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水文地质学论文范文1
[关键词]非地质专业 水文地质学 教学改革
[中图分类号] G423.07 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2014)18-0172-02
水文地质学是研究地下水的科学,主要研究地下水在与岩石圈、地幔、水圈、大气圈、生物圈和人类活动相互作用下,其水量与水质在时间和空间上的变化,以及对各个圈层产生的影响,从而服务于人与自然协调的可持续发展。[1]以河南理工大学为例,水文地质学是该校地质工程和水文与水资源工程专业的一门主干专业基础课,同时也是勘查技术与工程、地球信息科学与技术、土木工程等专业的重要基础课,是一门比较系统、基础理论性很强的地质学课程。
河南理工大学地球信息科学与技术专业(以下简称“地科”专业)主要学习地球科学与信息技术相关的基础理论知识与技能,培养具有扎实的地学理论基础,掌握地学信息获取与处理、地球物理勘探技术、地学软件开发,能从事国土资源数字化、遥感及地球信息识别、处理与分析的高级专门人才。笔者去年负责地球信息科学与技术专业2009级学生的“水文地质学”这门课的教学工作。“水文地质学”是该专业的专业限选课,2009级两个班共54名学生,其中48名学生选择此课。通过课程的学习,掌握水文地质学的基本概念、基本理论和方法,对于以后该专业学生毕业后从事相关工作提供理论依据。因此,作为任课教师,搞好非地质专业“水文地质学”课程的教学工作,显得尤为重要。
一、非地质专业“水文地质学基础”授课现状分析
以河南理工大学为例,目前,在地科专业、勘查技术与工程等和地质学科相关的非地质专业中,水文地质学作为专业限选课,有逐渐被萎缩和淡化的趋势,主要表现在一是同为地质相关专业,课程性质由必修变为限选,二是野外实践教学环节减少或取消,三是学时数减少。究其原因,主要是制订专业教学大纲时,讨论不充分,另外学校资金投入不够。地质学科实践性较强,野外实践花费较高,对于学院而言,实习经费主要花在地质专业的相关课程的实习上,而非地质专业的一些地质基础课程就处于尴尬的境地。
二、非地质专业“水文地质学基础”教学中存在的问题
一是学时较少。对于非地质专业学生学习水文地质学课程,由于缺少相关基础知识,必须拿出较多的时间学习水文地质基础知识,因而学时数需求较大。比如,中国地质大学的“水文地质学基础”课程50学时,包括实习和实验10个学时,同济大学的“水文地质学实验”13学时,而我校地科专业开设此门课程只有32学时,并无实验和实习课。“水文地质学基础”中基础知识较多、概念繁杂,在有限的学时内学好这门基础课难度较大。二是野外实习与理论学习时间安排有矛盾。地科专业在大一下学期有嵩山地质认识实习,其中一条线路是水文地质实习,而地科专业开设这门课在大四上学期。学生在没有学这门课时就去现场实习,导致老师讲得很多,学生由于没有基础,听得也很茫然。三是教学内容的学时分配上存在问题。在编写教学大纲时,是根据总的教学目标先将学时确定下来,然后根据学时来编写教学大纲,这就造成在教学内容的选择和学时的分配上存在矛盾。
三、教学探索
笔者在“水文地质学基础”课程的教学基础上,针对地科专业,在教学内容和授课方式上进行探讨,仅供借鉴。
(一)授课内容的选择
1.授课内容重点突出
笔者在授课时参考的教材为《水文地质学基础》(王大纯编)和《水文地质学基础》(第六版,张人权等编)。由于学时的关系,教师不可能采取全篇精讲的方式来教课,只能有所侧重的教授并使学生掌握水文地质学的一些概念,如岩石的水理性质、地下水的赋存等,地下水运动的基本规律、地下水补给与排泄进行重点讲解,地球上水的分布及地下水与环境等方面的内容比较简单,通俗易懂,让学生自学即可。
2.补充内容,扩展学生知识面
鉴于地科专业是地质与信息技术相结合的专业,河南理工大学又为煤炭主体专业为主的高校,多数学生毕业后去煤矿企业就业,所以笔者在授课时加入了煤矿水害防治信息化、相关研究生优秀硕士论文、课题科研报告等方面的内容,使学生了解所学知识在实际生产中的应用情况,拓宽学生的知识面,增加学习此门课程的兴趣,培养学生的创新意识。
3.增加实验环节
另外,在授课中安排4~6个学时做水文地质学实验,测定岩石的水理性质,如持水度、给水度、孔隙度、容水度等,理解地下水赋存和运移参数及相互关系;测定渗透系数,理解达西定律的物理意义。在实验中,避免“教师说得多,学生做得少”的局面,让学生先回顾相关概念和知识,然后按照实验步骤来做实验,引导学生发现一般规律,提出问题,而后老师解答问题。通过做实验,锻炼了学生的动手操作能力,并且能使学生更深刻的理解相关知识。
(二)授课方式的多样化
1.“讨论式”教学法的应用
在上每一节课之前,先提出几个和本节课有关的问题,供学生思考。可以集体讨论,如果学生都明白,就稍微一点就过;如果学生想不到,就给予适当的引导,最后讲原理和方法,让学生彻底明白。引导学生将知识和实例结合起来,启发学生的思维,激发学生浓厚的兴趣。如在讲地下水化学成分形成作用时,可以从灰岩地区泉口出现钙化的原因,提出为什么油田储层地下水中H2S、NH4+浓度较高,而SO42-,NO3-含量很低等问题;在讲地下水与环境的内容时,提出水质引起的氟斑牙、水垢、地面沉降等问题。
2.多媒体教学手段的使用
