中国海洋大学本科生课程大纲
课程名称 | 地下水动力学/Groundwater Dynamics | 课程代码 | 084102101359 |
课程属性 | 专业知识课程 | 课时/学分 | 32/2 |
课程性质 | 必修 | 实践学时 | 0 |
责任教师 | 刘贯群 | 课外学时 | 96(32*3) |
课程属性:公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能,课程性质:必修、选修
一、课程介绍
1.课程描述:
地下水动力学是环境工程专业滨海地下污染修复模块的专业知识课,讲述了地下水运动的基本原理、计算方法和实验方法。
主要内容包括:渗流理论基础、地下水向河渠的运动、地下水向完整井的稳定运动、地下水向完整井的非稳定运动、地下水向边界附近井的运动、非饱和带的地下水运动、地下水中的溶质运移。
2.设计思路:
本课程是为地下水污染控制课程提供理论基础的课程,需要弄清不同类型地下水和污染物在地下运动的特征和规律,应能够预测其污染发展趋势。因此需要了解地下水渗流的基本概念、定律和微分方程及数学模型及其解法,地下水向河渠、井的稳定运动与非稳定运动,地下水的溶质运移理论等。考虑到边界对其的影响,也增加了该部分内容。另外污染大部分都是从地表产生,增加了非饱和带的地下水运动部分。由于课时较少,地下水向不完整井运动、 干扰井及潜水井的非稳定运动不列入教学大纲。
3.课程与其他课程的关系:
先修课程:高等数学、水力学、普通地质学、环境水文地质学。本课程与这四门课程密切相关,它们是本课程的数学、地学和水力学基础,有利于本课程的学习。
后修课程:地下水污染控制,本课程为该课程提供地下水运动原理与计算方法、预测地下水污染的发展趋势,为地下水污染控制提供理论基础。
二、课程目标
课程目标是使学生掌握地下水运动的基本理论,并能初步运用这些基本理论分析水文地质问题,建立相应的数学模型并提出适当的计算方法,对地下水资源进行定量评价,预测地下水污染的发展趋势,控制地下水污染。要求学生重点掌握各种条件下稳定流和非稳定流解析解的原理和方法,深刻理解其适用条件。
三、学习要求
要完成所有的课程任务,学生必须:
(1)本课程以高等数学、水力学、普通地质学、环境水文地质学为基础,熟悉上述课程相关内容是本课程最基本的要求。
(2)按时上课,上课认真听讲,积极回答教师提问、参与课堂讨论。本课程将包含随堂提问、讨论等活动,课堂表现和出勤率是成绩考核的组成部分。
(3)按时完成常规课下习题和求水文地质参数的作业。这些作业要求学生按书面形式按时提交作业,掌握课程所要求的内容。
(4)课后认真复习,总结提高。
四、教学进度
序号 | 专题 或主题 | 计划课时 | 主要内容概述 | 实验实践内容或课外练习等 |
1 | 绪论 | 1 | 主要介绍课程的性质、主要内容及学科的发展历史和发展现状、今后研究方向及应用。 | |
2 | 渗流理论基础 | 7 | 渗流的基本概念和基本定律、岩层透水特征分类与水流折射定律、 流网、渗流的连续性方程和基本微分方程、定解条件及数学模型的建立。 | 思考题1-22 |
3 | 河渠间地下水的稳定运动 | 2 | 主要介绍河渠间地下水稳定运动,包括地下水向河渠的潜水稳定运动、承压水的稳定运动。 | 思考题1-2 |
4 | 地下水向完整井的稳定运动 | 6 | 水井的分类及井流特征、地下水向承压水井和潜水井的稳定流动、流量和水位降深关系的经验公式。 | 思考题1-7 |
5 | 地下水向完整井的非稳定运动 | 8 | 主要介绍地下水非稳定井流公式及其应用。主要包括承压井流的泰斯公式(Theis)、雅柯布(Jacob)公式、流量呈阶梯状变化时的计算公式、恢复水位公式以及不同条件下的越流公式。掌握各种公式及其适用条件,利用抽水试验资料确定水文地质参数的方法、原理和基本步骤. | 课堂讨论,思考题1-4 求水文地质参数 |
6 | 地下水向边界附近井的运动 | 2 | 镜像原理、直线边界附近井流、特殊布井条件下非稳定流抽水试验求参 | 思考题1-2 |
7 | 非饱和带水分的运动 | 3 | 非饱和带水分的基本知识、非饱和带水运动的基本方程 | 思考题1 |
| 地下水中的溶质运移 | 3 | 水动力弥散现象及其机理、弥散通量扩散通量和水动力弥散系数、对流-弥散方程及其定解条件、一维弥散问题的解。 | 思考题1-2 |
五、参考教材与主要参考书
1、选用教材:
薛禹群主编:《地下水动力学》,地质出版社,2010年,第三版
2、主要参考书:
[1] 薛禹群主编:《地下水动力学》,地质出版社,1997年,第二版
[2] 李同斌,邹立芝主编:《地下水动力学》,吉林大学出版社,1995年,第一版
[3] 陈祟希,林敏主编:《地下水动力学》,中国地质大学出版社,1999年,第一版
[4] 李佩成主编:《地下水动力学》,农业出版社,1993年,第一版
[5] 薛禹群主编:《地下水动力学原理》,地质出版社,1986年,第一版
[6] J.Bear著,李竟生等译:《多孔介质流体动力学》,中国建筑出版社,1983年,第一版
[7]沈照理等编著:《水文地质学》,地质出版社,1985年,第一版
[8] 杨天行,付泽周,刘金山等主编:《地下水流向井的非稳定运动的原理及计算方法》,地质出版社,1980年,第一版
[9] J. Bear著,许涓铭等译:《地下水水力学》,地质出版社,1985年,第一版
六、成绩评定
(一)考核方式A :A.闭卷考试 B.开卷考试 C.论文 D.考查 E.其他
(二)成绩综合评分体系:
成绩综合评分体系 | 比例% |
1.课下作业、课堂讨论及平常表现 | 30 |
2.平时测验成绩 | 10 |
3.期末考试成绩 | 60 |
总计 | 100 |
七、学术诚信
学习成果不能造假,如考试作弊、盗取他人学习成果、一份报告用于不同的课程等,均属造假行为。他人的想法、说法和意见如不注明出处按盗用论处。本课程如有发现上述不良行为,将按学校有关规定取消本课程的学习成绩。
八、大纲审核
教学院长:院学术委员会签章: