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關鍵詞:水文地質學;專業文獻;漢英翻譯
中圖分類號:H315.9 文獻標識碼:A 文章編號:1673-2596(2013)05-0220-03
一、引言
科技英語(English for Science and Technology,簡稱EST)是科技翻譯的重要組成部分,廣義上指一切論及或談及科學和技術的書面語或口語[1]。隨著近年來中國科技的迅猛發展和對外交流的不斷增加,對于科技翻譯要求也越來越高。英語專業的翻譯人員雖具有扎實的英語翻譯功底,但往往缺少對專業背景知識的了解,專門的科技研究人員又很少對英語寫作和翻譯進行過系統的學習,因而對漢英兩種語言結構的判別認識不足,缺乏語篇意識,所以“相當多的中國科研人員研究出了世界領先的科研成果,欲在國際知名科技期刊或文摘上發表他們的科技論文,但往往由于‘poor translation’被退稿”[2]。雖然前人也有對地學科技論文翻譯的研究,如地學科技論文文題與摘要的英文翻譯討論[3]、地學專業文獻的英漢翻譯[4],但缺少從漢譯英角度對水文地質專業漢英翻譯原則和方法的總結。本文在前人研究的基礎上,探討水文地質專業科技文體的特點,結合典型漢英翻譯實例,對水文地質專業科技論文的漢英翻譯提供指導,豐富科技論文翻譯研究內容。
二、水文地質學專業文獻的文體特征和英譯方法
水文地質學專業文獻具有科技文獻的一般特點:無人稱、語氣正式、陳述客觀準確、語言規范、文體質樸、邏輯性強、專業術語性強[5]。因此,對于傳遞科技信息的專業文獻,譯者在翻譯時要遵循忠實原文的原則,忠實傳遞原文的信息和文體風格,注重原文的客觀性、信息的準確性、邏輯上的連貫性和表達上的規范性,同時又要符合譯語的表達習慣,確保譯文簡潔、易懂。簡言之,就是翻譯時應遵循“準確、清晰、簡潔、規范”的原則:準確是指翻譯時確保所傳達的科技信息、專業術語的準確性;清晰即譯文應表達清晰、行文通順、完整正確傳遞原文的信息,避免行文晦澀;簡潔指在準確、清晰的基礎上使譯文變得簡潔,不累贅,無冗余;規范即對文中所出現的術語、縮略詞、符號、公式等都要統一規范,符合國際標準。此外,譯者應避免流露個人感情和各種修辭手段,客觀描述原文所傳遞的科技信息。以下就從詞匯和語法兩個方面探討水文地質學專業文獻的特點和翻譯方法。
(一)詞匯
專業文獻的顯著特點之一是大量地使用專業詞匯和半專業詞匯,這也是翻譯時的難點之一。專業詞匯是指僅用于某一學科或專業的詞匯或術語,在某一學科具有固定的含義。按構詞方式來分,專業詞匯可分為兩類:一是某種專業特有的詞匯,如aquifer(含水層)、hydrolysis(水解);二是取自英語中的常用詞,在水文地質專業中成為專業術語,如horizon在英語中一般作“地平線、眼界”的意思,在水文地質專業中卻具有“層”的意思,如impervious horizon(不透水層)、illuvial horizon(沉積層),再如fault(缺點)和fold(折疊)在水文地質學里分別譯為“斷層”和“褶皺”。
半專業詞匯一般不專屬于某一學科,在不同學科表達不同的意思,如depression,日常英語中作“憂傷、沮喪”的意思,在氣象學里指“低氣壓”,醫學上指“抑郁癥”,經濟學中指“經濟蕭條”,水文地質學中是“凹陷”的意思,如continental slope depression(陸坡區凹陷)、groundwater depression cone(地下水降落漏斗);channel物理學上指電路,水力學中指“河道、河床”,如channel slope(河道比降);vegetation在醫學上指“增殖體”,但在生態學和水文地質學里指“植被”,如herbaceous vegetation(草本植被)。因此,譯者必須在熟知這些專業詞匯的基礎上準確快速地應用于專業文獻的翻譯。
此外,出于簡略和方便的需要,縮略語也廣泛使用于水文地質專業中的專業詞匯里,一般是由某一詞語組合中主要詞的大寫首字母組成,如GW是groundwater地下水的縮寫,PRB指permeable reaction barrier(滲透反應墻),ANN―Artificial Neural Network(人工神經網絡),GA―Genetic Algorithms(遺傳算法)。對于縮略詞的翻譯,需要注意以下幾點:(1)縮略詞不能直接用于文章標題,應給出全稱。(2)縮略詞在文中第一次出現時應給出全稱。(3)同一縮略詞在不同行業中所表達的含義不一樣。因此在翻譯過程別需要注意縮略詞的使用,避免造成誤解。
(二)語法
水文地質專業文獻漢英翻譯的語法特點主要表現在時態、語態、名詞化傾向、非限定性動詞和長句的頻繁使用。
1.時態、語態。水文地質專業英語文獻多用動詞現在時,尤其是一般現在時,用以敘述通常發生的客觀事實、自然現象或真理,以示行文的客觀。專業文獻傾向使用被動語態,這是因為與主動語態相比,被動語態表達更為客觀,也有助于突出句中所出現的自然現象或事物上。
[關鍵詞]非地質專業 水文地質學 教學改革
[中圖分類號] G423.07 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2014)18-0172-02
水文地質學是研究地下水的科學,主要研究地下水在與巖石圈、地幔、水圈、大氣圈、生物圈和人類活動相互作用下,其水量與水質在時間和空間上的變化,以及對各個圈層產生的影響,從而服務于人與自然協調的可持續發展。[1]以河南理工大學為例,水文地質學是該校地質工程和水文與水資源工程專業的一門主干專業基礎課,同時也是勘查技術與工程、地球信息科學與技術、土木工程等專業的重要基礎課,是一門比較系統、基礎理論性很強的地質學課程。
河南理工大學地球信息科學與技術專業(以下簡稱“地科”專業)主要學習地球科學與信息技術相關的基礎理論知識與技能,培養具有扎實的地學理論基礎,掌握地學信息獲取與處理、地球物理勘探技術、地學軟件開發,能從事國土資源數字化、遙感及地球信息識別、處理與分析的高級專門人才。筆者去年負責地球信息科學與技術專業2009級學生的“水文地質學”這門課的教學工作。“水文地質學”是該專業的專業限選課,2009級兩個班共54名學生,其中48名學生選擇此課。通過課程的學習,掌握水文地質學的基本概念、基本理論和方法,對于以后該專業學生畢業后從事相關工作提供理論依據。因此,作為任課教師,搞好非地質專業“水文地質學”課程的教學工作,顯得尤為重要。