随着信息化的普及,现在高校课程都采取多媒体教学。多媒体传递的信息量大,可以丰富教学内容,图文并茂,可以弥补有限的学时满足不了教学任务的情况。但同时应该注意,利用多媒体教学,授课速度容易加快,为了让学生对所学知识消化吸收,要避免“念屏”现象。[2]多媒体不能完全替代课堂板书,课堂教学中应该板书与多媒体结合使用。比如在讲“流网绘制”这一节时,在多媒体上可以列出绘制流网的具体步骤和流网成图,但是如何画流网必须要现场板书演示,教会学生如何根据边界条件确定等水头线或流线,然后根据流线和等水头线正交规则,得到正交网格即流网图。如果只给出步骤和流网成图,学生对流网的绘制还是一头雾水。
3.角色互换法的使用
角色互换即为学生当老师,老师当学生。将班级分成若干小组,每小组3~5人,在每次课下课时,给某一小组布置任务(可以是即将上课的内容,也可以是针对某种现象进行解释等),下次课上课前抽出10~20分钟让他们对任务进行讲解(小组选出代表讲解,其他人辅助解答),之后老师和其他学生都可以进行点评或讨论。这样可以让学生产生动力多去查阅资料,多思考,真正达到师生互动,避免一贯的老师讲、学生听的被动局面。
4.教学与实践相结合
在课堂上主要是注重概念、原理和方法的讲解,要结合现场实践,注重对学生感性认识和实际操作能力的培养。在本课程的教学过程中,可以利用学校处于以煤炭为主要工业的焦作的优势,带学生深入矿区,了解矿区水资源的概况、区域地质条件和水文地质条件,了解地下水的补径排的关系,感性认识煤炭开采引起的地面沉降、岩溶塌陷等环境地质问题,结合“专门水文地质学”和“地下水动力学”等课程的学习,探讨煤矿突水的防治方法,使理论与实践相结合。
四、结语
水文地质学基础是“地科”专业比较重要的专业基础课,课程内容丰富,概念较多,理论性较强,教学难度较大。非地质专业在水文地质课程教学中,要根据不同专业对地质知识的需求选择授课内容[3],同时教学过程中,教师要注意授课方式的多样化,让学生参与教学中来,达到师生互动,最终使学生的综合素质和创新能力得到提高。
[ 注 释 ]
[1] 张人权,等.水文地质学基础[M].北京:地质出版社,2011.
水文地质学论文范文2
英文名称:Geological Review
主管单位:中国科学技术协会
主办单位:中国地质学会
出版周期:双月刊
出版地址:北京市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:0371-5736
国内刊号:11-1952/P
邮发代号:2-382
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1936
期刊收录:
CA 化学文摘(美)(2009)
CBST 科学技术文献速报(日)(2009)
Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
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中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊荣誉:
中科双效期刊
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水文地质学论文范文3
关键词:电解锌;地下水;水资源;环境影响评价
中图分类号:P641.11 文献标识码:A 文章编号:
0 引言
对厂区地下水进行渗水试验和抽水试验,并对周边村庄进行走访、调查,对区内水井、泉点、沟流的流量进行测定,以便在电解锌项目的建设和及建成后对环境的影响,将大气水、地表水与地下水综合考虑、在最大限度地利用和保护周边村庄的水资源不受污染的同时,减少电解锌项目对地下水资源的污染,并提出治理措施,为从事电解锌项目的建设与管理奠定基础。也为该区地下水资源可持续利用和保护提供了保障。
1 工程概况
评价区位于德宏州瑞丽市勐卯镇,行政区划属瑞丽市管辖。勘查区处于高黎贡山南端,地处怒江和和龙江中下游,为一北东向断陷盆地。勘查区属低山丘陵与盆地地貌,北东部畹町一带为狭长的山间谷地。勘查区北起弄贤村,南至银井,东起喊沙,西至班养村,面积约20.53km2。
2 气象、水文
瑞丽江流域属于低纬度雨淋型气候,湿热是其主要特点。该区处于孟加拉湾暖湿气流迎风坡的前沿,降雨量充沛,流域内年平均降雨量在1700~1800mm之间,瑞丽坝区年均降雨量在1400~1500mm之间。降水的年度变化小,年内降水量分布不均匀,汛期5~10月占年降水量的85%,枯季1~4月,11~12月降水仅占全年的15%,
3地层岩性与地质构造
根据本次调查和水文地质钻孔资料,区域地层为第四系、上第三系、三叠系和寒武系变质岩层(图1评价区水文地质图),详述如下:
(1)第四系全新和更新统地层(Q)
主要分布于南东部瑞丽江冲洪积平原,岩性主要为冲积、冲洪积、洪积粘土、砂质粘土、含粘土质砾石、砾石及砂、砂砾石层,厚度5.0~200.0m,靠河地段厚度有所增大。
(2)上第三系岩层(N)
分布于评价区中部低山丘陵地段,岩性为半胶结砾岩、砂岩砂砾岩,泥岩、炭质页岩及褐煤夹层。厚度约为100-1425m。
(3)三叠系上统石钟山组(T3s)
分布于瑞丽市区北东部低山丘陵地段,岩性为白云质灰岩夹泥质灰岩、铁质页岩及砾岩。厚度≥40m。
(4)三叠系上统南梳坝组(T3n)
分布于瑞丽市区北东部低山丘陵地段,岩性为页岩、砂岩夹薄-中厚层状灰岩,白云质灰岩。厚度约为700-710m。
