黃 河,趙志根,許光泉
(安徽理工大學(xué)地球與環(huán)境學(xué)院, 安徽 淮南232001)
安徽理工大學(xué)水文與水資源工程專業(yè)于2008年經(jīng)教育部批準(zhǔn)開辦,該專業(yè)繼承了我校原水文地質(zhì)工程地質(zhì)專業(yè)的特點(diǎn),側(cè)重于地下水資源研究,突出地下水資源的賦存特點(diǎn)、運(yùn)移規(guī)律、礦井水害防治等,同時(shí)又兼顧當(dāng)前我國水利工作的迫切需要及水資源矛盾的日益突出,加強(qiáng)了水資源開發(fā)與管理、水文預(yù)測(cè)與預(yù)報(bào)、水資源勘探、水資源評(píng)價(jià)與水污染防治等學(xué)習(xí)內(nèi)容,培養(yǎng)能適應(yīng)社會(huì)發(fā)展和現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要的復(fù)合應(yīng)用型人才,形成本專業(yè)特色。
我校水文與水資源工程專業(yè)注重培養(yǎng)應(yīng)用型人才,從而決定了實(shí)踐教學(xué)對(duì)于本專業(yè)的重要性。目前本專業(yè)開設(shè)的實(shí)踐教學(xué)主要包括水文地質(zhì)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、水利工程實(shí)習(xí)、水文地質(zhì)填圖實(shí)習(xí)、水文勘探實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)等幾個(gè)重要環(huán)節(jié),其中水文地質(zhì)實(shí)習(xí)是在修完《普通地質(zhì)學(xué)》、《水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》、《地貌學(xué)與第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)》等課程后安排的一次基礎(chǔ)性實(shí)踐教學(xué),目的是增強(qiáng)學(xué)生對(duì)水文地質(zhì)學(xué)、地貌學(xué)等教學(xué)內(nèi)容的理解與掌握。目前許多高校都很重視水文地質(zhì)實(shí)踐教學(xué),從教學(xué)方式和教學(xué)內(nèi)容等方面進(jìn)行了積極探索[1-3]。本文介紹了我校水文地質(zhì)實(shí)習(xí)點(diǎn)的選取、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)效果,為水文地質(zhì)實(shí)踐教學(xué)提供一定參考。
淮南地處安徽省中北部,淮河中游,處在我國南北地理、地質(zhì)分界線上。淮南因煤炭資源豐富、豆腐發(fā)源地及“淮南蟲”化石而蜚聲海內(nèi)外?;茨厦禾恳延幸话俣嗄觊_采歷史,地質(zhì)研究程度高,資料豐富;淮南地處華北板塊,但又有其特殊的地方,地層出露齊全,化石豐富;淮南水資源豐富,淮河自西向東穿過,發(fā)育了多種河流地貌,同時(shí)湖泊眾多,塌陷積水區(qū)廣布,豐富的地質(zhì)、地理現(xiàn)象為水文地質(zhì)實(shí)習(xí)提供了良好的條件。
基礎(chǔ)地質(zhì)方面:淮南區(qū)域地層從震旦系到第四系均有發(fā)育(志留、泥盆系缺失),其中寒武系猴家山組、震旦系鳳臺(tái)組、四頂山組和壽縣組為淮南地區(qū)所特有;地層出露較好,尤以寒武系、奧陶系下統(tǒng)地層完整(舜耕山單斜),分布穩(wěn)定,出露巖石主要為碳酸鹽巖、粘土巖、砂巖等,其中碳酸鹽巖種類較齊全;地質(zhì)現(xiàn)象豐富,有典型的地質(zhì)構(gòu)造—舜耕山斷層及單斜構(gòu)造、八公山石林、溶洞(老佛洞)、三葉蟲化石等。
水文地質(zhì)方面:淮河是淮南地區(qū)最大水系,自西向東流過?;茨夏习锤?、北濱淮河,特殊的地理位置造成了河漫灘、一級(jí)階地、二級(jí)階地、山前斜地、丘陵等多種地貌單元發(fā)育;淮河由于沖刷、堆積作用形成了沖蝕峽谷(峽山口)、邊灘(茅仙洞南岸)、沙洲(二道河)等河流地貌;此外,焦崗湖、十澗湖、高塘湖等眾多湖泊鑲嵌在淮南大地上,更增添了淮南水文地質(zhì)實(shí)習(xí)內(nèi)容。
環(huán)境地質(zhì)方面:淮南因長期采煤活動(dòng)及抽排地下水,地質(zhì)環(huán)境破壞嚴(yán)重,采空塌陷、地面沉降、巖溶塌陷、水污染等現(xiàn)象頻發(fā)。地質(zhì)環(huán)境破壞一方面對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活水平造成負(fù)面效應(yīng),另一方面給我們水文地質(zhì)實(shí)習(xí)提供了大量素材。