一、非地質專業“水文地質學基礎”授課現狀分析
以河南理工大學為例,目前,在地科專業、勘查技術與工程等和地質學科相關的非地質專業中,水文地質學作為專業限選課,有逐漸被萎縮和淡化的趨勢,主要表現在一是同為地質相關專業,課程性質由必修變為限選,二是野外實踐教學環節減少或取消,三是學時數減少。究其原因,主要是制訂專業教學大綱時,討論不充分,另外學校資金投入不夠。地質學科實踐性較強,野外實踐花費較高,對于學院而言,實習經費主要花在地質專業的相關課程的實習上,而非地質專業的一些地質基礎課程就處于尷尬的境地。
二、非地質專業“水文地質學基礎”教學中存在的問題
一是學時較少。對于非地質專業學生學習水文地質學課程,由于缺少相關基礎知識,必須拿出較多的時間學習水文地質基礎知識,因而學時數需求較大。比如,中國地質大學的“水文地質學基礎”課程50學時,包括實習和實驗10個學時,同濟大學的“水文地質學實驗”13學時,而我校地科專業開設此門課程只有32學時,并無實驗和實習課。“水文地質學基礎”中基礎知識較多、概念繁雜,在有限的學時內學好這門基礎課難度較大。二是野外實習與理論學習時間安排有矛盾。地科專業在大一下學期有嵩山地質認識實習,其中一條線路是水文地質實習,而地科專業開設這門課在大四上學期。學生在沒有學這門課時就去現場實習,導致老師講得很多,學生由于沒有基礎,聽得也很茫然。三是教學內容的學時分配上存在問題。在編寫教學大綱時,是根據總的教學目標先將學時確定下來,然后根據學時來編寫教學大綱,這就造成在教學內容的選擇和學時的分配上存在矛盾。
三、教學探索
筆者在“水文地質學基礎”課程的教學基礎上,針對地科專業,在教學內容和授課方式上進行探討,僅供借鑒。
(一)授課內容的選擇
1.授課內容重點突出
筆者在授課時參考的教材為《水文地質學基礎》(王大純編)和《水文地質學基礎》(第六版,張人權等編)。由于學時的關系,教師不可能采取全篇精講的方式來教課,只能有所側重的教授并使學生掌握水文地質學的一些概念,如巖石的水理性質、地下水的賦存等,地下水運動的基本規律、地下水補給與排泄進行重點講解,地球上水的分布及地下水與環境等方面的內容比較簡單,通俗易懂,讓學生自學即可。
2.補充內容,擴展學生知識面
鑒于地科專業是地質與信息技術相結合的專業,河南理工大學又為煤炭主體專業為主的高校,多數學生畢業后去煤礦企業就業,所以筆者在授課時加入了煤礦水害防治信息化、相關研究生優秀碩士論文、課題科研報告等方面的內容,使學生了解所學知識在實際生產中的應用情況,拓寬學生的知識面,增加學習此門課程的興趣,培養學生的創新意識。
3.增加實驗環節
另外,在授課中安排4~6個學時做水文地質學實驗,測定巖石的水理性質,如持水度、給水度、孔隙度、容水度等,理解地下水賦存和運移參數及相互關系;測定滲透系數,理解達西定律的物理意義。在實驗中,避免“教師說得多,學生做得少”的局面,讓學生先回顧相關概念和知識,然后按照實驗步驟來做實驗,引導學生發現一般規律,提出問題,而后老師解答問題。通過做實驗,鍛煉了學生的動手操作能力,并且能使學生更深刻的理解相關知識。
(二)授課方式的多樣化
1.“討論式”教學法的應用
在上每一節課之前,先提出幾個和本節課有關的問題,供學生思考。可以集體討論,如果學生都明白,就稍微一點就過;如果學生想不到,就給予適當的引導,最后講原理和方法,讓學生徹底明白。引導學生將知識和實例結合起來,啟發學生的思維,激發學生濃厚的興趣。如在講地下水化學成分形成作用時,可以從灰巖地區泉口出現鈣化的原因,提出為什么油田儲層地下水中H2S、NH4+濃度較高,而SO42-,NO3-含量很低等問題;在講地下水與環境的內容時,提出水質引起的氟斑牙、水垢、地面沉降等問題。
2.多媒體教學手段的使用
隨著信息化的普及,現在高校課程都采取多媒體教學。多媒體傳遞的信息量大,可以豐富教學內容,圖文并茂,可以彌補有限的學時滿足不了教學任務的情況。但同時應該注意,利用多媒體教學,授課速度容易加快,為了讓學生對所學知識消化吸收,要避免“念屏”現象。[2]多媒體不能完全替代課堂板書,課堂教學中應該板書與多媒體結合使用。比如在講“流網繪制”這一節時,在多媒體上可以列出繪制流網的具體步驟和流網成圖,但是如何畫流網必須要現場板書演示,教會學生如何根據邊界條件確定等水頭線或流線,然后根據流線和等水頭線正交規則,得到正交網格即流網圖。如果只給出步驟和流網成圖,學生對流網的繪制還是一頭霧水。
3.角色互換法的使用
角色互換即為學生當老師,老師當學生。將班級分成若干小組,每小組3~5人,在每次課下課時,給某一小組布置任務(可以是即將上課的內容,也可以是針對某種現象進行解釋等),下次課上課前抽出10~20分鐘讓他們對任務進行講解(小組選出代表講解,其他人輔助解答),之后老師和其他學生都可以進行點評或討論。這樣可以讓學生產生動力多去查閱資料,多思考,真正達到師生互動,避免一貫的老師講、學生聽的被動局面。
4.教學與實踐相結合
在課堂上主要是注重概念、原理和方法的講解,要結合現場實踐,注重對學生感性認識和實際操作能力的培養。在本課程的教學過程中,可以利用學校處于以煤炭為主要工業的焦作的優勢,帶學生深入礦區,了解礦區水資源的概況、區域地質條件和水文地質條件,了解地下水的補徑排的關系,感性認識煤炭開采引起的地面沉降、巖溶塌陷等環境地質問題,結合“專門水文地質學”和“地下水動力學”等課程的學習,探討煤礦突水的防治方法,使理論與實踐相結合。
四、結語
水文地質學基礎是“地科”專業比較重要的專業基礎課,課程內容豐富,概念較多,理論性較強,教學難度較大。非地質專業在水文地質課程教學中,要根據不同專業對地質知識的需求選擇授課內容[3],同時教學過程中,教師要注意授課方式的多樣化,讓學生參與教學中來,達到師生互動,最終使學生的綜合素質和創新能力得到提高。
[ 注 釋 ]
[1] 張人權,等.水文地質學基礎[M].北京:地質出版社,2011.