(5)二叠系下统沙子坡组(P1s)
分布于瑞丽市区北东部低山丘陵地段,岩性为灰色薄-中厚层状灰岩、白云岩、白云质灰岩及泥质灰岩。厚度约为1082-1451m。
(6)寒武系(∈)
分布于评价区北西部;为寒武系地层。主要岩性为混合岩化片麻岩、板岩夹变质砂岩、及少量黑云母斜长角闪岩和大理岩透镜体。厚度大于2000m。
3.2评价区地层
根据本次调查和水文地质钻孔资料,评价区地层为第四系、上第三系半胶结岩层和寒武系变质岩层,分布于山间谷地和山前平原。第四系岩土层主要为粉质粘土、中砂、粗砂、卵石,局部为淤泥质土,厚度5.0~200.0m,详述如下:
第四系
①冲洪积层(Qal+pl)
主要分布于南东部瑞丽江冲洪积平原,面积约6.22km2,占勘查区面积30.30%。岩性主要为粉质粘土、中砂、粗砂、卵石,厚度5.0~200.0m,靠河地段厚度有所增大。
②坡残积层(Qdl+el)
一般位于山间谷地坡残积层、上第三系岩层和寒武系变质岩之上,主要分布于丘陵坡麓,为第三系和寒武系地层风化未经搬运残积或坡积而成,岩性主要为风化中粗砂、砂质粘性土、砾质粘性土、及少量粉质粘土等,厚度2.0~20.0m。
(2)上第三系岩层(N)
分布于评价区中部低山丘陵地段,面积约9.92km2,占评价区面积48.32%。岩性为半胶结砾岩、砂岩砂砾岩,泥岩、炭质页岩及褐煤夹层。厚度约为100-1425m。
(3)寒武系(∈)
分布于勘查区北西部;为寒武系地层。主要岩性为混合岩化片麻岩、板岩夹变质砂岩、及少量黑云母斜长角闪岩和大理岩透镜体。厚度大于2000m。
3.3地质构造
瑞丽地处燕山褶皱之冈底斯念青唐古拉褶皱系、冈底斯――那丹哈达岭断坳,为亚洲板块与印度板块碰撞缝合线的东南侧,并严格受班公湖――怒江深断裂的制约。
瑞丽地处班公湖-怒江主深大断裂带西侧,该断裂带为俯冲缝合线,全带岩浆活动和变质作用强烈,主要产生于华力西期、印支期活动,燕山期加剧,喜马拉雅期强烈叠加,为具多旋回发展的主断裂。
龙陵――瑞丽大断裂:该断裂在地质发展过程中起控制作用,断裂北西侧为元古代高黎贡山变质岩带分布区,东南则为瑞丽盆地,为上第三系和第四系、三叠系的地层分布区。
龙陵~瑞丽断裂倾向W,倾角70~80°,沿断裂带有糜棱岩带,构造角砾岩带,逆掩断裂带及拖拽褶皱,向南倒转的褶皱等。由于继承性活动和升降运动,沿断裂形成了潞西、遮放、瑞丽等串珠状新生代盆地。
3.4区域地壳稳定性
1976年5月29日发生的7.3级、7.4级龙陵大地震为标志,新构造运动继续保持活跃态势,随着龙陵~瑞丽断裂至芒市在瑞丽延伸方向上的倾伏,地震频度和强度也相应向北,向南衰减。据瑞丽市地震局资料,1611年4月,发生4.5~5级地震;1931年3月15日,勐卯东北发生5.3级地震,1933年5月13日,勐卯东北境再发生5.5级地震;1966年5月19日13时03分,9月21日7时37分,分别发生4~5级及5.4级地震。从9月19日13时~10月10日共记录到大小地震355次,其中4~4.9级7次,5级以上3次,余震频繁,波及范围广,瑞丽属多发地震区。
5 结束语
合理开发利用地下水,避免或减轻建设项目对地下水的污染,对保护水资源环境具有重要意义。本文以瑞丽市某电解锌冶炼项目实例为依托,对该项目场地及周边地下水进行了分析与评价,为地下水环境影响评价提供了资料。地下水环境影响评价后并采取相应的治理措施即可避免或减轻拟建项目对环境和地下水的污染。
参考文献
[1] 张忠学等,工程地质与水文地质 [M] 北京:水利水电出版社,2009
[2] 肖长来,梁秀娟,王彪等 水文地质学[M]北京: 清华大学出版社,2010.
水文地质学论文范文4
【关键词】阶梯式;科研素质;创新能力
创新型人才的培养是我国教育改革的核心问题。所谓创新型人才是指具有独立的创新能力,能够提出问题、解决问题、开创事业新局面的人才[1]。对大学生而言,创新能力需要知识的积累,但知识并不能替代学生的创新能力[2]。实践性教学是高等学校本科人才培养中一个非常重要的组成部分,探索构建创新实践教学体系对学生创新精神和创新能力的培养至关重要。吉林大学环境工程专业构建了课内与课外有机结合、阶梯式的科研实践训练体系,并制定了相关实施办法和质量保障制度,取得了一定成效。
1.主要科研素质训练实践环节构建
构建基本原则:课内与课外实践相结合;充分发挥学生的个性;以科研引领和支撑,构建阶梯式的多级科研素质训练和创新能力培养实践教学体系。构建的主要环节包括课内环节和课外环节,课内环节主要包括课内实验、认识实习、教学实习、生产实习(实训)、毕业论文(设计)等;课外环节主要包括专业调研、大学生开放性实验、大学生创新实验训练项目、专业竞赛、参与老师科研项目等。
2.主要科研素质训练实践环节的内容
2.1主要课内实验
根据环境工程专业的特点和要求,强化主干课程课内实践的内容和训练项目数,增强基础专业实践能力,主要包括环境工程微生物学、环境监测、环境工程原理、物理性污染控制、环境水文地质学基础、环境水文地球化学、水处理实验技术、固废废物处理与处置、大气污染控制工程、污染场地控制与修复、环境生物技术等实验。
2.2主要实习环节
