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地质学基础论文精品(七篇)

时间:2023-03-17 18:03:41

序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇地质学基础论文范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。

地质学基础论文

篇(1)

英文名称:Acta Geologica Sinica

主管单位:

主办单位:中国地质学

出版周期:月刊

出版地址:北京市

种:中文

本:大16开

国际刊号:0001-5717

国内刊号:11-1951/P

邮发代号:2-113

发行范围:国内外统一发行

创刊时间:1922

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)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

中文核心期刊(1992)

期刊荣誉:

中科双奖期刊

第三届(2005)国家期刊奖获奖期刊

联系方式

篇(2)

一、思想素质良好,政治信念坚定

长期以来思想政治素质好,理想信念坚定,忠诚党的教育事业,进取向上,严于律己。作为无党派人士,关心时事,积极学习党和国家的有关政策,深刻领会党的三个代表和总书记关于构建和谐社会和科学发展观的有关精神,坚持实事求是的原则。正确地贯彻执行党的教育方针和各项方针政策。

二、教学水平精湛,教书育人精心

老师长期担任地质工程等专业的本科生和研究生的教学工作,承担了专业基础课和专业课的大量教学任务,年教学工作量大大超过额定工作量。先后主讲了《地质学基础》、《普通地质学》、《地球动力学》、《古生物地史学》、《专业英语》等课程。其中《普通地质学》是地质相关专业学生的十分重要的专业基础课,多年来她能够做到把好教学环节中的每一关,备课详尽、细致,精心设计教案,在教学过程中较好地掌握教学节奏,针对课程的学科特点,在收集了大量的图片、图册、音像、录影等基础上编制的《普通地质学》多媒体课件生动精辟,为配合学生课外学习,开发的课程在线测试等都收到了十分良好的教学效果,被评为省精品课程。在课堂教学这一最重要的环节,她以知识的传授为根本,注意与学生的沟通与交流,并且注重授课方法,充分发挥教师、学生两个主体的积极性和主动性,培养学生的严谨的治学作风,极大地提高了课堂学习效果。她教过的学生都肯定地说,听了陈老师的课既学到了知识,又学到了许多做人做事的道理。

作为老教师,老师注重对年轻教师在教学上的传帮带,从备课教案分析、试卷难宜程度的把握,到实践教学环节的内容与授课技巧都能给予新进教师精心细致的传授。除课堂教学外,注重课余时间指导本科学生拓宽学习领域,增强学习兴趣,精心指导低年级学生从感兴趣的地质问题出发,开展科研活动,其中09级地质工程专业学生完成的《淮南寒武系遗迹化石的发现》获得学校挑战杯赛二等奖,这对在校本科二年级的学生来说也是罕见的。老师注意将科研课题的研究与教学相结合,指导本科生毕业实习与设计数十人,培养研究生近二十人。每次从选题、材料的收集、初稿的写作直到定稿的完成,她都做到仔细过问,悉心指导,让学生能很快认识到自己的问题所在,使论文写作得以顺利完成,对于学生的实习指导同样认真负责。

篇(3)

对刘嘉麒院士的采访,是一次生动的体验。记者面前的这位老者,精神矍铄,和蔼可亲,言语生动。在采访刘先生的时候,记者时而为他描述的野外遇险所担忧,时而为他的妙语所触动,时而为他爽朗的笑声所感染。仿佛他不是年过花甲的院士,而是初登科学殿堂的学子,吃苦奋发的精神和对新事物的好奇心驱使着他不断地向前。

刘院士口中叙述的人生,在记者的脑海中形成了美丽的画卷,那是一幅诗一样的画卷:

“东方欲晓,莫道君行早,踏遍青山人未老,风景这边独好”。

艰苦求知贵坚持“对一个人来说,在艰苦环境中成长是有好处的。”

1941年,刘嘉麒出生于辽宁省丹东市的一个普通市民家庭。1946年冬,全家回到故乡辽宁省北镇县(现北镇市),定居在医巫闾山脚下的石佛村,务农养家。

1949年初,家乡解放。8岁的刘嘉麒第一次背上书包,进入村小学读书。父亲早逝,全家生活陷入困境。但母亲咬紧牙关,没让儿子辍学。1957年初中毕业时,正值全国高中招生紧缩,全班58名学生只有6人考上高中,他榜上有名。高中毕业时,刘嘉麒已经是全年级仅有的三名全优生之一。

在报升学志愿时,他遇到人生中第一个困难的抉择。报考什么学校?当这个问题摆在刘嘉麒全家面前时,得到的答案却是十分无奈的,“什么学校花钱少就考什么学校”。懂事的刘嘉麒填报了长春地质学院地球化学专业。谁也不会想到,当初无奈的选择却在几十年后给共和国贡献了一名优秀的地质学家。

入学不久,便赶上了中国经济最困难的时期,刘嘉麒在学校也吃不饱饭。“那时候,早上吃一碗玉米面糊糊,第二节课开始肚子就叫唤,后面的课只能硬扛着。”一些同学忍受不了学校生活的艰苦而相继退学,“我们班35个人,开学两个月就走了8个人。我还算有点毅力,反正家里也是苦出身,就这么坚持下来了。”

在这样艰苦的学习环境下,刘嘉麒学习成绩仍然名列前茅。1965年毕业前,从全校约1300名毕业生中选拔学生报考研究生,最终考上14名(本校8名,外校6名),刘嘉麒是其中之一。

正当刘嘉麒踌躇满志地攀登学业高峰的时候,“”开始了。1968年研究生毕业后,刘嘉麒被分配到辽宁营口地质队接受再教育。之后又调动到吉林冶金地质研究所工作。在吉林冶金地质研究所,刘嘉麒一如既往地努力工作,并且成为单位的研究室主任。

1978年,37岁的刘嘉麒面临人生的又一次抉择。这一年,研究生招生恢复,他选择了再次求学。“知识的更新换代很快,经过10年的发展,我已经有好多东西不了解。我想把落下的知识重新补回来。”

这次求学对刘嘉麒而言,需要有背水一战的勇气。37岁的他,已经成家立业,在单位也是业务骨干。考取中国科学院地质研究所地质学家侯德封先生的研究生,当然是件荣耀的事,但也意味着他要抛家舍业,背井离乡。“当时住的宿舍是1976年唐山地震时建的木板房,冬冷夏热,蚊子苍蝇到处飞,老鼠满屋窜 ”这一住就是8年。谈到这段艰苦的求学经历,刘嘉麒似乎有刻骨铭心的记忆,却显得毫不在意,“对一个人来说,在艰苦环境中成长是有好处的。我当时告诫自己,耽误了10年,自己得30岁当20岁过,40岁当30岁活。”

刘嘉麒是这么想的也是这么做的。他以前学的是俄语,但入学后必须学英语,快40岁的他硬是从ABC开始,用最短的时间攻克了英语关,为后来几乎走遍世界,自如地进行国际学术交流与合作奠定了基础。在做学位论文的过程中,他选择了当时认为很难攻克的年轻的同位素地质年代学为主攻方向,在查阅大量文献的基础上,虚心地学习他人的经验和技能,努力改进实验技术,经过一年多的努力,他用同位素稀释法成功地测出一批高水平年轻的钾氩地质年龄,经受住了国内外同行的检验,直到现在仍为国内外同行所认可。

1981年,刘嘉麒以优秀成绩通过了硕士学位论文答辩,获得硕士学位。紧接着他又报考了刘东生先生的博士研究生。1984年,刘嘉麒在攻读博士学位期间,被派到新疆做支边工作,负责建立放射性碳同位素测年实验室。他带着所有能带的资料和工具,独自前往乌鲁木齐,一干就是三年。他一边工作,一边撰写尚未完成的博士论文,全靠手画完成了数万字字迹工整的博士学位论文。1986年,他因博士论文及其相关工作“在中国东北地区新生代火山岩年代学研究”中做出卓越成就,被中国矿物岩石地球化学学会授予首届侯德封地球化学奖。1990年,他又被国家教委和国务院学位委员会评为“作出突出贡献的中国博士学位获得者”。

万水千山炼智勇“我去过七大洲,四大洋;概括说就两个地方,一个是没人去的地方,一个是很少有人去的地方”。

刘嘉麒是一位地质学家,在他看来,去野外是和吃饭睡觉一样普通的事情。他常说,地质工作离开了野外调查就成了无源之水、无本之木。即使在技术如此发达的今天,离开实践也什么都做不成。为了查明中国新生代火山岩的时空分布特征,他到过全国绝大部分火山分布地区,在大兴安岭,东、西昆仑山和可可西里等地区新发现多处火山和地质现象,获得大量第一手资料,采集了许多宝贵样本。

在野外考察,遇到各种危险是常有的事。有时为了采集到合适的样本,登高山、攀陡崖、涉急流,甚至会遇到生命危险。有一年,刘嘉麒去西昆仑山考察,沿着克里雅河一路上行,在过河谷时,他被上游流下的洪水冲倒在河里,“那条河也就2米多宽,但水流特别急,水很凉,里面还夹着石头,我被急流冲倒在水中,幸亏同行的当地向导反应快,一个箭步冲上来抓住我的衣服,把我从水中捞上来,否则后果不堪设想。”