1.1水文地質學科涵義與研究對象
地下水即是賦存于地面以下巖石空隙中的水。地下水的功能主要包括:資源、生態環境因子、災害因子、地質營力與信息載體。地下水及賦存地下水的介質還具有一些另外的功能。水文地質學在國民經濟發展中的作用是與地下水及其賦存介質的功能相聯系的。
1.2水文地質學的定義
地下水這一名詞有廣義與狹義之分。廣義的地下水是指賦存于地面以下巖土空隙中的水;包氣帶及飽水帶中所有含于巖石空隙中的水均屬之。狹義的地下水僅指賦存于飽水帶巖土空隙中的水。
水文地質學(hydrogeology)是研究地下水的數量和質量隨空間和時間變化的規律,以及合理利用地下水或防治其危害的學科。它研究在與巖石圈、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以及如何運用這些規律興利除害。
1.3水文地質學研究的范疇及任務
水文地質學是研究地下水的科學,主要研究地下水的分布、運動和形成規律,地下水的物理性質和化學成分,地下水資源評價、開發及其合理利用,地下水對工程建設和礦山開采的不利影響及其防治等。在不同環境中,地下水的埋藏、分布、運動和組成成分均不相同。查明上述各方面狀況,可為科學地利用或防治地下水提供根據。水文地質學對地下水的研究,著重自然歷史和地質環境的影響,同主要用水文循環和水量平衡原理研究地下水的地下水水文學關系密切,只是研究的側重點稍有不同。
1.4水文地質學及分支
隨著科學的發展和生產建設的需要,水文地質學又分為區域水文地質學、地下水動力學、水文地球化學、供水水文地質學、礦床水文地質學、土壤改良水文地質學等分支學科。近年來,水文地質學與地熱、地震、環境地質等方面的研究相互滲透,又形成了若干新領域,如環境水文地質學、地下水資源管理、同位素水文地質學等。隨著生產力和科學技術的高速發展,人類對生態環境的影響到了舉足輕重的地步,與環境生態有關的水文地質問題迅速增長。
水文地質學是從尋找和利用地下水源開始發展的,圍繞實際應用,逐漸開展了理論研究,目前已形成了一系列分支。
1.4.1地下水動力學
地下水動力學是研究地下水的運動規律,探討地下水量、水質和溫度傳輸的計算方法,進行水文地質定量模擬。這是水文地質學的重要基礎。
1.4.2水文地球化學
水文地球化學是水文地質學的另一個重要基礎。研究各種元素在地下水中的遷移和富集規律,利用這些規律探討地下水的形成和起源、地下水污染形成的機制和污染物在地下水中的遷移和變化、地下水與礦產形成和分布的關系,尋找金屬礦床、放射性礦床、石油和天然氣,研究礦水的形成和分布等。
1.4.3供水水文地質學
供水水文地質學是為了確定供水水源而尋找地下水,通過勘察,查明含水層的分布規律、埋藏條件,進行水質與水量評價。合理開發利用并保護地下水資源,按含水系統進行科學管理。
1.4.4礦床水文地質學
礦床水文地質學是研究采礦時地下水涌入礦坑的條件,預測礦坑涌水量以及其它與采礦有關的水文地質問題。
1.4.5農業水文地質學
農業水文地質學的內容主要包括兩方面,一是為農田提供灌溉水源進行水文地質研究;二是為沼澤地和鹽堿地的土壤改良,防治次生土壤鹽堿化等問題進行水文地質論證。
1.4.6水文地熱學
地熱是一種新的能源,如何利用由地下熱水或熱蒸汽攜至地表的地熱能,用來取暖、溫室栽培或地熱發電等,以及地下熱水的形成、分布規律,以及勘察與開發方法等,是水文地熱學的研究內容。
1.4.7區域水文地質學
區域水文地質學是研究地下水區域性分布和形成規律,以指導進一步水文地質勘察研究,為各種目的的經濟區劃提供水文地質依據。
1.4.8古水文地質學
古水文地質學是研究地質歷史時期地下水的形成、埋藏分布、循環和化學成分的變化等。據此,可以分析古代地下水的起源與形成機制,闡明與地下水有關的各種礦產的形成、保存與破壞條件。
地下水的形成和分布與地質環境有密切聯系。水文地質學以地質學為基礎,同時又與巖石學、構造地質學、地史學、地貌學、第四紀地質學、地球化學等學科關系密切。工程地質學是與水文地質學是同時相應發展起來的,因此兩者有不少內容相互交叉。
地下水積極參與水文循環,一個地區水循環的強度與頻率,往往決定著地下水的補給狀況。因此,水文地質學與水文學、氣象學、氣候學有密切關系,水文學的許多方法也可應用于水文地質學。地下水運動的研究,是以水力學、流體力學理論為基礎的,并應用各種數學方法和計算技術。
2 水文地質學演化歷史與發展現狀
2.1水文地質學發展簡史
人們早在遠古時代就已打井取水。中國已知最古老的水井是距今約5700年的浙江余姚河姆渡古文化遺址水井。古波斯時期在德黑蘭附近修建了坎兒井,最長達26公里,最深達150米。約公元前250年,在中國四川,為采地下鹵水開鑿了深達百米以上的自流井。中國漢代鑿龍首渠,是一種井、渠結合的取水建筑物。在利用井泉的過程中,人們也探索了地下水的來源。法國帕利西、中國徐光啟和法國馬略特,先后指出了井泉水來源于大氣降水或河水入滲。馬略特還提出了含水層與隔水層的概念。
1855年,法國水力工程師達西,進行了水通過砂的滲透試驗,得出線性滲透定律,即著名的達西定律,奠定了水文地質學的基礎。1863年,法國裘布依以達西定律為基礎,提出計算潛水流的假設和地下水流向井的穩定流公式。1885年。英國的張伯倫確定了自流井出現的地質條件。奧地利福希海默在1885年制出了流網圖并開始應用映射法。
19世紀末20世紀初,對地下水起源又提出了一些新的學說。奧地利修斯于1902年提出了初生說。美國萊恩、戈登和俄國安德魯索夫在1908年分別提出在自然界中存在與沉積巖同時生成的沉積水。1912年,德國凱爾哈克提出地下水和泉的分類,總結了地下水的埋藏特征和排泄條件。美國邁因策爾于1928年提出了承壓含水層的壓縮性和彈性。他們為水文地質學的形成作出了重要貢獻。
泰斯于1935年利用地下水非穩定流與熱傳導的相似性,得出了地下水流向水井的非穩定流公式即泰斯公式,把地下水定量計算推進到了一個新階段。20世紀中葉,蘇聯奧弗琴尼科夫和美國的懷特在水文地球化學方面作出了許多貢獻。到第二次世界大戰結束時,在地下水的賦存、運動、補給、排泄、起源以至化學成分變化、水量評價等方面,均有了較為系統的理論和研究方法。水文地質學已經發展成為一門成熟的學科。
20世紀中葉以來,合理開發、科學管理與保護地下水資源的迫切性和有關的環境問題,越來越引起人們的重視。同時,人們對某些地下水運動過程有了新的認識。1946年起,雅可布和漢圖什等論述了孔隙承壓含水層的越流現象。英國博爾頓和美國的紐曼分別導出了潛水完整井非穩定流方程。
由于預測地下水運動過程的需要,促進了水文地質模擬技術的發展,20世紀30年代開展了實驗室物理模擬,40年代末發展起來的電網絡模擬,到50—60年代在解決水文地質問題中得到應用。
由于電子計算機技術的發展,70~80年代,地下水數學模擬成為處理復雜水文地質問題的主要手段。同時,同位素方法在確定地下水平均貯留時間,追蹤地下水流動等研究中得到應用。遙感技術及數學地質方法也被引進,用以解決水文地質問題。對于地下水中污染物的運移和開采地下水引起的環境變化,引起廣泛的重視。20世紀60年代以來,加拿大的托特提出了地下水流動系統理論,為水文地質學的發展開拓了新的發展前景。
2.2國外水文地質學發展現狀
水文地質學是一門年輕的學科,它是基于地下水在地質單元內運移時所發生的物理和化學變化而發展起來的,水文地質學是研究地下水的數量和質量隨空間和時間變化的規律,以及合理利用地下水或防治其危害的學科。水文地質學誕生于19世紀中期,在20世紀初,依據法國水文地質學理論原則(A.Hazen,C.Slichter,F.King,O.Mainzer等),美國水文地質科學家發展了實用水文地質學的應用。與此同時,德國和奧地利的水文地質學家(F.Forchheimer,A.Thiem,O.Smreker,J.Kozeny等)詳細解釋了水文地質,尤其是關于地下水流域和水力工程方面調查的方法。俄國人對水文地質學發展有著重大的貢獻(W.Dokutchaev,A.F.Lebedev等)。水文地質學成為地質科學中一門比較完整、系統的獨立學科,是在20世紀30—40年代。水文地質學已被公認為是地球科學的一個分支,是跨越于地質科學和水文學之問的一門獨立科學。水文地質學在二戰以后有了深入的發展,特別是在地下水動力學、水文地質編圖、水文地質采礦、模型和同位素方法、水文地球化學和地下水監控這些領域。人類活動對包括地下水在內的自然環境的改造異常強烈,產生了一系列生態環境問題,當代水文地質學進入了生態環境水文地質學的新階段。
在過去的幾十年中,國際水文地質學發生了翻天覆地的變化,從專業期刊的發展中就可以看出。1963年,《地下水》(Ground Water)和《水文學雜志》(Journal of Hydrology)創刊;1965年,開始出版《水資源研究》。此后,陸續創刊的歐美主流學術期刊有:1976年,《水資源進展》(Advances in Water Resources)和《污染水文學雜志》(Joumalof Contaminant Hydrology);1986年,《水文過程》(Hydrologic Processes);1993年,《水文地質學雜志》;1995年,《水文工程學雜志》(Joumalof Hydrologic Engineering)。期刊的數目大幅增加的同時,每種期刊上論文的數量和內容也顯著增加。
國際水文地質大會是公認的比較權威的世界級水文地質會議,至今已經召開了39屆(2011年在泰國舉行)。其中2006年10月9日在我國北京舉行的第34屆國際水文地質大會是繼1988年在廣西桂林舉辦的第21屆國際水文地質大會之后,再次在中國舉辦。此次大會又恰逢國際水文地質學家協會成立50周年慶典,是國際水文地質發展史上的重要里程碑。此次會議以“地下水的現狀與未來”為主題,圍繞全球地下水問題與需求、中國地下水的現狀與未來等開展交流與研討,展示全球、亞洲和中國水文地質成果及新一輪國土資源大調查的水文地質工作進展。
在國際上,美國水文地質調查研究經歷了100多年的發展,在該領域長期居于國際領先地位,影響和引導了國際水文地質學的發展方向。從20世紀80年代開始,美國地質調查局啟動了多個項目,開始對有害物質水文過程和地質隔離技術進行深入研究。其水文地質資料有90%向普通大眾公布,實現了水文地質調查成果全國共享;在法國,各種公共管理部門、盆地基金機構和地質調查部門,通過各種媒介向公眾宣傳有關水資源的重要情況,回答提出的特殊技術問題。目的是讓大家了解各種生產活動給自然資源帶來的嚴重影響,提高對地下水和當前共同利益的認識,解釋那些按公眾意愿制定的政策和收費規定。在總體研究結果基礎上對地下水變化情況進行監測和計算,以有利于管理機構的決策。日本的東京灣將地下溫度場應用于研究地下水循環,而這是我國學者地下水循環研究中一直忽視的一個主要因素。在歐洲,生態水文學的研究已經形成一個網絡,各國之間的聯系及對比研究較多。冰島是世界上地熱資源開發利用率較高的國家之一,地熱發電站裝機容量總計200 MWe,排名世界第8位,87%的家庭使用地熱取暖。由于經濟發展所處的階段不同,國外目前研究礦山水文地質工作的比較少。
總之,目前水文地質在各個不同的領域都有發展,例如地下水文學、土壤力學、經濟地質、石油采鉆工程、構造地質學、地球化學、地球物理學、海洋地質學和生態學。這個領域由于以上所有領域研究人員的杰出貢獻而豐富起來。目前,水文地質處于轉折時期,由發現并最大程度的開發利用新資源轉變為合理地管理它們,這對于人類和其它生物來說是至關重要的。
2.3國內水文地質學發展現狀
我國人民早在4000年前的龍山文化時期就已經鑿井開發利用地下水了,但直到建國前,從事水文地質工作的人員極少,幾乎沒有設備,只零星地進行一些地下水調查工作。直到建國后,水文地質事業才得到了較大發展。