主要实习环节包括认识实习、教学实习、生产实习和毕业设计(论文)。(1)一年级认识实习及实习基地认识实习的主要目的与任务在于:通过参观给水处理厂、污水处理厂、卫生垃圾填埋场、污染场地、环境监测站和典型地形地貌等,了解和熟悉给水、污水处理工艺和大气污染控制工艺、构筑物的组成及其工作原理以及水土污染状况,为后续专业主干课程的学习提供必要的知识储备;了解城市环境污染调查、监测、评价的基本工作方法;明确当前环境污染控制和综合治理基本策略和原则;培养学生主动获取和分析判断环境信息的能力,提高学生在环境污染控制与治理技术方面的应用能力、实践能力。(2)二年级教学实习及实习基地教学实习的目的与任务在于:掌握城市水、土、气、固体废物、污染场地等环境污染的调查、监测、评价的基本工作方法和技术要领;掌握污染场地的基本调查方法,污染现状的评价,污染风险的预测方法;培养学生主动获取和分析判断环境信息的能力,提高学生对城市环境污染现状、污染场地的调查、评价等方面的应用能力和实践能力。(3)三年级生产实习及实习基地生产实习的主要目的和任务在于:巩固和加深已学过的基础和专业基础理论知识,提高综合运用这些知识独立进行分析和解决实际工程技术问题的能力;培养学生分析和解决具体问题的能力;掌握给水、排水、卫生垃圾填埋场、大气污染控制、污染场地控制与修复等处理工艺及构筑物设计方法,并绘制构筑物设计图纸;了解国家相关的方针和政策,正确使用专业的有关技术规范和规定。培养设计计算、编写设计文件或设计论文、使用规范手册和应用计算机的能力;学会广泛地搜集国内外有关资料,了解国内外的水平和状况;培养深入细致调查研究,理论联系实际,从经济、技术的观点全面分析问题的能力。(4)毕业论文(设计)本科毕业论文(设计)是学生大学四年所学知识的归纳、运用和提高的关键环节之一,旨在培养学生综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力,环境工程专业通过过程档案对毕业论文(设计)实行全过程管理,主要环节包括动员与师生对接、选题与方案论证、实施、评审、答辩、成绩评定及归档总结等阶段。本专业对教师立题方面严格审查,对毕业论文(设计)质量评价实行指导教师、论文评阅教师双重把关,确定答辩资格。成立本科毕业论文(设计)答辩委员会集中开展评审、评优等工作,组织学生进行论文答辩。
2.3课外实践环节
环境工程专业2013版的培养方案中明确要求学生在校学习期间,除修满教学计划要求的学分外,必须取得8学分课外实践学分。课外实践学分可通过专业调研报告、大学生开放性实验、大学生创新实验项目、参与教师的科研项目、CS-TD大赛及其他相关学科竞赛等获得。3.科研训练保障措施对于课外实践训练,主要质量保障措施包括:(1)科研素质训练项目学分计入培养计划课外科研素质训练项目经考核合格后,相应的学分列入培养计划,规定达到毕业基本要求学分,最低需要获得8学分,上不设限。(2)所有的教学、科研实验室向学生全面开放在正常工作日,教学、科研实验室全天候向本科生开放,学生在实验员老师的指导下实验,或者与相关研究生组成课题组共同在进行科研项目训练,同时也锻炼他们自己管理实验室的能力。(3)发挥指导教师与学生社团组织的作用教师应全面掌握学生取得学分情况和成绩,协助学生小组项目选题,指导督促项目申报和结题等相关工作。通过学生社团组织相关学科竞赛、专业实验技能大赛、各类专业调研大赛。学生社团成员通过科技学术实践项目训练和自我管理,有利于他们成长。
参考文献:
[1]阳浙江.创新型人才激励机制初探.人才资源开发.2008.03.6-8.
水文地质学论文范文5
关键词:水资源管理进展
我国水资源存在主要问题是短缺、污染和灾害,水资源管理在解决这些问题中具有举足轻重的地位。建立水资源管理学具有重要的理论和实践意义。水资源管理学是管理水资源知识体系,以水资源为管理对象,探讨水资源高效利用保护的各种措施规律,实现水资源可持续利用。水资源管理学研究内容包括水资源数量管理、质量管理、法律管理、权属管理、行政管理、规划管理、配置管理、经济管理、投资管理、风险管理、技术管理、工程管理、数字化管理、国际水资源管理、安全管理等等。
一、水资源管理学内涵
加强水资源管理成为有关水资源领域出现最为频繁的词汇。但究竟什么是水资源管理,目前学术界尚未统一,《中国大百科全书》在不同的卷中,对水资源管理有不同的解释。综观传统的水资源管理概念,有以下特点:首先,从整体上来看,他们都是以水资源开发作为主线,“保护”处于被动的地位;其次,视野相对狭窄,大多数概念只局限于水资源本身,缺乏复合系统下对水资源的综合认识,以水论水;第三,缺乏生态环境的和水资源高效利用的内涵。基于此,作者认为,水资源管理就是为了满足人类水资源需求及维护良好的生态环境所采取的一系列措施的总和。
水资源管理学是从学科角度对水资源管理进行系统研究的科学,是水资源管理知识体系,是建立在水文学、水资源学、管理学等诸多学科基础之上的新的交叉性综合性学科。通过水资源管理学的研究,可以为提高水资源利用率和利用效率,保障水资源安全,通过水资源可持续利用支撑国民经济健康发展提供理论和实践基础。
二、水资源管理学研究内容