“面对危险的时候,您害怕吗?”听完这段叙述,记者提出了一个问题。

“顾不上。”刘嘉麒的回答简洁而干脆,“越到危险的时候,越不知道害怕。害怕没用,只能靠智慧、经验和勇气去战胜它。”

1990年秋,中日联合考察队考察可可西里地区,由于原队长高山反应强烈不能进山,刘嘉麒临时受命带领11辆车30余人向青藏高原腹地进发,越过东昆仑、向阳湖,直达可可西里主峰冈扎日脚下,在海拔5000米以上的高山采集样本,获取了宝贵的资料。

“一天,出发前考察组跟后勤车定好了宿营地点,晚上直接在那会合。可是,晚上到了指定地点,发现带着帐篷和食品的后勤车不见了,大家就傻了,天黑了,漫无边际到哪去找?当时既无移动电话,也无卫星定位仪,怎么办?”刘嘉麒回忆说,“我找了队里一位能辨识车轮痕迹的司机,带了两辆吉普车,赶回早晨出发的地方(约18公里路);到了以后,辨别车轮的痕迹,追着车轮的痕迹走。从晚上7点出发,追到次日凌晨3点多,找到了;原来是后勤车走错了路,钻到另一道山沟里,待司机发现走错了路,已不知往哪退了。”

回忆起那段经历,刘嘉麒动情地说,“那是我这一生中跑野外最惊心动魄的一次,带着一队人马在可可西里无人区驰骋。下山时,正赶上风雪交加,队员们宁可辛苦饥饿也不愿停下来安营扎寨,于是就日夜兼程,本来就没有路的高原旷野,被雪一盖更难辨识路径,夜里行军更难,一旦走错了路,不仅会使队伍陷入困境,甚至可能发生意想不到的险情。走着走着,有人就发问,是不是走错了?其实我心里也没底,但作为领队不能乱了方寸,我综合各种资料,凭着经验判断行进方向是对的,硬着头皮带车队往前走。天亮的时候,到了一个山梁,一对地图,没错!哎呀,当时有一种死里逃生的感觉 ”

刘嘉麒从事地质工作40多年,除了各个省区市,还到过世界上许多地方。在南极,他是第一位两次考察欺骗岛现代火山的中国科学家,在冰芯和湖泊岩芯中发现多层火山灰,研究了火山活动与冰川形成及气候变化的相互关系;在北极,他和同事在冰川湖中打下了中国学者的第一钻,为研究全球气候变化获取了宝贵资料;在地中海沿岸,他与意大利同行合作,对著名的维苏威火山及正在喷发的埃特纳火山、斯特朗伯利火山进行了现场考察和测量,亲身感受到火山资源的保护利用和火山灾害的监测防御对人类的重要;在东非大裂谷,年过六旬的他和年轻人一起,冒着40多摄氏度的高温和不断涌出的毒气,考察了全球惟一的岩浆湖,对西方有的学者认为东非大裂谷将分裂为新大陆和新大洋的观点提出质疑。

“有人问我,你这一辈子都去过哪些地方。”刘嘉麒风趣地告诉记者,“我去过七大洲,四大洋;概括说就两个地方,一个是没人去的地方,一个是很少有人去的地方”。

在长期的地质生涯中,刘嘉麒主持完成多项科研任务。在我国,他率先用同位素稀释法成功地测出一批高水平年轻的钾氩地质年龄;首先发现并确定了中国存在的玛珥湖,开展了玛珥湖沉积物高分辨率纹层年代学和气候环境记录研究;全面调查研究了中国新生代火山的时空分布规律和岩石地球化学特征,确定了中国现存的活火山,划分了新生代火山幕,提出了火山活动与构造气候旋回的新观点;深入研究火山灾害的监测与预防,火山资源的开发与利用,推动玄武岩纤维材料在我国的发展与应用;积极推进在火山岩中寻找油气藏,开拓寻找石油天然气的新领域。他在同位素地质年代学,火山地质与资源灾害,第四纪地质与环境,极地地质与环境等方面做了大量开创性工作,并为东北和新疆等地的经济发展作出贡献。

换位思考为师长“把科学的前沿,最新的知识、最新的发展趋势讲给学生;同时,也不能忽视最基础的东西。”

刘嘉麒是一位兢兢业业的地质学家,也是一位认真负责的老师,一位以身作则的领导。从学生到学者再到地质所领导,他热心辅佐师长,帮助同事,培育学生,团结他人一道工作。他从课题组长、研究室主任、研究所所长,到国家级学会理事长,总是想着如何把他所在的集体搞好。

“我去研究生院授课,身份从原来的学生变成老师了。既为老师就要多为学生着想,要换位思考。当年我对老师讲课也时常评论,哪个讲得好,哪个讲得不好。现在自己成老师了,学生也会有议论有要求,只是一般不会当面讲。按照我当学生时的感觉和现在学生的意见,不断丰富讲课的内容,增加课程的信息量,把科学的前沿、最新的知识、最新的发展趋势讲给学生;同时,也不能忽视最基础的东西,基础的东西讲不清楚,掌握不牢也不行;所以要将基础和前沿的东西密切结合。”

刘嘉麒在研究生院授课已26载,每堂课他都认真备课,不仅讲授的内容丰富新颖,还用精彩的多媒体资料增加对学生的吸引力。“如果你讲课把学生讲睡着了,那就是不成功。”

工作的时候,刘嘉麒总是强调集体精神,“精英的作用不容忽视,但没有好的群体很难培养出杰出人才,犹如贫瘠的土地长不出好的庄稼。”他的人格魅力吸引着周围的人。多年来,他所在学科组的国际合作一直不断,与他们的学术水平和学术风格不无关系。

在地质所当所长的时候,刘嘉麒一直要求领导班子“团结、廉洁、公正、奋进” 团结增力量,廉洁得人心,公正长威信,奋进出成绩。他关心广大职工的疾苦,努力为青年人成长创造好的环境;首先倡导并实施了产、学、研三结合培养人才的途径,为生产部门培养了一大批杰出的人才。

2007年,刘嘉麒被选为中国科普作家协会理事长,这是一项全新的工作,尽管他的科研任务繁重,却仍然尽职尽责,“我的科学知识来源于人民,来源于社会,理所当然地应回报给人民,回报给社会,这是每位有良知的科学家的社会责任。”

科学浅说火山地质学

火山地质学是研究地球乃至其他星球上火山作用及其形成的地质体的地质学分支学科。其主要研究内容包括火山作用的地质背景和动力机制,火山喷发的类型及其产物,火山岩的分类及岩石地球化学特征,火山资源与灾害,火山的时空分布规律,火山作用在地球形成演化中的作用和影响等。

篇(4)

    论文摘要:大地构造学理论在中国发展不足100年,但在这短暂的时间内我们看到了中国地质学界的"百家争鸣",看到了中国大地构造理论的日益丰富和繁荣。本文将结合世界大地构造理论发展的大体背景,重点介绍中国近百年间地质界产生的几种主要观点或代表性的学说,并就当前中国大地构造理论发展的现状,提出一些个人的观点。 

    19世纪中叶到20世纪中叶,随着工业的发展,人类广泛开展了矿产及区域地质研究,把地质科学推向更高的阶段,并诞生了一门研究岩石圈的组成、结构、运动(包括变形和变位)及演化的一门综合性很强的地质学分支学科—大地构造学。在大地构造学的发展史中,曾出现过许多学说,如收缩说、重力均衡说、对流说、脉动说、膨胀说、重力分异说、放射性旋回说、振荡说、放射性热 融化说等,我们为什么要不断发展大地构造学理论呢? 

我认为有以下几点原因:大地构造理论有不少待完善的地方,尚需不断地探索研究;由大地构造学在地质学中的重要地位决定的,每一次新的大地构造学理论的提出,常标志着地质学进入一个更高水平阶段;甚至,板块构造学的提出被誉为地质学中一次伟大的革命。大地构造学研究与人们的生产、生活联系密切。煤、石油、天然气、金属矿产等等能源和矿产的勘探都需要大地构造学理论的指导,火山、地震、陷落、崩塌等对人类威胁极极大地自然灾害,是地球运动无法避免的表现形式,只有运用大地构造理论探明地球的内部结构才能掌握其规律做到有效预报。 

大地构造理论在中国的发展大致可以分为三个阶段:20世纪以前的零星、分散的大陆地质调查,并在19世纪末形成“槽台理论”,称为中国大地构造理论研究的传统阶段;20世纪40年代初,以李四光为代表的地质力学理论,称为中国大地构造理论研究的过度阶段;20世纪初提出“大陆漂移假说”,20世纪70年代形成了板块构造理论。20世纪后半叶进行的板块理论完善和对地球深部动力系统的探索。 

 