我國水文地質事業的發展經歷了坎坷曲折的道路。20世紀50年代,是我國水文地質事業創建、發展的重要年代,而后的“”,曾使正處在興旺發達的水文地質工程地質事業受到挫折。60年代前期,經過重新調整,水文地質工程地質戰線再次出現大好形勢。可1966年開始的10年動亂再次使水文地質工作受到了損害,到70年代前期,水文地質工程地質工作逐步有了好轉,并組建了基建工程兵水文地質部隊,加強了水文地質普查工作。直到1978年12月黨的以后,水文地質工程地質事業才走向了健康發展的道路,進入了振興開拓的新時期。
解放前,在水文地質方面,地質人員最先介入的是城市供水水文地質勘查。上海、北京、天津等大城市由于需要開鑿深井取用地下水。地質學家謝家榮,曾在《地理雜志》第二卷第一期上發表過《鐘山地質與南京井水供給的關系》一文,這是我國早期的重要水文地質文獻之一。同時。西安、蘭州等城市也相繼完成了部分水文地質調查報告。濟南、福建等地完成了泉水水文地質調查等工作。
解放后,中華人民共和國的成立,為水文地質工程地質事業開辟了廣闊的前景。1956年3月,地質部召開了第一屆全國水文地質工程地質協作會議。50年代的中后期,地質部已在各地區建立了23個水文地質工程地質隊,職工已達11000人,包括地質、鉆探、化驗等各個兵種,并開始應用物探手段。在此期間基本完成了我國主要平原地區1:20萬水文地質普查近100×104km2;編制了一些全國性水文地質圖件;進行了30多個城市和工業基地的供水水文地質勘探;建立了40多個地下長期觀測站;在近1000個礦區開展了水文地質工作,并在北京、山東、河北、福建等省市進行了礦泉水勘察。20世紀60年代前期,由于自然災害和“”所造成的后果,使我國國民經濟陷入嚴重困難境地,整個地質工作的發展,也同樣受到嚴重影響。地質部門專業隊伍經過調整,重新組建了個直屬大隊,分別承擔北京市城市建設、上海地面沉降、長江三峽、湖北丹江口、黃河治理、西南鐵路及巖溶研究等方面的任務。但1966年編制出版了黃淮海平原和松遼平原的水文地質圖系,是我國第一批正式出版的跨省圖系,在編圖技術和編圖方法等方面,都有所創新。20世紀70年代,我國水文地質在地熱、農業水文地質等方面都取得了較大進展。70年代后期,在一些重要城市開展了環境水文地質工作。各省廣泛開展區域地下水資源的評價,比較普遍地應用了電子計算機,并推廣數值法建立數學模型。工程地質向定量評價方向發展,逐步采用先進的測試技術,在巖、土體特性,區域穩定性的巖體力學研究等方面,初步形成了自己的理論體系和技術系統。物探、遙感及同位素技術在水文地質工程地質工作中得到了初步應用,取得了較好的效果。同期舉辦了若干次全國性的水文地質工作會議,且國際交流日益增多。
1978年,黨的勝利召開,從此我國的水文地質事業發展邁入了一個嶄新的時期。至1996年,我國以1/20萬為主的區域水文地質普查工作全面完成。據不完全統計,從1978年以來,中國地質學會、中國建筑學會、中國水利學會、中國地理學會等部門,先后組織召開了“地下水資源概念和評價方法”、“全國地下水資源評價學術會議”、“西北干旱地區地下水資源學術討論會”、“全國水文專業會議”等會議。重點討論了地下水資源的概念、分類、評價方法、開發利用及其它水文地質問題,并出版了相應的學術會議論文集。基巖山區裂隙水與巖溶水的開發利用,也日益受到重視。在全國性的巖溶水和裂隙水學術會議上,著重討論了巖溶地區巖溶發育規律,巖溶水和裂隙水的運移機制及其評價方法。在環境地質方面,召開了全國性的環境水文地質經驗交流會、水文地球化學學術討論會、地質災害研究與防治學術討論會等。探討了我國不同地區地下水污染現狀、評價方法,地質災害的成因、特征及防治措施,出版了相應的學術會議論文集。此外,還召開了地下水人工補給、地面沉降學術研討會。所有這些不僅反映了我國水文地質研究的新方向,同時也可看出水文地質研究已進入一個新的發展階段。
2.4福建省水文地質學發展現狀
福建省的水文地質基礎調查資料雖然較全面,但局限于當時的技術方法和條件,調查深度及廣度有限,而且隨著國民經濟與社會發展及人類經濟工程活動的不斷加強,水文地質條件已發生了較大的變化,新的情況未能及時查清。
環境地質調查資料相當欠缺。環境地質調查評價工作,滯后于國民經濟建設和社會發展的需要。如在生態環境保護、城市規劃、土地綜合利用、土壤改良、地質環境的合理開發利用、地質災害防治等方面,有的已開展工作、但還很不全面,有的則剛剛起步。
水文地質環境地質調查的技術與思路,基本上仍依托傳統思路和技術為主,在跨學科聚集、綜合和開發研究,在應用高新技術于調查上,同先進省區相比,存在一些差距。如以往水文地質工作重點放在地下水資源較豐富的地區,以找到多少地下水資源儲量為榮,而忽視了貧水地區水文地質調查工作的重要性。
水文地質環境地質調查成果的信息化、網絡化、社會化程度低,不能滿足政府和社會性公益成果的實用性、時效性需求,改變成果表達形式,改革服務方式并提供社會化服務已是一個重要問題。
3 福建省水文地質學為國民經濟發展服務的內容及主要成果
3.1背景材料
3.1.1上世紀60年代及以前完成的全省性水文地質方面的工作主要成果
(1)提交1/20萬區域性地質—水文地質綜合測量中間報告及普查報告和農田供水水文地質勘察中間報告;
(2)各地市城鎮供水、水文地質地質勘查報告(上世紀60年代及以前具體項目的工作):1960年1月,福建省地質局水文地質工程地質隊童永福、程登科《福建省永安寧洋舊城幅綜合水文地質測量普查報告書》等10余份城市水文地質測量普查報告。
3.1.2上世紀70年代
(1)1970年~1979年提交《福建省沿海地區1/20萬水文地質工程地質調查報告》等;
(2)提交完成了1/20萬福州、福安、三沙、浮鷹島、福清幅、泉州幅、南日島、廈門、漳州、東山等區域水文地質普查報告;
(3)各地市城鎮供水、水文地質地質勘查報告(上世紀70年代具體項目的工作):1974年1月,福建省地質局水文工程地質隊《漳州幅、東山幅1/20萬區域地質報告:地貌、第四系地質、水文地質部分》等10余份城市1/20萬區域地質報告(包括水文地質調查部分)。