水资源管理学研究对象很明确,就是围绕水资源持续高效利用的而展开的一系列管理活动。目前,水资源危机在世界范围内蔓延,水资源危机的出现和加剧与人类在经济活动中缺乏对水资源的有效保护和管理有着重要的关系。水资源是社会经济发展的重要自然资源,人类的绝大多数经济活动都要涉及水资源。可持续发展是当前和未来人类社会与经济发展的基本战略目标。关于可持续发展的定义和解释多种多样,但都基本围绕着“满足目前需要但不破坏未来发展需求的能力”这一核心思想。实现社会的可持续发展的一个重要内容就是实现水资源等自然资源的可持续利用。在人类追求可持续发展目标的前提下,实现水资源的可持续利用要求人类必须正视干旱洪涝灾害、水资源短缺、水环境污染等诸多与水资源相关的问题,这给水资源管理学提出了新挑战和难得的机遇。传统的水资源管理活动无法应对挑战。实现可持续的水资源利用目标必须改变传统的水资源管理活动,必须以可持续发展的、系统的和综合的观点构建全新的现代水资源管理体系,这成为水资源管理学研究的主要研究内容。
具体地说,水资源管理学的研究内容至少应包括以下几个方面:水资源数量管理和质量管理、水资源法律管理、水资源权属管理、水资源行政管理、水资源规划管理、水资源配置管理、水资源经济管理、水资源投资管理、水资源风险管理、水资源利用技术管理、水资源工程管理、水资源数字化管理、国际水资源管理、水资源综合管理、水资源安全管理和水资源数字化管理等等。
三、国内外水资源管理学研究进展
3.1国际水资源管理学研究进展
到目前为止,明确提出水资源管理学的文献极为有限。根据人类开发利用水资源面临的新的问题和挑战以及实际水资源管理活动的特点,国际上也对新形势下的水资源管理理论和体系进行了一系列的探讨和研究,并就一些问题达成了某种程度的共识。他们主要围绕着“可持续发展条件下水资源可持续利用目标对水资源管理活动的要求”而展开。这些研究活动为水资源管理学作为一门新兴学科的诞生和发展起到了十分重要的推动作用。
在1992年爱尔兰召开的“国际水和环境大会—21世纪的发展与展望”上提出了水资源系统及可持续研究的问题。1993年“第二届国际实验与网络资料水流情势学术大会”上探讨了水资源管理的水文学基础和信息资料问题。1994年,联合国教科文主持,国际水资源协会与国际水文科学协办召开了“变化世界中的水资源管理研究规划国际学术研讨会”,探讨了可持续发展水资源管理研究展望、水资源开发中的风险和不确定性、水资源可持续管理的决策支持系统和水资源开发与环境保护协调四个专题。
1996年在日本京都召开了“国际水资源及环境研究大会:面向21世纪新的挑战”,讨论了流域尺度的可持续水资源系统管理的应用实例等问题。联合国教科文组织(UNESCO)国际水文计划工作组1996年将“可持续水资源管理”其定义为“支承从现在到未来社会及其福利要求,而不破坏他们赖以生存的水文循环及生态系统完整性的水的管理和使用”。
水资源可持续管理要求在水资源规划、开发和管理中,寻求经济发展、环境保护和人类社会福利之间的最佳联系与协调。与传统的水资源管理相比,可持续水资源强调了未来变化、社会福利、水文循环、生态系统保护这样完整性的水的管理,使“未来遗憾可能性达到最小的水的管理决策”。世界银行将水资源管理定义为一系列水资源相关领域(如水电、水资源供给与供给设施,灌溉与排水等)一体化管理。综合水资源管理的观点应该在水资源管理和利用方面确保考虑社会、经济、环境和技术等多方面因素。
1997年召开的第5届“不确定性增加下的水资源可持续管理学术大会”,洪水与干旱管理、水资源开发对环境的影响、水文与生态模拟和环境风险评价等成为重要议题。
1998年在武汉召开了“98年国际水资源量与质的可持续研讨会”,探讨了流域水量与水质的统一管理问题。1998年国际水文学会在荷兰召开了“区域水资源管理研讨会”,探讨了水资源管理的经验和教训、面对挑战的区域可持续水资源管理、水资源管理的研究方法。
2000国际水文科学学会(IAHS)年在美国召开了“水资源综合管理研讨会”。这次研讨会主要探讨了可持续发展条件下的水资源综合管理的内容和目标,以及交流水资源综合管理的经验。此次研讨会达成一个共识:未来水资源管理的一个基本原则就是流域的统一管理。流域统一管理是流域内土地资源和水资源的统一协作管理,其目的是防止土地退化、保护淡水资源、保护生物多样性、实现水资源可持续利用。流域水资源统一管理的基本框架是政府和社区公众的共同管理。会议认为,为了实现流域统一管理的目标,必须做到以下几点:①复杂的水资源管理活动必须建立在有效的科学规划基础之上;②必须显著提高预测各项管理活动结果的能力;③为了达到水资源管理的目的,持续的检测和评估工作十分必要;④水资源管理活动的管理过程必须是透明的和公开的。(MiguelA.Marino等,2001)2001年,国际水文科学学会在荷兰召开了“区域水资源管理研讨会”,会议针对区域范围内水资源管理的有关问题进行了研讨,包括:以往水资源管理活动的经验和教训;面对新挑战的区域可持续水资源管理;水资源管理的研究方法。
伴随着国际学术界对现代水资源管理活动的研究和讨论,近年来,国际学术界相继出版了多部论述“水资源管理活动”的专著,这些专著大多以论文集的形式出版,很少从学科的角度对水资源管理的理论体系进行系统的论述和研究。尽管如此,这些专著还是探讨和研究了大量有关现代水资源管理活动的主要内容,使我们能够大致了解目前国际学术界关于水资源活动的主要理论和具体内容。并且通过编著者对一些论述水资源管理活动的论文的整理和归类,我们可以从中基本上了解到当前国际学术界对水资源管理理论体系的划分。
MiguelA.Marino和SlobodanP.Simonovic在2001编著出版的《水资源综合管理》收录了国际水文科学学会(IAHS)2000年在美国召开的“水资源综合管理研讨会”的文章。