1 槽台学说 

1885年,e.修斯提出了地台的概念。后来前苏联学者将地层厚度小而产状平缓,地壳运动以整体上升下降为主的地区命名为地台。1900年,法国e.奥格在其著作《地槽和大陆块》中,明确地把地槽和地台统一起来,作为地壳上的两个基本构造单元。自此以后,地槽和地台理论就作为相互联系的不可分割的完整学说形成和发展起来,称为地槽地台说,简称槽台说。槽台学说的基本观点是认为地壳运动主要受垂直运动所控制,水平运动是次要的,地壳运动的动力来源是地球内部物质的重力分异作用,物质受热变轻向上流动造成地表上升隆起,物质冷却变重下沉则造成地表下降凹陷。 

20世纪中叶,在槽台说的基础上,我国老一辈的地质学家提出了有创见性的大地构造学说,它们是黄汲清的“多旋回构造运动说”和陈国达的“地洼学说”。 

1.1 多旋回构造运动说 

黄汲清1945年指出:地槽的发展不是单旋回的,而是多旋回的。50年代黄汲清初步提出了中国深断裂类型,并认为深断裂也是多旋回活动的。70年代以来,黄汲清进一步把多旋回构造运动理论与板块构造学说结合起来,认为板块运动也是长期的、多旋回发展的。 

1.2 地洼学说 

50年代末期,陈国达认为中生代以来地壳演化进入了新阶段,其大地构造性质是一种新型活动区,是从地台区向活动区转化的产物。陈国达把这种新型活动区叫做“地洼区”,它是大陆壳发展演化的第三个构造单元。揭示了大陆壳的发展过程,并非如槽台说认为的那样,直线式的仅由地槽阶段发展到地台阶段,而是多阶段发展的。 

在同期我国的地质学家李四光提出了具有里程碑意义的大地构造学说—地质力学。 

 

2 地质力学 

地质力学是力学与地质学相结合的边缘科学,用力学原理研究地壳构造和地壳运动及其起因的科学。地质力学认为1.许多地质构造现象,都是地壳运动的结果。2.构造形迹不是孤立存在的,而是互相联系、互相制约的,每项构造形迹都有和它相伴生的有成因联系的一群构造形迹。而且探讨了地壳运动的起源和力的来源问题。地质力学的主要贡献在于阐明了地壳构造的空间展布规律。地质力学特别重视地壳的改造,它不是把各种构造形迹看成孤立的、零碎的、偶然的、互不相关的现象,而是认为彼此之间有内在的、本质的、规律性的联系。 

 

3 板块构造学说 

板块构造学说是60年代末兴起的,是现今世界上最盛行的大地构造学说。它是在大陆漂移、海底扩张学说基础上,综合大洋和大陆的地质研究资料发展而来的。70年代初,我国地质学家李春昱积极引进板块构首次用板块演说系统解释了秦岭、祁连山的构造发展史,同期,大地构造学家任纪舜将原属中朝准地台的“淮阳地盾”划入秦岭造山带,对中国东部构造划分做了重要修正,全面论述中国构造演化,发展了多旋回思想。大地构造学家郭令智确定了华南不同时代沟弧盆构造体系,自西北向东南从老到新的发展演化趋势,首次论证了元古代华南板块向扬子板块俯冲、碰撞,阐明了华南地壳增生规律。 

目前如何利用板块理论对板块内部及大陆地质历史演化过程予以揭示,仍然是一个难题。关于板块驱动力的问题,虽然有关学者提供了多种可能方式,但仍然是处于求索过程中。板块构造学说仍在不断的完善和发展。 

 

4 几点反思 

大地构造学理论的发展经历了200多年,在这之间有进步,也走了一些弯路。在我看来,任何一门学科理论的发展离不开自然科学乃至社会科学其他学科发展的推动,任何一门学科不可能孤独的存在于科学的殿堂中。一些被取代的理论也有很多价值可以发掘。不宜全盘否定。我们是站在巨人的肩膀上推动科技的进步,这些已经被取代的理论很有可能就是你要找的巨人。理论的发展离不开实践的检验,一个理论能称之为公理或被科学抛弃都是实践的结果,这就要求我们做地质工作要有实干精神以及服务社会的品质。 

 

参考文献: 

[1] 巫建华,刘帅.大地构造学概论与中国大地构造学纲要.北京:地质出版社,2008. 

[2] 万天丰.中国大地构造学纲要.北京:地质出版社,2004. 

篇(5)

1.1水文地质学科涵义与研究对象

地下水即是赋存于地面以下岩石空隙中的水。地下水的功能主要包括:资源、生态环境因子、灾害因子、地质营力与信息载体。地下水及赋存地下水的介质还具有一些另外的功能。水文地质学在国民经济发展中的作用是与地下水及其赋存介质的功能相联系的。

1.2水文地质学的定义

地下水这一名词有广义与狭义之分。广义的地下水是指赋存于地面以下岩土空隙中的水;包气带及饱水带中所有含于岩石空隙中的水均属之。狭义的地下水仅指赋存于饱水带岩土空隙中的水。

水文地质学(hydrogeology)是研究地下水的数量和质量随空间和时间变化的规律,以及合理利用地下水或防治其危害的学科。它研究在与岩石圈、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以及如何运用这些规律兴利除害。

1.3水文地质学研究的范畴及任务

水文地质学是研究地下水的科学,主要研究地下水的分布、运动和形成规律,地下水的物理性质和化学成分,地下水资源评价、开发及其合理利用,地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。在不同环境中,地下水的埋藏、分布、运动和组成成分均不相同。查明上述各方面状况,可为科学地利用或防治地下水提供根据。水文地质学对地下水的研究,着重自然历史和地质环境的影响,同主要用水文循环和水量平衡原理研究地下水的地下水水文学关系密切,只是研究的侧重点稍有不同。

1.4水文地质学及分支

随着科学的发展和生产建设的需要,水文地质学又分为区域水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、供水水文地质学、矿床水文地质学、土壤改良水文地质学等分支学科。近年来,水文地质学与地热、地震、环境地质等方面的研究相互渗透,又形成了若干新领域,如环境水文地质学、地下水资源管理、同位素水文地质学等。随着生产力和科学技术的高速发展,人类对生态环境的影响到了举足轻重的地步,与环境生态有关的水文地质问题迅速增长。

水文地质学是从寻找和利用地下水源开始发展的,围绕实际应用,逐渐开展了理论研究,目前已形成了一系列分支。

1.4.1地下水动力学

地下水动力学是研究地下水的运动规律,探讨地下水量、水质和温度传输的计算方法,进行水文地质定量模拟。这是水文地质学的重要基础。

1.4.2水文地球化学

水文地球化学是水文地质学的另一个重要基础。研究各种元素在地下水中的迁移和富集规律,利用这些规律探讨地下水的形成和起源、地下水污染形成的机制和污染物在地下水中的迁移和变化、地下水与矿产形成和分布的关系,寻找金属矿床、放射性矿床、石油和天然气,研究矿水的形成和分布等。

1.4.3供水水文地质学

供水水文地质学是为了确定供水水源而寻找地下水,通过勘察,查明含水层的分布规律、埋藏条件,进行水质与水量评价。合理开发利用并保护地下水资源,按含水系统进行科学管理。

1.4.4矿床水文地质学

矿床水文地质学是研究采矿时地下水涌入矿坑的条件,预测矿坑涌水量以及其它与采矿有关的水文地质问题。

1.4.5农业水文地质学

农业水文地质学的内容主要包括两方面,一是为农田提供灌溉水源进行水文地质研究;二是为沼泽地和盐碱地的土壤改良,防治次生土壤盐碱化等问题进行水文地质论证。

1.4.6水文地热学

地热是一种新的能源,如何利用由地下热水或热蒸汽携至地表的地热能,用来取暖、温室栽培或地热发电等,以及地下热水的形成、分布规律,以及勘察与开发方法等,是水文地热学的研究内容。

1.4.7区域水文地质学

区域水文地质学是研究地下水区域性分布和形成规律,以指导进一步水文地质勘察研究,为各种目的的经济区划提供水文地质依据。

1.4.8古水文地质学

古水文地质学是研究地质历史时期地下水的形成、埋藏分布、循环和化学成分的变化等。据此,可以分析古代地下水的起源与形成机制,阐明与地下水有关的各种矿产的形成、保存与破坏条件。

地下水的形成和分布与地质环境有密切联系。水文地质学以地质学为基础,同时又与岩石学、构造地质学、地史学、地貌学、第四纪地质学、地球化学等学科关系密切。工程地质学是与水文地质学是同时相应发展起来的,因此两者有不少内容相互交叉。

地下水积极参与水文循环,一个地区水循环的强度与频率,往往决定着地下水的补给状况。因此,水文地质学与水文学、气象学、气候学有密切关系,水文学的许多方法也可应用于水文地质学。地下水运动的研究,是以水力学、流体力学理论为基础的,并应用各种数学方法和计算技术。

2 水文地质学演化历史与发展现状

2.1水文地质学发展简史

人们早在远古时代就已打井取水。中国已知最古老的水井是距今约5700年的浙江余姚河姆渡古文化遗址水井。古波斯时期在德黑兰附近修建了坎儿井,最长达26公里,最深达150米。约公元前250年,在中国四川,为采地下卤水开凿了深达百米以上的自流井。中国汉代凿龙首渠,是一种井、渠结合的取水建筑物。在利用井泉的过程中,人们也探索了地下水的来源。法国帕利西、中国徐光启和法国马略特,先后指出了井泉水来源于大气降水或河水入渗。马略特还提出了含水层与隔水层的概念。