3.1.3上世紀80年代
(1)1980年一1989年,完成1/50萬福建省水文地質圖、福建省1/50萬農業水文地質區劃圖說明書島嶼水文地質調查項目;
(2)分別完成了福建省多幅1/20萬和1/5萬區域水文地質工程地質調查報告;
(3)各地市城鎮供水、水文地質地質勘查報告:1980年10月,福建省水文工程地質隊童永福《福建省水文地質圖1/50萬》;1980年8月,江西省地質局水文地質大隊萬益民、鄧健如、趙維良等《廣昌幅G-50-9 1/20萬區域水文地質普查報告》;福建省水文地質工程地質隊完成《連城盆地水文地質勘探報告》;福建省第一水文隊完成《漳州盆地水文地質勘探報告》;1985年9月,福建省第二水文工程地質隊福州綜合地質組李文曲、黃宏灃、趙欽銘等完成《福建省福州市福州盆地水文地質勘探報告》等20余份1/20萬區域水文地質普查報告,尚有單點供水簡報672份。
3.1.4上世紀90年代
(1)1990年一1999年,提交了閩東、閩南沿海缺水地區供水水文地質調查報告;
(2)提交1/2.5萬同安縣新店埔園—劉五店規劃區水文地質工程地質調查報告;
(3)各地市城鎮供水、水文地質地質勘查報告:1990年8月,福建省廈門水文地質工程地質公司林恢亮、陳強、鄭英才等《福建省同安縣新店埔園—劉五店規劃區水文地質工程地質調查報告1/2.5萬》等近30份水文地質調查報告,尚有單點供水簡報495份。
3.1.5 2000年以來地市城鎮供水、水文地質地質勘查
三明地區:2000年3月,閩西地質礦產開發公司林昌威、林昭麗、吳開化等《福建省大田縣區域水文地質調查報告》;
龍巖地區:2000年8月,福建省水文地質工程地質勘察研究院李文祥、鄭藝貞、白振炎《福建省長汀縣區域水文地質調查報告》等各地區均有展開;
廈門地質工程勘察院進行廈門地下熱水調查。
3.2已進行和正在進行為社會服務方面的專門水文地質工作
福建省主要對地熱、礦泉水等資源進行了專項保護和為社會服務工作,并專門發文。如:閩地發[1999]85號《關于委托地(市)、縣地礦主管部門對部分地熱、礦泉水采礦權進行審批、發證的通知》等。
3.2.1福建省礦泉水水源保護
至2004年統計,福建省經省或原地礦部全國儲委評審鑒定和儲量審批的飲用天然礦泉水水源地勘探報告235處,批準允許開采資源量(B級或C級)28990m3/d。礦泉水類型主要為偏硅酸型233處,其中偏硅酸鍶復合型45處,碳酸偏硅酸型4處,到目前為止尚未發現鋰、硒、溴、碘、鋅等類型礦泉水。礦泉水點勘探報告211項,其中,單礦泉水點專項的勘探報告209項。
至2008年,我省現同時具有采礦許可證和注冊登記證的礦泉水水源有40處,包括福州市6處、莆田市1處、泉州市7處、廈門市7處、漳州市7處、龍巖市3處、三明市4處、南平市2處、寧德市3處;僅有注冊登記證的礦泉水水源7處;僅有采礦許可證的礦泉水水源6處。尚有10余處有開采未申報或正在申報等工作。
3.2.2福建省地熱水資源保護
地熱是一種寶貴的能源礦產,開發利用地熱資源首先是從開發溫泉起始的,根據志書記載,福建溫泉利用已有1000多年歷史,進入20世紀70年代以后,福建省開始進入有計劃的勘查開發。在此之前僅對溫泉點進行零星記載和研究。1971年,福建省水文地質工程地質隊開展了南靖湯坑的地熱勘探工作。1982年,童永福等編制1:50萬福建省地熱區劃圖時,統計各類溫泉點190余處(其中包括部分20℃的)。至2000年為止,福建省已查明的地下熱水分布共196處。
由于趨利原因,近些年地熱工作調查和水源地的勘查有了長足的開展,但進行系統研究的極少。
已在多個領域運用地熱資源,如城鎮地下熱水集中供熱、水產養殖與研究、農業利用與研究、溫泉醫療保健、地震觀測等。
3.3福建省礦區水文地質調查工作
礦區水文地質工作始于上世紀50年代,主要是為礦山開采設計提供水文工程地質依據。如:1960年4月,福建省地質局第一地質大隊郭樹春完成《福建邵武楓林硫鐵礦區水文地質初步普查報告》;1959年3月。1962年3月,福建省地質局第五地質大隊五〇七分隊提交了《福建省龍巖馬坑鐵礦地質勘探中間報告》;1971年1月~1976年3月,福建省地質一團三中隊提交了《福建省龍巖馬坑鐵礦詳細勘探報告》;1979年12月,冶金工業部冶金地質會戰指揮部第五地質勘探桂世芳完成《福建省德化縣陽山鐵礦西礦段礦床水文地質勘探報告》等,礦山多數已經或正在進行水文地質調查工作。
3.4福建省地下水水源地工作
全省已探明C級地下水可開采資源量1萬m3/d以上的水源地有:龍巖盆地巖溶水水源地、連城城郊盆地巖溶水水源地、永安市大湖—蝦蛤水源地、長汀盆地巖溶水水源地、東山島松散巖類孔隙水水源地、平潭島松散巖類孔隙水水源地。
4 水文地質學發展趨勢及預測
對于地下水的區域研究,可以擴展到整個流域或完整水文地質單元來研究。進一步研究典型生態環境區域的地下水動力學特征,如荒漠、巖溶和黃土高原區域地下水運動規律,特別是淺層地下水變化的地表生態效應及深層地下水賦存規律,可為地下水合理利用提供新的途徑。并且在已積累大量實際資料基礎上,做好對資料的二次開發,編制相應成果,以供生產部門應用。在我國,由于地域面積較大,生態水文學研究也必需實行區際間的配合與協作,同時也必須與國際研究相同步,謀求更大范圍內的合作。我國應加強地下水的監測,掌握地下水的動態,在已有監測站網監測的基礎上,逐步完善地下水監測技術、方法和新的監測網站的建設,提高全國地下水動態變化監測水平和預測能力。
地下水資源評價方面,在地表水、地下水綜合考慮的原則下,按照地下水系統進行評價。
地下水動力學與計算技術方面,要加強基本理論的研究,研究建立在各種復雜條件下的水文地質模型及其相對應的數學模型,研究建立水文地質數據庫及相應的儲存系統,運用計算機技術進行地下水評價、預測、預報等。
對裂隙介質、巖溶介質中地下水系統數值模擬的關鍵技術尚未解決,地下水水質模擬的可靠性問題有待深入分析,地下水系統不同模擬方法的結合應用具有更大的價值。