MiguelA.Marino和SlobodanP.Simonovic认为,从20世纪80年代开始,人类从事水资源管理活动的目标和内容发生了根本性的变化。传统的不可持续的水资源管理方式已经不再适应新形势的要求,而新的管理方式仍在摸索中,水资源管理活动正处在探索过程中。作者认为,在传统的水资源管理活动中,僵化的管理体制(包括法律、政策和管理机构)是实现水资源有效管理的最大障碍。管理体制的官僚作风、不负责任以及缺乏战略性指导原则导致水管理体系效率低下,缺乏远见,并且拒绝与水资源利益相关者就水资源管理问题进行公开的交流和探讨。新的水资源管理最大的挑战是如何寻求实现长期可持续利用水资源的水资源管理方式,为此,他们认为体制改革和制度创新将是水资源管理活动改革的一个重要方面。新的水资源管理活动必须包含水环境治理和保护问题、水资源的可持续利用问题、水资源利益相关者之间的利益分配问题以及水资源管理决策中的公众参与问题。
由C.A.Brebbia和P.Anagnostopolos在2002年编著出版的《水资源管理》(Ⅰ和Ⅱ)收集了2000年和2001年两年间国际上一系列关于“水资源管理”国际会议上的文章。
C.A.Brebbia和P.Anagnostopolos在本书的前言中指出,当前水资源管理问题在全球变得越来越复杂。水资源管理活动主要面临着的主要问题是:人口的增长和人均水需水的增加正在家具人类对水资源的需求;与此对应的是,水污染、水资源浪费以及气候变迁等因素却正在威胁着水资源的供给。这套书从10个方面论述了当代水资源管理活动的内容,他们是:水资源管理决策支持系统,灌溉水管理,流域管理,生活用水管理,水质管理和水活动管理,废水处置和管理,管道输水和渠道输水管理,水文模型,地下水管理,沿岸和港口水资源管理。(C.A.BrebbiaP.Anagnostopolos,2002)。值得注意的是C.A.Brebbia和P.Anagnostopolos在书中指出,现代水资源管理所涉及学科和领域已经超出了传统水文地质学中关于水资源管理的思考和限制。
由M.AL—Rashed、V.P.Singh和M.M.Sherif合作编著的《水资源发展与管理(Ⅳ)》中从7个方面论述了水资源管理的内容,这7个方面包括:水资源管理的目标、政策和原则,水资源稀缺和保护,用水管理,水资源管理、规划、水权分析和处置的决策支持系统,水电和灌溉的发展潜力,灌溉水管理,水资源稀缺管理。
其他一些比较著名的著作还包括B.DattaRay,R.P.Athparia的《水与水资源管理》(1999年);A.FarooqKhan的《水资源管理:挑战与责任》(1998);经济合作与发展组织出版的《水资源管理:综合政策》(1989)等。
值得注意的是,尽管学术界并未明确提出水资源管理学的概念,但在国际上许多大学中,都开设了以“水资源管理”为名称的课程,这些课程的开始以及对水资源管理活动的讲述在一定程度上也促进了水资源管理学的形成。例如在美国特拉华流域委员会计划和行动部部长Dr.KennethF.Najjar在VILLANOVA大学为水利工程学、水文地质学及相关专业的研究生开设的“水资源规划0与管理”课程介绍中,Dr.KennethF.Najjar认为,“水资源规划与管理”是对水资源规划、分析、设计、经济管理的理论和实际方法等综合型课程,主要包括水资源法律和规章条例,流域管理、水资源建模、地下水和地表水需求和共给分析、洪水管理、水资源质量管理、湿地保护。水资源供给规划包括水资源使用、需求项目,水资源配置、水容量扩充。该课程还包括水库运行等相关问题。水资源规划与管理是关于水资源的综合问题的考虑,这些问题来自于从静态的水资源法律和章程到动态的自然资源的应用。
3.2国内水资源管学研究进展
我国关于水资源管理理论的研究开始与上个世纪80年代,早期的水资源管理研究主要是对实际水资源管理活动中的管理内容的简单罗列和堆加,并未从理论的高度来对水资源管理的体系和框架进行系统的阐述。随着我国水资源危机的不断加剧以及可持续发展对现代水资源管理的要求和挑战,学术界开始逐渐关注水资源管理理论的探讨和框架体系的构建。
赵保璋主编的《水资源管理》(1994年)是我国出版较早的专门论述水资源管理的专著之一。在这本书中,作者提出,大气降水、地表水、地下水、土壤水分以及废水、污水等水形态都不是独立存在的,而是有机的联系,统一而相互转化的整体。而现实中,长期以来我国水管理体制较为混乱,水权分散,形成了“多龙治水”的局面。该书认为,水资源管理应该以水的资源观点、水的系统观点、水的经济观点以及水的法制观点出发,对水资源的合理开发利用、规划布局与调配,以及水资源保护等方面建立统一的、系统的综合管理体制,按照相关法律由水行政部门实施管理。该书认为水资源管理活动主要包括规划管理、开发管理、用水管理和水环境管理(赵保璋,1994)。
冯尚友在《水资源持续利用与管理导论》一书中将水资源管理定位为支持实现可持续发展战略目标,在水资源及水环境的开发、治理、保护、利用过程中,所进行的统筹规划、政策指导、组织实施、协调控制、监督检查等一系列规范性活动的总称。统筹规划是合理利用有限水资源的整体布局、全面策划的关键;政策指导是进行水事活动决策的规则和指南;组织实施是通过立法、行政、经济、技术和教育等形式组织社会力量,实施水资源开发利用的一系列活动实践;协调控制是处理好资源、环境与经济、社会发展之间的协同关系和水事活动之间的矛盾关系,控制好社会用水与供水的平衡和减轻水旱灾害损失的各种措施;监督检查则是不断提高水的利用率和执行正确方针政策的必须手段。