1855年,法国水力工程师达西,进行了水通过砂的渗透试验,得出线性渗透定律,即著名的达西定律,奠定了水文地质学的基础。1863年,法国裘布依以达西定律为基础,提出计算潜水流的假设和地下水流向井的稳定流公式。1885年。英国的张伯伦确定了自流井出现的地质条件。奥地利福希海默在1885年制出了流网图并开始应用映射法。

19世纪末20世纪初,对地下水起源又提出了一些新的学说。奥地利修斯于1902年提出了初生说。美国莱恩、戈登和俄国安德鲁索夫在1908年分别提出在自然界中存在与沉积岩同时生成的沉积水。1912年,德国凯尔哈克提出地下水和泉的分类,总结了地下水的埋藏特征和排泄条件。美国迈因策尔于1928年提出了承压含水层的压缩性和弹性。他们为水文地质学的形成作出了重要贡献。

泰斯于1935年利用地下水非稳定流与热传导的相似性,得出了地下水流向水井的非稳定流公式即泰斯公式,把地下水定量计算推进到了一个新阶段。20世纪中叶,苏联奥弗琴尼科夫和美国的怀特在水文地球化学方面作出了许多贡献。到第二次世界大战结束时,在地下水的赋存、运动、补给、排泄、起源以至化学成分变化、水量评价等方面,均有了较为系统的理论和研究方法。水文地质学已经发展成为一门成熟的学科。

20世纪中叶以来,合理开发、科学管理与保护地下水资源的迫切性和有关的环境问题,越来越引起人们的重视。同时,人们对某些地下水运动过程有了新的认识。1946年起,雅可布和汉图什等论述了孔隙承压含水层的越流现象。英国博尔顿和美国的纽曼分别导出了潜水完整井非稳定流方程。

由于预测地下水运动过程的需要,促进了水文地质模拟技术的发展,20世纪30年代开展了实验室物理模拟,40年代末发展起来的电网络模拟,到50—60年代在解决水文地质问题中得到应用。

由于电子计算机技术的发展,70~80年代,地下水数学模拟成为处理复杂水文地质问题的主要手段。同时,同位素方法在确定地下水平均贮留时间,追踪地下水流动等研究中得到应用。遥感技术及数学地质方法也被引进,用以解决水文地质问题。对于地下水中污染物的运移和开采地下水引起的环境变化,引起广泛的重视。20世纪60年代以来,加拿大的托特提出了地下水流动系统理论,为水文地质学的发展开拓了新的发展前景。

2.2国外水文地质学发展现状

水文地质学是一门年轻的学科,它是基于地下水在地质单元内运移时所发生的物理和化学变化而发展起来的,水文地质学是研究地下水的数量和质量随空间和时间变化的规律,以及合理利用地下水或防治其危害的学科。水文地质学诞生于19世纪中期,在20世纪初,依据法国水文地质学理论原则(A.Hazen,C.Slichter,F.King,O.Mainzer等),美国水文地质科学家发展了实用水文地质学的应用。与此同时,德国和奥地利的水文地质学家(F.Forchheimer,A.Thiem,O.Smreker,J.Kozeny等)详细解释了水文地质,尤其是关于地下水流域和水力工程方面调查的方法。俄国人对水文地质学发展有着重大的贡献(W.Dokutchaev,A.F.Lebedev等)。水文地质学成为地质科学中一门比较完整、系统的独立学科,是在20世纪30—40年代。水文地质学已被公认为是地球科学的一个分支,是跨越于地质科学和水文学之问的一门独立科学。水文地质学在二战以后有了深入的发展,特别是在地下水动力学、水文地质编图、水文地质采矿、模型和同位素方法、水文地球化学和地下水监控这些领域。人类活动对包括地下水在内的自然环境的改造异常强烈,产生了一系列生态环境问题,当代水文地质学进入了生态环境水文地质学的新阶段。

在过去的几十年中,国际水文地质学发生了翻天覆地的变化,从专业期刊的发展中就可以看出。1963年,《地下水》(Ground Water)和《水文学杂志》(Journal of Hydrology)创刊;1965年,开始出版《水资源研究》。此后,陆续创刊的欧美主流学术期刊有:1976年,《水资源进展》(Advances in Water Resources)和《污染水文学杂志》(Joumalof Contaminant Hydrology);1986年,《水文过程》(Hydrologic Processes);1993年,《水文地质学杂志》;1995年,《水文工程学杂志》(Joumalof Hydrologic Engineering)。期刊的数目大幅增加的同时,每种期刊上论文的数量和内容也显著增加。

国际水文地质大会是公认的比较权威的世界级水文地质会议,至今已经召开了39届(2011年在泰国举行)。其中2006年10月9日在我国北京举行的第34届国际水文地质大会是继1988年在广西桂林举办的第21届国际水文地质大会之后,再次在中国举办。此次大会又恰逢国际水文地质学家协会成立50周年庆典,是国际水文地质发展史上的重要里程碑。此次会议以“地下水的现状与未来”为主题,围绕全球地下水问题与需求、中国地下水的现状与未来等开展交流与研讨,展示全球、亚洲和中国水文地质成果及新一轮国土资源大调查的水文地质工作进展。

在国际上,美国水文地质调查研究经历了100多年的发展,在该领域长期居于国际领先地位,影响和引导了国际水文地质学的发展方向。从20世纪80年代开始,美国地质调查局启动了多个项目,开始对有害物质水文过程和地质隔离技术进行深入研究。其水文地质资料有90%向普通大众公布,实现了水文地质调查成果全国共享;在法国,各种公共管理部门、盆地基金机构和地质调查部门,通过各种媒介向公众宣传有关水资源的重要情况,回答提出的特殊技术问题。目的是让大家了解各种生产活动给自然资源带来的严重影响,提高对地下水和当前共同利益的认识,解释那些按公众意愿制定的政策和收费规定。在总体研究结果基础上对地下水变化情况进行监测和计算,以有利于管理机构的决策。日本的东京湾将地下温度场应用于研究地下水循环,而这是我国学者地下水循环研究中一直忽视的一个主要因素。在欧洲,生态水文学的研究已经形成一个网络,各国之间的联系及对比研究较多。冰岛是世界上地热资源开发利用率较高的国家之一,地热发电站装机容量总计200 MWe,排名世界第8位,87%的家庭使用地热取暖。由于经济发展所处的阶段不同,国外目前研究矿山水文地质工作的比较少。

总之,目前水文地质在各个不同的领域都有发展,例如地下水文学、土壤力学、经济地质、石油采钻工程、构造地质学、地球化学、地球物理学、海洋地质学和生态学。这个领域由于以上所有领域研究人员的杰出贡献而丰富起来。目前,水文地质处于转折时期,由发现并最大程度的开发利用新资源转变为合理地管理它们,这对于人类和其它生物来说是至关重要的。

2.3国内水文地质学发展现状

我国人民早在4000年前的龙山文化时期就已经凿井开发利用地下水了,但直到建国前,从事水文地质工作的人员极少,几乎没有设备,只零星地进行一些地下水调查工作。直到建国后,水文地质事业才得到了较大发展。

我国水文地质事业的发展经历了坎坷曲折的道路。20世纪50年代,是我国水文地质事业创建、发展的重要年代,而后的“”,曾使正处在兴旺发达的水文地质工程地质事业受到挫折。60年代前期,经过重新调整,水文地质工程地质战线再次出现大好形势。可1966年开始的10年动乱再次使水文地质工作受到了损害,到70年代前期,水文地质工程地质工作逐步有了好转,并组建了基建工程兵水文地质部队,加强了水文地质普查工作。直到1978年12月党的以后,水文地质工程地质事业才走向了健康发展的道路,进入了振兴开拓的新时期。

解放前,在水文地质方面,地质人员最先介入的是城市供水水文地质勘查。上海、北京、天津等大城市由于需要开凿深井取用地下水。地质学家谢家荣,曾在《地理杂志》第二卷第一期上发表过《钟山地质与南京井水供给的关系》一文,这是我国早期的重要水文地质文献之一。同时。西安、兰州等城市也相继完成了部分水文地质调查报告。济南、福建等地完成了泉水水文地质调查等工作。