我校水文地質(zhì)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)本著“觀察思考、提高認(rèn)識(shí)”的目的,側(cè)重于各種水文地質(zhì)現(xiàn)象的觀察,分析其形成原因,增強(qiáng)對(duì)水文地質(zhì)知識(shí)的理解與掌握。我校水文地質(zhì)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)時(shí)間一周,主要在淮南及周邊地區(qū)安排五條路線,即洞山-八公山路線、茅仙洞-峽山口-二道河路線、淮西湖-十澗湖路線、潘三礦-大通水泥廠路線、韭山洞路線。
本條路線主要觀察淮南地區(qū)地層、構(gòu)造、巖性,了解和掌握巖石成分、結(jié)構(gòu)及賦水性。實(shí)習(xí)點(diǎn)選擇洞山(彈藥庫)及八公山(地質(zhì)公園)巖層出露處。通過實(shí)地踏勘,向?qū)W生介紹淮南地區(qū)地層情況和出露巖石(碳酸鹽巖、頁巖、砂巖)的成份、結(jié)構(gòu)、賦水性等。重點(diǎn)介紹幾處典型地質(zhì)現(xiàn)象及成因,如在老佛洞(洞山)介紹什么是巖溶作用、在地質(zhì)公園石林(八公山)介紹典型巖溶地貌、在珍珠泉(八公山)介紹泉的形成及泉水的水質(zhì)特點(diǎn)(要求學(xué)生取水樣進(jìn)行分析)、在三葉蟲化石標(biāo)志點(diǎn)(八公山)介紹化石的形成過程及地質(zhì)意義。
本條路線主要觀察各種河流地貌。實(shí)習(xí)點(diǎn)選擇茅仙洞、峽山口、二道河三處?;春幼晕飨驏|流入淮南,在西部鳳臺(tái)縣城附近由于受到八公山的阻擋河曲發(fā)育,河道狹窄,水深流急,河流以侵蝕作用為主。在茅仙洞附近,位于河流凹岸的八公山由于快速的側(cè)蝕作用形成了懸崖峭壁,而在凸岸由于水流較緩,形成邊灘;淮水東流,遇八公山阻擋,強(qiáng)大的水流侵蝕將硤石劈為兩半,形成淮河第一峽—峽山口;繞過八公山,河流進(jìn)入淮北平原,地勢(shì)平坦,河道變寬,河水流速減緩,沉積作用增強(qiáng),特別是流經(jīng)八公山侵蝕、搬運(yùn)的大量泥沙在此淤積,逐漸形成河心灘,導(dǎo)致河流分叉,形成所謂的“二道河”。
本路線重點(diǎn)介紹河流水動(dòng)力特點(diǎn)、河床類型、河床地貌及沉積物特征等,同時(shí)積極引導(dǎo)學(xué)生思考河道變遷與演化、牛軛湖形成、水系組成及其功能等。
本路線主要觀察湖泊的水質(zhì)、生態(tài)環(huán)境,了解和掌握湖泊成因、水質(zhì)特點(diǎn)、功能等。
實(shí)習(xí)點(diǎn)選擇淮西湖及十澗湖兩處?;次骱削M塘,為原淮南謝李井田采煤后形成的塌陷積水塘,目前是淮南市重要的水體。十澗湖系南部舜耕山匯水所自然形成的重要濕地,生物多樣性較為集中。此路線主要介紹淮西湖、十澗湖的成因、水質(zhì)特點(diǎn)、沉積物特征、生態(tài)功能等,結(jié)合目前淮南市規(guī)劃建設(shè)淮西湖公園及十澗湖國家城市濕地公園,使學(xué)生了解湖泊的重要性及功能。
本路線主要觀察由于地下水的不合理開采導(dǎo)致的地面沉降、巖溶塌陷等地質(zhì)環(huán)境問題及危害。實(shí)習(xí)點(diǎn)選擇潘三礦區(qū)、大通水泥廠家屬區(qū)二處。潘三礦區(qū)是淮南重要煤炭生產(chǎn)基地,基于安全生產(chǎn)角度考慮,以及解決當(dāng)?shù)鼐用裆钣盟?,需大量抽汲松散層地下水,從而造成大面積地面沉降;大通水泥廠家屬區(qū)由于采礦疏水降壓,使地下水位大幅下降,加之特殊的地質(zhì)條件及降水影響等,形成大范圍巖溶塌陷,給當(dāng)?shù)鼐用竦纳⒇?cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重影響。
本路線主要介紹地下水資源不合理的開發(fā)和利用造成的一系列地質(zhì)環(huán)境問題,結(jié)合實(shí)習(xí)點(diǎn)水文地質(zhì)條件、工程地質(zhì)條件、地層結(jié)構(gòu)、氣候特點(diǎn)等,重點(diǎn)介紹地面沉降的形成機(jī)制及危害、巖溶塌陷的形成條件、影響因素及危害,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及分析、解決問題的能力。
本路線主要了解和掌握巖溶的形成條件、巖溶地貌及其開發(fā)利用價(jià)值。
韭山洞位于淮南市東南鳳陽縣宋集鄉(xiāng)境內(nèi)韭菜山。其原為隱于淮北平原下淮南復(fù)向斜北翼東延部分,因受北北東向武店正斷層的影響,西部上盤下降,隱于淮北平原新生代松散層下,東部下盤上升得以出露,斷層垂直落差約1 500m。區(qū)內(nèi)出露下寒武統(tǒng)地層,為一單斜構(gòu)造,巖層產(chǎn)狀一般為180°∠20°。巖溶發(fā)育在毛莊組,灰?guī)r與頁巖互層,節(jié)理密集,為地下水活動(dòng)提供了便利條件。在水蝕及重力作用下巖溶發(fā)育規(guī)模較大,同時(shí)伴隨地下水的沉積作用形成了石鐘乳、石筍、石簾、石幔等巖溶地貌。
