境地質研究”在對江漢一洞庭湖平原區地質背景分析的基礎上，論述了構造沉降作用，泥砂淤積作用，人類工程作用及管涌崩岸作用之間有密切關系，對洪災形成的影響和控制，提出了在地質作用條件下正確處理人與自然的關系，調整水沙重新分配的防洪減災思路與對策。水文地質學理論體系應用與發展為多學科交叉滲透成為主流，20世紀90年代中期開始至今水文地質學的理論發展與相關類學科交叉滲透與融合己得到了全面廣泛地應用和發展。2005年由地質出版社出版的林學鈺、廖資生、趙勇勝、蘇小四編著的《現代水文地質學》剛一書問世，標志水文地質學由傳統的理論向現代生態水文地質理論發展標準目標轉型。現代水文地質學與現代科學緊密結合，如系統論、信息論、控制論及相應產生的系統科學、環境科學等，對水文地質學的發展產生了一系列重大影響。現代應用數學與水文地質學的結合，特別是數值模擬方法得到普遍應用，模型研究成為水資源研究的主要內容，使水文地質學從定性研究發展到定量研究的新階段。許多新的分支學科的產生與發展，如巖溶水文地質學、遙感水文地質學、環境水文地質學、醫學環境地球化學、污染水文地質學以及數學水文地質學、水資源水文地質學。新技術、新方法都得到普遍應用，推動了水文地質學的發展。

結束語：

水工環地質與巖土工程兩個專業學科都是地球地質大學科的支學科，兩個支學科的共同持點與目標相互一致，為地球的永生及人類與大自然生命的存在，用自身的科學理論與工程實際相結合去了解自然與改造自然。水工環與巖土學科的理論體系一脈相承，互為一體，誰也離不開誰，同屬自然科學。用學科過硬知識與技術解決工程建設中的實際問題，學科的理論體系還得依靠多支學科合作，進一步發展，技術創新，理論創新，水工環與巖土工程技術工作的理論與實踐水平都將有新的重要突破。

參考文獻：

［1］蔣江丹 論水工環地質勘察中GPS RTK的技術應用[期刊論文]-城市建設理論研究（電子版）2011(26)