解放后,中华人民共和国的成立,为水文地质工程地质事业开辟了广阔的前景。1956年3月,地质部召开了第一届全国水文地质工程地质协作会议。50年代的中后期,地质部已在各地区建立了23个水文地质工程地质队,职工已达11000人,包括地质、钻探、化验等各个兵种,并开始应用物探手段。在此期间基本完成了我国主要平原地区1:20万水文地质普查近100×104km2;编制了一些全国性水文地质图件;进行了30多个城市和工业基地的供水水文地质勘探;建立了40多个地下长期观测站;在近1000个矿区开展了水文地质工作,并在北京、山东、河北、福建等省市进行了矿泉水勘察。20世纪60年代前期,由于自然灾害和“”所造成的后果,使我国国民经济陷入严重困难境地,整个地质工作的发展,也同样受到严重影响。地质部门专业队伍经过调整,重新组建了个直属大队,分别承担北京市城市建设、上海地面沉降、长江三峡、湖北丹江口、黄河治理、西南铁路及岩溶研究等方面的任务。但1966年编制出版了黄淮海平原和松辽平原的水文地质图系,是我国第一批正式出版的跨省图系,在编图技术和编图方法等方面,都有所创新。20世纪70年代,我国水文地质在地热、农业水文地质等方面都取得了较大进展。70年代后期,在一些重要城市开展了环境水文地质工作。各省广泛开展区域地下水资源的评价,比较普遍地应用了电子计算机,并推广数值法建立数学模型。工程地质向定量评价方向发展,逐步采用先进的测试技术,在岩、土体特性,区域稳定性的岩体力学研究等方面,初步形成了自己的理论体系和技术系统。物探、遥感及同位素技术在水文地质工程地质工作中得到了初步应用,取得了较好的效果。同期举办了若干次全国性的水文地质工作会议,且国际交流日益增多。

1978年,党的胜利召开,从此我国的水文地质事业发展迈入了一个崭新的时期。至1996年,我国以1/20万为主的区域水文地质普查工作全面完成。据不完全统计,从1978年以来,中国地质学会、中国建筑学会、中国水利学会、中国地理学会等部门,先后组织召开了“地下水资源概念和评价方法”、“全国地下水资源评价学术会议”、“西北干旱地区地下水资源学术讨论会”、“全国水文专业会议”等会议。重点讨论了地下水资源的概念、分类、评价方法、开发利用及其它水文地质问题,并出版了相应的学术会议论文集。基岩山区裂隙水与岩溶水的开发利用,也日益受到重视。在全国性的岩溶水和裂隙水学术会议上,着重讨论了岩溶地区岩溶发育规律,岩溶水和裂隙水的运移机制及其评价方法。在环境地质方面,召开了全国性的环境水文地质经验交流会、水文地球化学学术讨论会、地质灾害研究与防治学术讨论会等。探讨了我国不同地区地下水污染现状、评价方法,地质灾害的成因、特征及防治措施,出版了相应的学术会议论文集。此外,还召开了地下水人工补给、地面沉降学术研讨会。所有这些不仅反映了我国水文地质研究的新方向,同时也可看出水文地质研究已进入一个新的发展阶段。

2.4福建省水文地质学发展现状

福建省的水文地质基础调查资料虽然较全面,但局限于当时的技术方法和条件,调查深度及广度有限,而且随着国民经济与社会发展及人类经济工程活动的不断加强,水文地质条件已发生了较大的变化,新的情况未能及时查清。

环境地质调查资料相当欠缺。环境地质调查评价工作,滞后于国民经济建设和社会发展的需要。如在生态环境保护、城市规划、土地综合利用、土壤改良、地质环境的合理开发利用、地质灾害防治等方面,有的已开展工作、但还很不全面,有的则刚刚起步。

水文地质环境地质调查的技术与思路,基本上仍依托传统思路和技术为主,在跨学科聚集、综合和开发研究,在应用高新技术于调查上,同先进省区相比,存在一些差距。如以往水文地质工作重点放在地下水资源较丰富的地区,以找到多少地下水资源储量为荣,而忽视了贫水地区水文地质调查工作的重要性。

水文地质环境地质调查成果的信息化、网络化、社会化程度低,不能满足政府和社会性公益成果的实用性、时效性需求,改变成果表达形式,改革服务方式并提供社会化服务已是一个重要问题。

3 福建省水文地质学为国民经济发展服务的内容及主要成果

3.1背景材料

3.1.1上世纪60年代及以前完成的全省性水文地质方面的工作主要成果

(1)提交1/20万区域性地质—水文地质综合测量中间报告及普查报告和农田供水水文地质勘察中间报告;

(2)各地市城镇供水、水文地质地质勘查报告(上世纪60年代及以前具体项目的工作):1960年1月,福建省地质局水文地质工程地质队童永福、程登科《福建省永安宁洋旧城幅综合水文地质测量普查报告书》等10余份城市水文地质测量普查报告。

3.1.2上世纪70年代

(1)1970年~1979年提交《福建省沿海地区1/20万水文地质工程地质调查报告》等;

(2)提交完成了1/20万福州、福安、三沙、浮鹰岛、福清幅、泉州幅、南日岛、厦门、漳州、东山等区域水文地质普查报告;

(3)各地市城镇供水、水文地质地质勘查报告(上世纪70年代具体项目的工作):1974年1月,福建省地质局水文工程地质队《漳州幅、东山幅1/20万区域地质报告:地貌、第四系地质、水文地质部分》等10余份城市1/20万区域地质报告(包括水文地质调查部分)。

3.1.3上世纪80年代

(1)1980年一1989年,完成1/50万福建省水文地质图、福建省1/50万农业水文地质区划图说明书岛屿水文地质调查项目;

(2)分别完成了福建省多幅1/20万和1/5万区域水文地质工程地质调查报告;

(3)各地市城镇供水、水文地质地质勘查报告:1980年10月,福建省水文工程地质队童永福《福建省水文地质图1/50万》;1980年8月,江西省地质局水文地质大队万益民、邓健如、赵维良等《广昌幅G-50-9 1/20万区域水文地质普查报告》;福建省水文地质工程地质队完成《连城盆地水文地质勘探报告》;福建省第一水文队完成《漳州盆地水文地质勘探报告》;1985年9月,福建省第二水文工程地质队福州综合地质组李文曲、黄宏沣、赵钦铭等完成《福建省福州市福州盆地水文地质勘探报告》等20余份1/20万区域水文地质普查报告,尚有单点供水简报672份。

3.1.4上世纪90年代

(1)1990年一1999年,提交了闽东、闽南沿海缺水地区供水水文地质调查报告;

(2)提交1/2.5万同安县新店埔园—刘五店规划区水文地质工程地质调查报告;

(3)各地市城镇供水、水文地质地质勘查报告:1990年8月,福建省厦门水文地质工程地质公司林恢亮、陈强、郑英才等《福建省同安县新店埔园—刘五店规划区水文地质工程地质调查报告1/2.5万》等近30份水文地质调查报告,尚有单点供水简报495份。

3.1.5 2000年以来地市城镇供水、水文地质地质勘查

三明地区:2000年3月,闽西地质矿产开发公司林昌威、林昭丽、吴开化等《福建省大田县区域水文地质调查报告》;

龙岩地区:2000年8月,福建省水文地质工程地质勘察研究院李文祥、郑艺贞、白振炎《福建省长汀县区域水文地质调查报告》等各地区均有展开;

厦门地质工程勘察院进行厦门地下热水调查。

3.2已进行和正在进行为社会服务方面的专门水文地质工作

福建省主要对地热、矿泉水等资源进行了专项保护和为社会服务工作,并专门发文。如:闽地发[1999]85号《关于委托地(市)、县地矿主管部门对部分地热、矿泉水采矿权进行审批、发证的通知》等。

3.2.1福建省矿泉水水源保护

至2004年统计,福建省经省或原地矿部全国储委评审鉴定和储量审批的饮用天然矿泉水水源地勘探报告235处,批准允许开采资源量(B级或C级)28990m3/d。矿泉水类型主要为偏硅酸型233处,其中偏硅酸锶复合型45处,碳酸偏硅酸型4处,到目前为止尚未发现锂、硒、溴、碘、锌等类型矿泉水。矿泉水点勘探报告211项,其中,单矿泉水点专项的勘探报告209项。

至2008年,我省现同时具有采矿许可证和注册登记证的矿泉水水源有40处,包括福州市6处、莆田市1处、泉州市7处、厦门市7处、漳州市7处、龙岩市3处、三明市4处、南平市2处、宁德市3处;仅有注册登记证的矿泉水水源7处;仅有采矿许可证的矿泉水水源6处。尚有10余处有开采未申报或正在申报等工作。

3.2.2福建省地热水资源保护

地热是一种宝贵的能源矿产,开发利用地热资源首先是从开发温泉起始的,根据志书记载,福建温泉利用已有1000多年历史,进入20世纪70年代以后,福建省开始进入有计划的勘查开发。在此之前仅对温泉点进行零星记载和研究。1971年,福建省水文地质工程地质队开展了南靖汤坑的地热勘探工作。1982年,童永福等编制1:50万福建省地热区划图时,统计各类温泉点190余处(其中包括部分20℃的)。至2000年为止,福建省已查明的地下热水分布共196处。

由于趋利原因,近些年地热工作调查和水源地的勘查有了长足的开展,但进行系统研究的极少。

已在多个领域运用地热资源,如城镇地下热水集中供热、水产养殖与研究、农业利用与研究、温泉医疗保健、地震观测等。

3.3福建省矿区水文地质调查工作

矿区水文地质工作始于上世纪50年代,主要是为矿山开采设计提供水文工程地质依据。如:1960年4月,福建省地质局第一地质大队郭树春完成《福建邵武枫林硫铁矿区水文地质初步普查报告》;1959年3月。1962年3月,福建省地质局第五地质大队五〇七分队提交了《福建省龙岩马坑铁矿地质勘探中间报告》;1971年1月~1976年3月,福建省地质一团三中队提交了《福建省龙岩马坑铁矿详细勘探报告》;1979年12月,冶金工业部冶金地质会战指挥部第五地质勘探桂世芳完成《福建省德化县阳山铁矿西矿段矿床水文地质勘探报告》等,矿山多数已经或正在进行水文地质调查工作。