本實(shí)習(xí)點(diǎn)主要使學(xué)生掌握地下水在巖溶發(fā)育中的作用及賦存特點(diǎn),同時(shí)聯(lián)系目前煤礦開采過程中地下水的防治與綜合利用等,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)水資源開發(fā)與管理的認(rèn)識(shí)。
經(jīng)過近兩年教學(xué)實(shí)踐證明,水文地質(zhì)實(shí)習(xí)對(duì)于促進(jìn)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解與掌握、提高學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)動(dòng)手能力等方面取得良好的教學(xué)效果。具體表現(xiàn)在以下幾方面:
課堂與現(xiàn)場(chǎng)結(jié)合,更好地促進(jìn)水文、地質(zhì)理論知識(shí)的理解與掌握。巖石學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)、地貌學(xué)等需要掌握大量概念,理論教學(xué)顯得較枯燥,通過現(xiàn)場(chǎng)觀察與描述,使概念形象化、生動(dòng)化,易于掌握。
促進(jìn)知識(shí)結(jié)構(gòu)的有機(jī)融合。對(duì)于一種地質(zhì)現(xiàn)象引申出許多學(xué)科知識(shí)點(diǎn),如在觀察地面沉降的時(shí)候,圍繞地面沉降成因介紹第四系松散沉積物分類、結(jié)構(gòu)、賦水性、抽水效應(yīng)、松散層變形性、地面沉降的危害及防治等,使學(xué)生能把所學(xué)到的知識(shí)融會(huì)貫通。
加深了對(duì)水資源與地質(zhì)環(huán)境問題的思考。實(shí)習(xí)期間通過考察、采樣分析,對(duì)水污染問題有了直觀的認(rèn)識(shí),對(duì)巖溶塌陷、地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害成因及危害性有了更深的了解,增強(qiáng)了學(xué)生的責(zé)任感。
增強(qiáng)專業(yè)學(xué)習(xí)興趣。通過現(xiàn)場(chǎng)考察,領(lǐng)略了大自然的風(fēng)光和大量急需解決的水文、工程地質(zhì)問題,體現(xiàn)出作為一名水文地質(zhì)工作者的無限自豪感和成就感,增強(qiáng)了學(xué)習(xí)主動(dòng)性和興趣。
提高動(dòng)手能力。在實(shí)習(xí)中學(xué)會(huì)了地質(zhì)羅盤的使用、巖石及化石標(biāo)本的制作、水樣的采取及分析等專業(yè)技能,這些技能有利于今后學(xué)習(xí)、工作。
水文地質(zhì)實(shí)習(xí)是水文與水資源工程專業(yè)一次十分重要的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,實(shí)習(xí)內(nèi)容安排是否合理,不僅影響學(xué)生對(duì)專業(yè)理論知識(shí)的理解與掌握,同時(shí)也直接影響學(xué)生的專業(yè)興趣?;诨茨系貐^(qū)水文地質(zhì)條件,安徽理工大學(xué)水文與水資源工程專業(yè)水文地質(zhì)實(shí)習(xí)盡可能選擇有代表性的實(shí)習(xí)點(diǎn),同時(shí)實(shí)習(xí)內(nèi)容緊扣專業(yè)理論知識(shí),增強(qiáng)對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解和掌握;同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和思考能力,為今后專業(yè)學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。
水文地質(zhì)實(shí)習(xí)是基于我校在淮南地區(qū)多年實(shí)踐教學(xué)基礎(chǔ)上安排的,許多老前輩前期做了大量地質(zhì)調(diào)查、研究工作,這些都為水文地質(zhì)實(shí)習(xí)順利開展奠定了重要基礎(chǔ),今后將在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善充實(shí)。
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