吴季松在2000年和2002年先后出版了《水资源及其管理的研究与应用》和《现代水资源管理学概论》两本专著。前一部是作者多年来关于水资源管理问题的报告和讲话的汇编(吴季松,2002)。《现代水资源管理学概论》一书中,作者对水资源管理的指导思想、水资源管理工作的基本目标以及主要内容做了较为系统的论述。从整体来看,该书更多的是从水行政管理角度探讨了水资源管理的理论与实践。
左其亭和陈曦2003年合著并出版了《面向可持续发展的水资源规划与管理活动》。该书从可持续发展的观点出发,对水资源管理理论作了初步探讨。该书专门探讨了现代水资源管理工作的工作流程、管理目标和水资源管理基本内容,并且提出了面向可持续发展的水资源管理活动的主要内容,包括:加强教育、提高工作觉悟和参与意识;制定水资源合理利用措施、制定水资源管理政策、水资源统一管理以及实时进行水量分配和调度。根据信息技术发展的特点和现代水资源管理的要求,该书还专门探讨了水资源的信息化管理,介绍了电子信息技术和“3S”(GIS、GPS和RS)技术在水资源管理活动中的应用。
林洪孝在《水资源管理理论与实践》中界定水资源管理活动为:依据水资源环境承载能力,遵循水资源系统自然循环功能,按照经济社会规律和生态环境规律,运用法规、行政、经济、技术、教育等手段,通过全面系统的规划,优化水资源配置,对人们的涉水行为进行调整与控制,保障水资源开发利用与经济社会和谐持续发展。该书对水资源管理的理论和框架体系做了较为全面的探讨,论述了水资源管理活动的目标、原则和方法等内容,并构架了水资源管理活动的主要内容。值得注意的是,该书提出,随着人类水资源问题认识的发展深化,水资源管理逐渐形成了专门的技术和学科,其管理领域涉及自然、生态和经济、社会等许多方面,其管理活动的主要内容包括水资源权属管理、水资源政策管理、水资源综合评价与规划管理、水量分配与调度管理、水质控制与保护管理、节水管理、防汛与抗洪管理、水情监测与预报管理、水资源组织与协调管理以及其他水资源日常管理等十个方面。该书对水资源管理活动的概括和构架基本上包含了但前水资源管理活动的所有内容,是目前比较全面的水资源管理的概括和总结。
姜文来、唐曲等2004年出版了《水资源管理学导论》,本书是国内外首部系统论述水资源管理学的专著。本书在界定水资源管理学基本概念的基础上,对水资源管理学的基本理论进行探讨,然后专题阐述水资源管理的各个领域,最后展开案例研究。全书共分十九章,第一章,水资源管理学概述,界定了水资源管理学的内涵、研究内容、研究进展和与其他相关学科的关系;第二章,水资源管理学的理论基础,分别阐述了水资源可持续利用理论、水资源复合系统理论、生命周期理论和水资源管理学的管理学基础;第三章—第十七章,专题论述,论述了水资源的数量管理、质量管理、经济管理、权属管理、规划管理、工程管理、地下水资源管理、国际水资源管理、投资管理、行政管理、风险管理、安全管理、数字化管理和其他水资源相关管理;第十八章和第十九章,案例研究,以首都圈农业水资源、民勤水资源可持续利用展开研究。
四、结束语
由于水资源是与人类生存和国民经济发展密切相关的自然资源,特别是近年来由于水资源短缺引发的各种问题,长期以来对有关专家学者对水资源管理极为关注,积累了大量的文献资料,水资源管理学产生与发展具有深厚的基础。水资源管理学是水资源管理的知识体系,是建立在众多学科之上的交叉性综合性学科。积极推进和发展水资源管理学,对于水资源可持续利用与管理具有深远的历史和现实意义。
参考文献:
姜文来,唐曲,雷波,水资源管理学导论,北京:化学工业出版社,2004
姜文来,初论水资源管理学,中国水利,2004(3);
赵宝璋,水资源管理,北京:水利电力出版社,1994;
吴季松,现代水资源管理概论,北京:中国水利水电出版社,2002;
林洪孝,水资源管理理论与实践,北京:中国水利水电出版社,2003;
水文地质学论文范文6
【关键词】独立学院 土力学 教学方法
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)01-0251-01
土力学是高等学校土木工程专业一门重要的专业基础课,其教学质量将直接影响学生后续专业课程的学习,它不仅是构筑相关专业课程体系与知识结构的核心课程之一,同时对奠定学生大土木专业的基础具有重要意义。任教至今,笔者已连续6年担任“土力学”课程的教学工作,授课的学生包括我院本、专科等不同层次的学生,现围绕如何提高三本学院土力学课程的教学质量展开讨论,以期为同行抛砖引玉。
1.课程性质与重要性
土力学作为一门专业基础课,覆盖了我院地质科学与工程学部下属的大土木工程专业中建筑工程、道路与桥梁工程、岩土工程、地下建筑工程、勘查技术与工程等多个专业。
据有关多年来对毕业生工作情况的跟踪调查发现,学生对该课程基本理论掌握程度与其工作能力的发挥密切相关。一般说来,具有较好土力学理论基础的学生,他们容易触类旁通,自学深造,其适应工作变动、开辟新的研究阵地的能力较强,从而能站在本学科研究发展的前沿,反之则不然。从国内外研究生的培养信息可知,土力学对学生继续从事土木类工程专业的科学研究,夯实专业基础至关重要。历年来土力学通常被各重点大学指定为土木类专业硕士研究生入学考试的必考课程。近几年来,我院考取研究生人数呈逐年递增趋势,尤其是地工学部历年考取研究生的人数占毕业生比例接近20%,他们中很多人以土力学为研究生入学考试的科目[1]。