3.4福建省地下水水源地工作

全省已探明C级地下水可开采资源量1万m3/d以上的水源地有:龙岩盆地岩溶水水源地、连城城郊盆地岩溶水水源地、永安市大湖—虾蛤水源地、长汀盆地岩溶水水源地、东山岛松散岩类孔隙水水源地、平潭岛松散岩类孔隙水水源地。

4 水文地质学发展趋势及预测

对于地下水的区域研究,可以扩展到整个流域或完整水文地质单元来研究。进一步研究典型生态环境区域的地下水动力学特征,如荒漠、岩溶和黄土高原区域地下水运动规律,特别是浅层地下水变化的地表生态效应及深层地下水赋存规律,可为地下水合理利用提供新的途径。并且在已积累大量实际资料基础上,做好对资料的二次开发,编制相应成果,以供生产部门应用。在我国,由于地域面积较大,生态水文学研究也必需实行区际间的配合与协作,同时也必须与国际研究相同步,谋求更大范围内的合作。我国应加强地下水的监测,掌握地下水的动态,在已有监测站网监测的基础上,逐步完善地下水监测技术、方法和新的监测网站的建设,提高全国地下水动态变化监测水平和预测能力。

地下水资源评价方面,在地表水、地下水综合考虑的原则下,按照地下水系统进行评价。

地下水动力学与计算技术方面,要加强基本理论的研究,研究建立在各种复杂条件下的水文地质模型及其相对应的数学模型,研究建立水文地质数据库及相应的储存系统,运用计算机技术进行地下水评价、预测、预报等。

对裂隙介质、岩溶介质中地下水系统数值模拟的关键技术尚未解决,地下水水质模拟的可靠性问题有待深入分析,地下水系统不同模拟方法的结合应用具有更大的价值。

对环境水文地质问题的研究、人工补给的理论和方法的研究、遥感技术、同位素技术的应用、裂隙水和岩溶水的研究以及目前所存在的城市供水不足、地面沉降、海水入浸、水质污染等各种复杂的水文地质问题都是水文地质工作者当前或将来所面临的重要研究课题。

我国矿山研究得较多,油田的水文地质问题仅是泛泛而谈,未深入讨论,还涉及一些关于隧道、高速公路等的工程地质问题;且国内对工程中的水文地质问题和水岩相互作用造成的地质灾害问题研究较少。今后要加强矿山环境问题的研究工作,水文地质专业学者要与采矿人员合作。进行多学科多方法研究;水资源与矿产资源要综合开发利用,例如把水资源作为伴生的矿产资源,建立煤水双资源矿井。在涵养、保护地下水资源方面,需要加强与生态建设相协调的应用基础研究,挖掘潜力,节约用水、探索深层承压地下水如何科学利用,有关地下水形成、运动等基础性问题的科学研究也应成为重要的战略措施。

人类活动对地下水资源的影响亦需要进一步深入探索。土壤水研究理论及检测技术尚需发展,尤其在溶质运移方面的研究欠缺很多。地热的研究基本上都属于区域现状的评价,目前基本无实际创新性成果,如地热弃水回灌技术、沉积盆地地热资源勘探技术、地热资源综合利用技术、热储工程等的研究。其它特殊类型水,如矿泉水、凝结水、微咸水、咸水、卤水等亦需进一步研究。

纵观水文地质学的发展,初期实质上是找水水文地质学,到本世纪70年代,资源成为水文地质学的主要课题,现在与环境生态有关的水文地质问题迅速增多。从某种意义上讲,环境水文地质已成为水文地质学研究的核心课题。

5 福建省水文地质学科发展中存在的问题及研究对策

5.1福建省水文地质学科发展中存在的一些问题

历史的原因,福建省在上世纪90年代后,水文地质学科的发展基本开始处于停滞状态,一方面,供水多依赖于地表水,仅局部地区是地下水为主(如福建龙岩地区),另一方面,国家投入减少,使得水文地质学科的发展研究也没有大的进展。2010年后,国家已经开始重视水文地质学科的发展。

工程引发的地下水问题。如:(1)矿山开采过程因为地下水造成矿山涌水、突水;(2)隧道掘进过程造成问题。龙厦铁路象山隧道;(3)地下水超采引起的地面沉降等。

岩溶塌陷:三明、龙岩等覆盖型岩溶区。

采空塌陷:主要发生于矿山地下开采范围大、持续历史长的区域。

地面沉降:东部沿海港湾河口平原区(福州温泉开采区)。

突发性、季节性特大雨造成地质灾害,地表水和地下水互相沟通、连成一体,水源地成为一项迫切要去解决的问题。

这些问题的出现都会造成人民生命、财产的重大损失,国家也开始进行水文地质学科与相关学科结合的发展。

5.2水文地质学的发展趋势

由主要研究天然状态下的地下水,转向更重视研究人类活动影响下的地下水;由局限于饱水带的含水层,扩展到包气带及“隔水层”;由只研究地壳表层地下水,扩展到地球深层的水。

预计今后的水文地质研究,在下列方面将有突破:裂隙水与岩溶水运动机制和计算方法;地下水中污染物和温度运移机制和计算方法;粘性土的渗透机制;包气带水盐运移机制;水文地球化学和同位素水文地质学,地下水数学模型;地球深层水文地质。

5.3福建省水文地质学科发展趋势

近年来,水文地质学科迎来了发展契机。2011年6月1日,中华人民共和国国家环境保护标准《环境影响评价技术导则地下水环境》(HJ610-2011)在全国范围内实施。导则的实施对地下水工作者是一个新的开端,特别是对于一级项目的地下水评价工作有了更高的要求,也使得社会发展环境中开始重视地下水的工作,地下水成为社会发展中环境的一个不可或缺的重要因素。福建省在这个大环境下也从2011年开始进行了多流域、地区项目的地下水评价工作。

随着人民生活水平的提高,社会开始关注和参与地热开发租研究工作。一方面,民间投资者的热情,使得原有地热资源开发利用不断提升;另一方面,当前我国正在努力实现节能减排的工作目标,发展低碳经济。福建省在地热利用、开发已有逾百年的历史,开发利用地热特别是浅层地热资源不仅对于缓解我省能源紧张的形势,对实现节能减排的工作目标将起到积极的推进作用,依靠科技进步,提高地热资源勘查开发利用水平;加强地热资源特别是浅层地热资源的规划工作,同时也能提供福建独特的旅游资源和民生资源。

5.4福建省水文地质学科发展的对策建设

地下水是水资源的组成部分,是生态与环境的重要要素,是我国经济社会发展的重要水源之一。在我省大部特别是沿海平原和海岛地区,地下水在生活饮水、农田灌溉、工业生产、城市发展和维系良好生态与环境方面发挥了重要作用。近年来,一些地区由于过量开采地下水,导致地下水水位持续下降,地下含水层被疏干,引发了地面沉降、海水入侵、土地沙化;一些地区由于废污水过量排放和面源污染的不断加剧,造成地下水水质恶化,地下水资源开发利用中存在的诸多问题已严重危及水资源的可持续利用,对经济社会可持续发展和生态安全构成威胁,加强对地下水资源的管理和保护刻不容缓。

水资源属国家所有,加强水资源的合理分配、管理和保护事关国家经济安全与公共安全。根据地下水的资源与环境属性,经济社会发展以及生态与环境保护对地下水的要求,统筹考虑水资源的合理配置和公共资源的使用和保护准则,合理划分地下水功能区,协调地下水不同使用功能之间的关系,是政府加强公共管理和社会服务的重要体现,是履行《水法》赋予水行政主管部门依法管理地下水资源职责的客观要求。

地下水赋存于地质介质中,具有运动缓慢、补给周期长、循环更新慢、自我修复能力差、地下水系统遭到破坏后难以治理和修复等特点,必须采取严格的措施加以有效保护。以水文地质单元为基础、结合区域地下水主导功能划分地下水功能区,制订开发利用和保护目标及标准,为地下水合理开发、保护、治理与管理提供科学依据,以保障供水安全、生态与环境安全和地下水资源的可持续利用。

针对福建省的上述特点和福建省现状:最好按区域性(1:50万、1:20万、1:5万)、城镇供水(如龙岩市、永安市……)、农业供水(如连城)、工矿供水(洪宽工业区、永安造纸厂……)、专题性研究(如福建省地下水污染调查……)、地下水治理(如航站楼工程降水、铁矿采空区降水)、地方病、地下热水等。将有地下水可作为供水水源地区,以及沿海半岛、岛屿缺水地区,进行多手段、全方位地下水找水的工作;同时应对地下水水源地进行划分,利于不同层级的保护;将地下水作为福建省水源地的应急水源和储备资源。