對環境水文地質問題的研究、人工補給的理論和方法的研究、遙感技術、同位素技術的應用、裂隙水和巖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、水質污染等各種復雜的水文地質問題都是水文地質工作者當前或將來所面臨的重要研究課題。
我國礦山研究得較多,油田的水文地質問題僅是泛泛而談,未深入討論,還涉及一些關于隧道、高速公路等的工程地質問題;且國內對工程中的水文地質問題和水巖相互作用造成的地質災害問題研究較少。今后要加強礦山環境問題的研究工作,水文地質專業學者要與采礦人員合作。進行多學科多方法研究;水資源與礦產資源要綜合開發利用,例如把水資源作為伴生的礦產資源,建立煤水雙資源礦井。在涵養、保護地下水資源方面,需要加強與生態建設相協調的應用基礎研究,挖掘潛力,節約用水、探索深層承壓地下水如何科學利用,有關地下水形成、運動等基礎性問題的科學研究也應成為重要的戰略措施。
人類活動對地下水資源的影響亦需要進一步深入探索。土壤水研究理論及檢測技術尚需發展,尤其在溶質運移方面的研究欠缺很多。地熱的研究基本上都屬于區域現狀的評價,目前基本無實際創新性成果,如地熱棄水回灌技術、沉積盆地地熱資源勘探技術、地熱資源綜合利用技術、熱儲工程等的研究。其它特殊類型水,如礦泉水、凝結水、微咸水、咸水、鹵水等亦需進一步研究。
縱觀水文地質學的發展,初期實質上是找水水文地質學,到本世紀70年代,資源成為水文地質學的主要課題,現在與環境生態有關的水文地質問題迅速增多。從某種意義上講,環境水文地質已成為水文地質學研究的核心課題。
5 福建省水文地質學科發展中存在的問題及研究對策
5.1福建省水文地質學科發展中存在的一些問題
歷史的原因,福建省在上世紀90年代后,水文地質學科的發展基本開始處于停滯狀態,一方面,供水多依賴于地表水,僅局部地區是地下水為主(如福建龍巖地區),另一方面,國家投入減少,使得水文地質學科的發展研究也沒有大的進展。2010年后,國家已經開始重視水文地質學科的發展。
工程引發的地下水問題。如:(1)礦山開采過程因為地下水造成礦山涌水、突水;(2)隧道掘進過程造成問題。龍廈鐵路象山隧道;(3)地下水超采引起的地面沉降等。
巖溶塌陷:三明、龍巖等覆蓋型巖溶區。
采空塌陷:主要發生于礦山地下開采范圍大、持續歷史長的區域。
地面沉降:東部沿海港灣河口平原區(福州溫泉開采區)。
突發性、季節性特大雨造成地質災害,地表水和地下水互相溝通、連成一體,水源地成為一項迫切要去解決的問題。
這些問題的出現都會造成人民生命、財產的重大損失,國家也開始進行水文地質學科與相關學科結合的發展。
5.2水文地質學的發展趨勢
由主要研究天然狀態下的地下水,轉向更重視研究人類活動影響下的地下水;由局限于飽水帶的含水層,擴展到包氣帶及“隔水層”;由只研究地殼表層地下水,擴展到地球深層的水。
預計今后的水文地質研究,在下列方面將有突破:裂隙水與巖溶水運動機制和計算方法;地下水中污染物和溫度運移機制和計算方法;粘性土的滲透機制;包氣帶水鹽運移機制;水文地球化學和同位素水文地質學,地下水數學模型;地球深層水文地質。
5.3福建省水文地質學科發展趨勢
近年來,水文地質學科迎來了發展契機。2011年6月1日,中華人民共和國國家環境保護標準《環境影響評價技術導則地下水環境》(HJ610-2011)在全國范圍內實施。導則的實施對地下水工作者是一個新的開端,特別是對于一級項目的地下水評價工作有了更高的要求,也使得社會發展環境中開始重視地下水的工作,地下水成為社會發展中環境的一個不可或缺的重要因素。福建省在這個大環境下也從2011年開始進行了多流域、地區項目的地下水評價工作。
隨著人民生活水平的提高,社會開始關注和參與地熱開發租研究工作。一方面,民間投資者的熱情,使得原有地熱資源開發利用不斷提升;另一方面,當前我國正在努力實現節能減排的工作目標,發展低碳經濟。福建省在地熱利用、開發已有逾百年的歷史,開發利用地熱特別是淺層地熱資源不僅對于緩解我省能源緊張的形勢,對實現節能減排的工作目標將起到積極的推進作用,依靠科技進步,提高地熱資源勘查開發利用水平;加強地熱資源特別是淺層地熱資源的規劃工作,同時也能提供福建獨特的旅游資源和民生資源。
5.4福建省水文地質學科發展的對策建設
地下水是水資源的組成部分,是生態與環境的重要要素,是我國經濟社會發展的重要水源之一。在我省大部特別是沿海平原和海島地區,地下水在生活飲水、農田灌溉、工業生產、城市發展和維系良好生態與環境方面發揮了重要作用。近年來,一些地區由于過量開采地下水,導致地下水水位持續下降,地下含水層被疏干,引發了地面沉降、海水入侵、土地沙化;一些地區由于廢污水過量排放和面源污染的不斷加劇,造成地下水水質惡化,地下水資源開發利用中存在的諸多問題已嚴重危及水資源的可持續利用,對經濟社會可持續發展和生態安全構成威脅,加強對地下水資源的管理和保護刻不容緩。
水資源屬國家所有,加強水資源的合理分配、管理和保護事關國家經濟安全與公共安全。根據地下水的資源與環境屬性,經濟社會發展以及生態與環境保護對地下水的要求,統籌考慮水資源的合理配置和公共資源的使用和保護準則,合理劃分地下水功能區,協調地下水不同使用功能之間的關系,是政府加強公共管理和社會服務的重要體現,是履行《水法》賦予水行政主管部門依法管理地下水資源職責的客觀要求。
地下水賦存于地質介質中,具有運動緩慢、補給周期長、循環更新慢、自我修復能力差、地下水系統遭到破壞后難以治理和修復等特點,必須采取嚴格的措施加以有效保護。以水文地質單元為基礎、結合區域地下水主導功能劃分地下水功能區,制訂開發利用和保護目標及標準,為地下水合理開發、保護、治理與管理提供科學依據,以保障供水安全、生態與環境安全和地下水資源的可持續利用。