2.教学中存在的困难
2.1 学生的基础较差,学习自主性较差
我院自2004年招收土木工程专业学生,与其它同批次的本科学校一样,生源也存在着以下特点:
(1)学生的基础较差
独立学院所招收的学生是介于普通本科与专科之间的“三本”学生,与普通本科院校学生相比在知识层次上有一定差距,这可以说是独立学院招生对象形成的“先天不足”。从学生的高考成绩来看,生源自身素质和学习能力参差不齐,部分学生的数理成绩较优秀,但相当比例的学生数理成绩偏低,学生学习基础存在很大差距。
(2)学习自主性较差,学习兴趣需要激发
据笔者观察,“三本”学生与普通高校的学生相比自律性较差,此外部分学生家庭条件较好或在就业环节有优势资源,这使得学生缺乏刻苦学习的精神,学习自主性较差,很多学生处于被动学习状态,没有勤学勤思考勤问的习惯。
2.2 土力学课程教学中的难点
(1)土力学学科特点对教学的影响
土力学不仅涉及到弹性力学、塑性力学、流变学、地质学、矿物学、化学、数学等多种学科,而且视其环境条件,还会与水文地质学、地震工程学、流体动力学等许多学科发生密切的关系。同时,还受到各种工程材料,施工技术等许多因素的重要影响[2]。而这些课程中诸如高数、各种力学可以说是“三本”学生的弱点和难点。此外,土力学具有理论繁多、知识体系较松散、内容连续性不强的特点,学生学习时感到头绪繁多,难以掌握。
(2)土体工程地质性质特殊性对教学的影响
与其它连续性强的材料不同,土是在漫长的地质历史过程中沉积下来的松散颗粒堆积体,是多孔、多相、不连续的介质,其工程地质特性受沉积环境、形成年代、固结状态等诸多因素的影响,并且力学性质与行为很复杂具有不确定性。而前述土力学的先修课程如高数、理论力学、材料力学、弹塑性力学,其研究对象被高度理想化,学生习惯了这种严密的理论体系,思维僵化,碰到土这种散体材料很不适应,初学时常感到无所适从[3]。
(3)土力学“三多”对教学的影响
土力学中涉及大约150多个概念、200多个公式、30多个物理力学性质指标,还有极限平衡理论、有效应力原理等涉及固结、剪切的几大较难掌握的定理,这使得学生普遍觉得土力学有,即内容多、概念多、公式多。土力学的课时一般只有48学时,其中约40学时用于课堂教学,在课堂上掌握如此多的内容是有相当难度的。
3.提高教学质量的方法及实践
虽然存在“先天不足”,但这并不代表“三本”学生学不好土力学这门课程。我院很多学生以土力学为考研专业基础课并成功被国内著名院校录取研究生就是很好的证明。
3.1重视绪论,让学生初学既有对课程内容的整体把握
笔者非常同意赵志峰老师在土力学教学体会文中的观点,并且在几年的教学实践中也与之不谋而合。土力学的研究内容主要涉及变形、强度、渗透三个方面,笔者在第一堂课上即针对这三方面引入了古今中外著名的建筑失事案例,给学生观看相关图片,通过直观的视觉刺激使学生在明白本门课程重要性的同时也了解到其主要学习内容所在。如在强度破坏方面重点介绍了加拿大特朗斯康谷仓的案例,并分析了其破坏原因及解决办法,顺势提出与之相关的强度破坏理论。通过这种方法,还可部分解决土力学知识体系较松散、内容连续性不强,学生学习时不易把握的问题。
3.2重视实验教学环节
实验在土力学课程的学习中具有极其重要的意义和作用,脱离实验学好土力学是难以想象的。土力学的实验项目很多,本校教学大纲中有8个学时实验教学内容,包括土的密度和含水率实验、土的液塑限实验、土的压缩实验、土的剪切实验。这几个实验反映了土的基本物理力学性质,通过这几个实验,学生对土的基本性质就有了最直观的认识。尤其是对于基础相对差的学生一味灌输枯燥难懂的理论是无益的,在教学过程中学生明显更喜欢做实验,实验环节有助于他们对相关知识的理解和把握。
在实验过程中要做到人人动手参与。实验课按2-3人一组开设,让每一个学生都有亲自动手操作的机会。在做实验前要求学生预习,并在实验课上首先利用简短时间重温重点内容,再讲解并演示实验过程。教师在实验过程中应注重观察,遇到学生操作不当及时纠正。每个试验完成后,要求学生以小组为单位提交相应完整的报告并批阅指正,对学习认真、成果正确的小组及时予以肯定以增强学生的积极性;对结论不当的帮助分析原因。通过对实验成果的整理与分析,提高学生分析问题、解决问题的基本技能。
3.3充分利用现代化的教学手段
针对土力学教学“三多”这一特点,教学中要尽量提高课堂教学效率。在教学过程中,采用适量的板书与多媒体教学相结合的方法可以大大增加信息量、提高时间利用率。此外,教师在PPT中还可以加入图文并茂的典型案例和生动的动画模拟。如在绪论等章节加入案例图片,在固结理论和土压力分类部分,可通过动画模拟土体的固结过程、挡土墙主被动破坏形式,使原本抽象的过程变得直观易懂更易于把握。
3.4将理论与实践紧密结合
土力学的是一门应用性极强的学科,其基本原理外延极广,有效应力原理、渗透固结理论、极限平衡理论可渗透到土木工程各个领域,如挡土墙及基坑支护设计、边坡稳定性计算及地质灾害治理等等。在教学过程中应注重将理论密切联系实践,重视土力学基本原理在实际工程中的综合运用。
土力学课程建设是需要长期深入研究的课题,尤其对办学历史不长的独立院校,更应当摸索出适合本校实际情况和学生水平的教学方法,培养学生运用基本原理解决实际工程问题的能力,为社会培养适应市场需求的应用型工程技术专业人才而努力。
参考文献:
[1]赵志峰.浅谈“土力学”课程教学的体会[J].中国林业教育,2010.05:69-71.