1999年,福建省地表水资源总量1215.39×108m3,多年平均值为1201×108m3。全省水资源总量1216.11×108m3,约占全国水资源总量的4.2%;人均水资源3665m3,高于全国平均水平,但其空间分配不均。缺水地区主要为沿海岛屿、半岛岬角区及红土台地区。沿海四地市人口和工业产值占全省总量的70%,而水资源只占全省水资源的36%。特别是近年开发港湾岛屿为开发区、投资区,水资源供需矛盾突出。缺水者主要为农灌用水和重点投资开发区用水。这就需要福建省应对沿海半岛、岛屿缺水地区进行多手段、全方位地下水找水的工作。

福建省地貌最大特点是平原分散,分水岭分割面积小,地下水的汇水面积普遍较小。地貌形态受构造控制,分水岭及主干河谷常以北东、北西及北北东方向为主,海岸线总体方向和主要干河呈交叉状分布。这就要求按流域进行系统性水文地质、环境污染等综合调查与研究。同时城市周边1/5万区域水文地质调查较欠缺,应尽快完善该部分的工作。

加强地热资源勘查评价,同时勘查新的地热水源区、评价不同地区地热资源开发利用的适宜性、科学统一管理全省地下热水资源、研究开发新的地热资源形式等,提供一个成熟的技术流程、坚实的科学基础和可靠的工作示范。

5.5今后工作建议

(1)开展县市范围内的主要地下水供水地域调查,以应对极端气象条件下的工程取水目标。

(2)开展地下水分散供水的水文地质条件研究,解决广大分散居住生活工作人员的地下水水源地。

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普通地质学是地质工程专业、采矿专业等地学专业的必修课,是地理科学专业的一门重要专业基础课,是对地质学的基本知识、基本理论的概括介绍。“普通”即典型地质作用与过程,着重论述“典型”的地质现象与产物。内容包括地球的形成、物质组成与演化、内外动力地质作用、资源与可持续发展,从行星地球、固体地球、流体地球和社会地球等基本地质问题的视角进行论述,对培养学生的专业技能起着重要的作用。

随着地学行业的发展、进步,地质勘查、工矿企业、石油及煤炭等矿产资源需求的增长以及用人单位对毕业生技能要求的不断提高,这门课程的讲授必须适应新形势,并能突出体现地球科学的特点。普通地质学作为地学专业基础课程,教学方式也需与时俱进,不断改革和创新。目前,普通地质学课程主要存在以下几点问题:

大多数高校配备多媒体教学设施,但传统多媒体教学对于知识点繁复的课程和刚接触专业课的学生来说传递的信息量较大,学生易形成以记忆为主的学习习惯,忽视重在理解的学习本质。长此以往可能会造成学生理解能力、分析能力、解决问题能力的培养缺失,难以提高学生的空间思维能力及对地质知识的理解能力。如板块的运动模型、岩浆活动、断层形成、海平面的升降变化等,多媒体版面或黑板只展现完全静态的过程,学生理解起来会比较困难。

学生对专业知识的掌握只停留在各个独立分散的知识点上,影响完整知识结构体系的形成。接受方式以老师讲授为主,难以将理论知识与实践环节有机联系。普通地质学这门课程的特点是综合性、理论与实物结合性强,知识面广,但是各章节内容相对独立。

教材内容和课堂教学缺乏真实地质训练的针对性,不易将理论与实际结合。由于地质理论中涉及学生动手作业的内容,如岩石薄片结构的描绘、地质图的绘制、古生物化石形态的素描等,以往课程教学中学生动手能力训练匮乏,缺乏师生互动。这样可能导致学生对理论的掌握较差,欠缺基本地质素养。同时,学生缺少对地质图、地质现象和地质实体的分析能力,造成“眼高手低”的现象。

学生学习主动性与学习兴趣不高。地质学科原有的教学体系突出理论知识与学习方法的讲解,但是在课程安排中具有明显的单科性和验证性,启发学生自主思维的训练较少。特别是课程的“自我封闭”和传统教学思想方法的束缚以及教学条件的限制,导致实施研究性学习,培养创新思维的完整教学体系还不够完善。

综上所述,普通地质学教学中存在很多问题,该课程的教学方法改革迫在眉睫。本次对普通地质学教学方法的改革探索以提高学生素质为核心,以切实培养学生的思维能力和运用知识解决实际问题的能力为目标。

普通地质学的教学改革主要从课堂教学和实践教学两个方面着手。课堂教学改革要从拓宽教学手段和促进体系耦合两方面进行探讨;而实践教学则要从增加实验教学和注重授课方式展开叙述。两者相互搭配,共同促进教学改革创新。

一、拓宽教学手段,提升视觉认知

普通地质学课程中部分内容在概念和形成原理上较为抽象。例如,褶皱与断层的形成机制,外动力地质作用形成机理等较抽象的知识点,仅通过老师讲解学生很难理解。如果增加地质挂图和模型,给学生直观的视觉感受,动画展示,将抽象的过程动态地演示给学生,能将复杂地质理论条理化、简明化。另外,在野外实习基地拍摄实地教学视频,就地取材,将课本内容录制成视频,在课上通过视频为学生讲解,使学生“足不出户”就有身临其境的感受。老师在讲课过程中结合视频深入浅出,详略得当,将传授知识与培养学生能力结合在一起,学生在接受知识的同时开阔了眼界。

二、促进体系耦合,加强图解教学

耦合是通信、机械行业的专业词汇,引申为某两个事物之间存在一种相互作用、相互影响的关系。在培养人才的过程中,也应形成知识结构“耦合”。反映在课程中,就是课程内容的“模块化”整合。

传统的教学按教材章节顺序,多为对理论的概括阐述,缺乏与实践的衔接,不利于学生对知识点的理解和掌握。为此,我们应将所有内容重新进行归类整合,使得模块化内容能够服务专业学习。例如,在宋春青主编的第四版《地质学基础》中将内容分为绪论、地球的基本特征、矿物与岩石、构造运动和构造变动、地壳演化简史、地质学在资源与环境中的应用六个章节,每个章节又进行了细分。这样整合一方面使学生更易于明确各模块的知识点、技能目标;另一方面,也便于老师选用行之有效的教学方法,提高教学效率和兼容性,而学生则容易根据目录顺序有序地延伸知识内容。

著名教育家布鲁纳指出:“不论我们选择什么学科,务必使学生理解学科的基本结构。”只有把握基本结构,才能提纲挈领,更深入地学习。因此,在教学过程中,将部分知识具象化有助于学生对知识的吸收。例如,课堂教学中增加对矿物解理、断口、断层的整合类型的临摹教学,对三叶虫等古生物化石的描绘学习方式,以及地球演化史的表格总结法等图解教学方式,都非常利于学生理解学习。

三、增加实验教学,丰富学习形式

地质学是研究地球及其演变的一门自然科学,自然科学的共性是具有很强的实践性。因此,普通地质学教学过程中实验教学和实践学习是很重要的环节。特别是在学生学习专业知识的初期,教学形式的选择对学生形成科学严谨的学习态度有很大的促进作用。所以在教学方法改革探索过程中,增加实验教学是重要和必要的。实验教学中,野外实践的机会相对较少,需要加大校内实践的学习机会。而校内实践的地点主要集中在实验室,因此,对实验室的手标本、显微镜、地质挂件、各类膜片等实验教具以及实验的形式、内容等基础设施的完善较为重要。

首先,在讲述教材内容时,应重视与地质实物或地质模型的结合,剖析所讲理论知识与实物的对应联系,展示所讲内容在实物中的体现。在此拟列以下实物内容:超基性岩类、基性岩类(辉长岩、辉绿岩等)、中性岩类(闪长岩、黑云母花岗闪长岩等)、酸性盐类(花岗岩等)、碱性岩类以及火山碎屑岩;各类沉积岩、变质岩及少量化石标本等。

其次,应加强学生在课堂上的自主动手能力训练。例如,某种古生物化石理论讲解完成后可让学生进行素描训练,以加深理解;一张地质挂件可让学生进行自主分析并阐述主要内容,以提高解决问题和分析问题的能力。矿物岩石、地质构造及地层古生物可着重让学生掌握对其进行识别和鉴定的基本方法、步骤。

最后,引导学生通过查阅地质论文和资料独立分析和解决地质问题,帮助学生建立完整地质思维,培养学生的科学实践及创新能力。

四、注重授课方式,培养学习兴趣

尽管目前高校教学设施比较现代化,许多教室都安装多媒体设备,带给师生极大的方便,但在授课过程中起主导作用的还是教师。因此,课程对学生的吸引力与教师有着较为密切的联系,这需要教师具有较高的知识水平和工作能力。教师在讲授时注意启发、引导。既可采用先设问再解答的方式进行教学,有效地调动学生学习兴趣和积极性;也可采用组织课堂讨论的方式教学,在讨论形式多样化的课堂氛围中探讨交流后,再由老师就学生讨论得出的结果做出分析。改变老师讲、学生听的模式,这样做鼓励了学生积极发表自己的观点,勇于提出问题,独立开拓知识领域,锻炼了思考能力。

教师的授课方式对于实际教学工作固然重要,但教学工作中学生学习兴趣的培养也起着重要作用。例如,在学习基础课程的过程中穿插内容丰富、实践性强的地质实验。如结合课堂教授的知识对岩石、地质构造、地质发展史等内容综合学习,达到理论与实践相结合的教学目标。同时学生在动手实践的基础上加深对所学知识的理解,由被动接受转变成主动学习。在课堂教学模式与动手实践双重模式下拓宽所学知识广度的同时培养学习兴趣。

五、结束语

普通地质学作为地学专业学生的入门课程,对后续专业知识的学习起重要作用。其教学方式的改革创新对培养学生学习兴趣,理解基本地质概念、原理,掌握基本地质技能具有推动作用。普通地质学教学方法的改革需在实践中继续探索,课堂教学与实践教学并举,传统教学模式与多媒体教学合理搭配。以培养学生独立学习能力、创新思维能力为目的,为相关专业的后续学习提供有力支持。

项目名称:内蒙古工业大学教改项目普通地质学课程教学中的实践性研究(2014258)

篇(7)

关键词:非地质类专业;峨眉山;地质认识实习;野外实践课

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)03-0185-02

《地质学》是一门研究地球的物质组成、内部构造、各层圈之间相互作用和演变历史的自然科学[1]。《地质学》的产生和发展与人类社会对传统矿产资源(石油、天然气、煤炭、金属、非金属等)的需求密切相关,在现代社会的重要性越来越为大家所了解和重视。由于《地质学》不仅是一门综合性很强的学科(涉及诸多内容:矿物、岩石、构造、古生物、地层、地貌、地球演化等),而且也是一门实践性很强的学科(需要在实验课、实习课中不断加以实践运用)。野外地质认识实习是《普通地质学》、《地质学基础》或《地球科学概论》等课程理论知识进一步实践运用的一个非常重要的环节,因而绝大多数高校都会安排一次系统的野外地质认识实习,以巩固学生前面课堂所学知识基础,拓展学生理论知识的应用能力。峨眉山地区具有得天独厚的地质认识实习条件,不仅地质现象丰富多样,而且长期以来不少学者对峨眉山地质地貌研究积累了众多成果,因而峨眉山非常适合开展地质认识实习野外教学。目前,众多高校已经将峨眉山地区作为主要的地质地理认识实习区域[2]。成都理工大学(原成都地质学院)早在1981年便已经开始进行峨眉山野外实习,并在1984年建成了峨眉山实习基地,并在近年将其建成为“国家级大学校外实践教育基地”、“国家级地质学实践教学示范中心”的重要组成部分。自2010年以来,笔者先后参与了十余次成都理工大学峨眉山地质认识实习,其中部分学生即为非地质类专业(包括地球物理学、土木工程、测绘工程、土地管理、工程管理、环境工程等)。在多年峨眉山地质认识实习教学实践过程中,笔者有针对性地探索非地质类专业地质认识实习的教学方法,不断尝试在优化教学内容、改进教学方法、强化实践能力等方面做一些积极有益的工作,以期获得更好的教学效果。

一、改进教学方法

尽管非地质类专业学生已经完成了《地质学基础》、《地球科学概论》或《地球科学基础》等课程的学习,但鉴于目前不同专业相关课程存在理论讲授学时少、实践教学课时少、使用教材不统一等问题[3],学生具备的知识水平和实践能力参差不齐,如何在有限的时间内让学生更迅速有效地进入野外地质认识实习的角色是带队老师不得不面对的重要问题。往年,全面讲授(野外讲、室内讲、“满堂灌”)的教学方法在峨眉山地质认识实习教学实践中取得了一定效果,但随着授课对象变更和现代科技的发展,“满堂灌”的全面讲授法似乎并不适合更加感性的“90后”学生,他们往往更加容易接受直观鲜活的教学内容,因而为了更好地让非地质类不同专业学生理解抽象复杂的地质过程,带队老师需要采用更加主动的教学方法。在多年的教学实践中,笔者积极调动学生的主动参与性,采用了“启发式”、“讨论式”教学方法,启发与引导学生积极参与到教学活动中。例如,在讲授川主乡上白垩统灌口组与古近系古新统――始新统名山组界线(K/T界线)时,引导学生回忆进入到熟悉的《侏罗纪公园》电影的有关场景,进一步激发学生丰富的想象力,让学生身临其境地感受经历“恐龙灭绝”前后的地球表层环境大转折,并适时抛出一些学生感兴趣的问题,如“恐龙是否真的全部灭绝了?”“为什么恐龙会灭绝?”“恐龙灭绝的其他可能原因?”“恐龙会复活吗?”等问题。

二、优化教学内容

经过30余年的课程建设,成都理工大学峨眉山地质实习队已经对《峨眉山地质认识实习》教学大纲进行了多次大幅修订。目前,成都理工大学《峨眉山地质认识实习》教学大纲坚持以野外教学内容为主,室内教学内容为辅,野外教学内容主要涉及了6条野外教学路线、1条野外自主学习路线、1条地质旅游考察路线以及其他若干不同专业备选野外教学路线[4],包含了丰富的岩性、地层界线、构造、水文、地貌等地质现象,完全可以满足学生对野外地质现象的观察、测量、记录、分析等实习内容的要求。然而,笔者在近几年参与非地质类专业峨眉山地质认识实习过程中发现,如果完全按照《峨眉山地质认识实习》教学大纲简单地切入野外教学内容,很多非地质类专业学生会因为知识水平低、实践能力差以及专业偏好明显而产生较强的抗拒情绪,无法很好地融入到实际野外教学过程中。因而笔者必须要在教学大纲要求的教学内容的基础上,有针对性地适当加以拓展和渗透部分与学生专业联系密切的教学内容,以激发学生的学习兴趣。例如,笔者在给地球物理学专业学生讲授清音电站附近的牛背山背斜与挖断山断层时,适时地将这些野外地表构造地质现象与地下构造地震响应联系起来,引导学生通过学习观察这些野外地表构造地质现象,更好地理解地下构造的形态特征与形成过程,分析地下构造在人工地震勘探过程中如何产生地震波响应以及不同地下构造地震波响应的特征及其差异等方面问题。而在为土木工程学专业学生讲授同一个地质现象(牛背山背斜与挖断山断层)时,适时将这些野外地表构造地质现象与工程地质、灾害地质联系起来,突出背斜核部张性应力、断层两侧破裂应力等工程力学环境下对岩体工程的强烈影响,引导学生更好地将所学习观察的这些野外地表构造地质现象应用到实际工程选址、防灾减灾工作中。

三、强化实践能力

大学实践课程不仅是为了巩固学生前面课堂所学知识,更重要的是为了提高学生的实践能力[5]。在峨眉山地质认识实习野外教学过程中,笔者以培养野外实践能力作为教学的核心内容,不断有针对性地强化培养学生多方面的综合实践能力,具体包括如下。

1.野外地质装备熟练使用能力。在实习前期重点讲解地质罗盘、地形图的实验方法,每一个地质点的野外教学都是首先从地质罗盘、地形图的使用开始,并抽出部分时间对学生加以考核。

2.野外地质现象的观察描述能力。从岩性、地层、构造、水文、地貌等地质现象的观察描述入手,由简单到复杂,前期老师可先示范如何观察、描述,然后逐渐引导学生自主观察、描述。

3.野外地质资料的记录整理能力。从地形图标注、记录本记录、路线信手剖面图绘制、地质素描图绘制、地质素描图绘制等方面进行教学,培养学生严格使用标准记录格式的主观意识。

4.野外地质过程的归纳分析能力。有意识地引导学生归纳分析峨眉山丰富地质现象背后的地质过程,尤其是一些典型地质过程的形成、演化以及影响,如新构造运动在峨眉山地区的具体响应。

5.野外地质成果的综合表达能力。主要是对学生的野外实习路线实际资料、实习小论文(或实习报告)的书面表达能力和语言表达能力进行培养,在启发性教学中鼓励学生积极参与回答、分析有关问题。

四、结语

人才培养是大学的根本任务,实践能力是地质教育的核心任务。地质认识实习在许多非地质类专业课程学习中有着非常重要的作用,如何有效提高非地质类专业地质认识实习的教学质量是很多大学需要面对的一个重要问题。经过多年的非地质类专业峨眉山地质认识实习教学实践,笔者总结了三个方面的建议:改进教学方法、优化教学内容、强化实践能力。

参考文献:

[1]陶晓风,超.普通地质学[M].北京:科学出版社,2007.

[2]张燕,邓江红.峨眉山地质实习基地“质量工程”建设的问题与对策[J].中国地质教育,2012,21(2):47-51.

[3]李云,胡作维.“宇宙与地球”课程建设实践浅析[J].教育教学论坛,2016,8(29):72-73.

[4]邓江红,张燕,邓斌,等.峨眉山地质认识实习教程[M].北京:地质出版社,2013.

[5]胡作维,李云.“沉积岩石学”实验教学规律探析[J].佳木斯教育学院学报,2012,28(6):149-150,152.

Teaching Practice of the Field Course in the Emei Mountain for the Non-Geological Specialties

HU Zuo-wei,LI Yun

(Institute of Sedimentary Geology,Chengdu University of Technology,Chengdu,Sichuan 610059,China)