針對福建省的上述特點和福建省現狀:最好按區域性(1:50萬、1:20萬、1:5萬)、城鎮供水(如龍巖市、永安市……)、農業供水(如連城)、工礦供水(洪寬工業區、永安造紙廠……)、專題性研究(如福建省地下水污染調查……)、地下水治理(如航站樓工程降水、鐵礦采空區降水)、地方病、地下熱水等。將有地下水可作為供水水源地區,以及沿海半島、島嶼缺水地區,進行多手段、全方位地下水找水的工作;同時應對地下水水源地進行劃分,利于不同層級的保護;將地下水作為福建省水源地的應急水源和儲備資源。
1999年,福建省地表水資源總量1215.39×108m3,多年平均值為1201×108m3。全省水資源總量1216.11×108m3,約占全國水資源總量的4.2%;人均水資源3665m3,高于全國平均水平,但其空間分配不均。缺水地區主要為沿海島嶼、半島岬角區及紅土臺地區。沿海四地市人口和工業產值占全省總量的70%,而水資源只占全省水資源的36%。特別是近年開發港灣島嶼為開發區、投資區,水資源供需矛盾突出。缺水者主要為農灌用水和重點投資開發區用水。這就需要福建省應對沿海半島、島嶼缺水地區進行多手段、全方位地下水找水的工作。
福建省地貌最大特點是平原分散,分水嶺分割面積小,地下水的匯水面積普遍較小。地貌形態受構造控制,分水嶺及主干河谷常以北東、北西及北北東方向為主,海岸線總體方向和主要干河呈交叉狀分布。這就要求按流域進行系統性水文地質、環境污染等綜合調查與研究。同時城市周邊1/5萬區域水文地質調查較欠缺,應盡快完善該部分的工作。
加強地熱資源勘查評價,同時勘查新的地熱水源區、評價不同地區地熱資源開發利用的適宜性、科學統一管理全省地下熱水資源、研究開發新的地熱資源形式等,提供一個成熟的技術流程、堅實的科學基礎和可靠的工作示范。
5.5今后工作建議
(1)開展縣市范圍內的主要地下水供水地域調查,以應對極端氣象條件下的工程取水目標。
(2)開展地下水分散供水的水文地質條件研究,解決廣大分散居住生活工作人員的地下水水源地。
英文名稱:地質學報(英文版)
主管單位:中國科學技術協會
主辦單位:中國地質學會
出版周期:雙月刊
出版地址:北京市
語
種:英語
開
本:16開
國際刊號:1000-9515
國內刊號:11-2001/P
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發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1922
期刊收錄:
CA 化學文摘(美)(2009)
SCI 科學引文索引(美)(2009)
CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
核心期刊:
期刊榮譽:
中科雙百期刊
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英文名稱:Geological Review
主管單位:中國科學技術協會
主辦單位:中國地質學會
出版周期:雙月刊
出版地址:北京市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:0371-5736
國內刊號:11-1952/P
郵發代號:2-382
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1936
期刊收錄:
CA 化學文摘(美)(2009)
CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
中國科學引文數據庫(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)
期刊榮譽:
中科雙效期刊
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教學方法改革
本課程教學改革的任務要求能夠實現小課時、大容量、重點突出,強化應用能力及創新能力培養。首先,借助多媒體教學手段,精心制作內容豐富、知識點凝煉、邏輯過程合理的多媒體課件,課件形式上文字精煉、以圖表為主,形象直觀、主題突出。水文地質學十分強調實踐性,許多概念描述現實地質存在,許多理論緊貼實際生活,因此在課堂講授中大量采用“概念聯想實際”、“理論聯系實際”以及“啟發式”、“引導式”方式,與學生互動討論,活躍課堂、深入理解問題。以第二章地下水賦存中的潛水部分為例,將對潛水的描述,凝練為地下水面-隔水底板-潛水-地下水埋深-含水層厚度-等水位線圖概念串。前5個概念以一張圖清晰展示,啟發學生聯想生活中的實際,思考這些概念對應什么實際問題,比如地下水埋深,會對應取水井最小深度,井中水位會上下變化。等水位線圖也以一張幻燈展示,啟發學生思考,這樣一個水位場的情況下,設置水源井選擇什么位置,這個水源位置各有什么優點和缺點。在“引導式”教學中,結合教學重點設計了兩個“工程問題引導式”補充教學內容,以鍛煉學生的“解決問題式”而非“解題式”工程思考能力,培養理論聯系的思維習慣,提高應用能力。如在第四章中,以“礦井涌水量預計”問題為引導,闡述達西定律的應用,并使學生掌握含水層劃分求參、井流計算的方法,認識涌水量預計的工作流程與內容,教學引導流程如圖1。
解決問題的“工程問題引導”較之于簡化了的“解題式”引導,能更綜合、多方面融合知識與理論,極大地激勵了學生們主動思考問題的主觀愿望,培養了學生們的地質思維和空間想象能力,使課本上抽象的理論變為活生生的知識,使孤立的知識變成了一個有機的整體。活躍了課堂氣氛,學習也由任務變成了樂趣,由被動變成了主動。現行應試教育模式影響下,國內大學生自主學習的熱情與能力上受到限制,與國外相比專業課課外延展不足、有難度,但課堂外延展是課堂教學重要的補充,能極大擴展學生學識容量,更有利實現小學時大課堂。在教學中我們設計了多種形式配合指令、建議與激勵,加強課堂外拓展。(1)組織學生課下觀看有益的影像資料,如山西襄汾縣“9.8”特別重大尾礦庫潰壩事故動畫模擬演示、開灤趙各莊礦九東F3斷層滯后突水多媒體演示、開灤東歡坨礦水害案例多媒體演示等;(2)設計學生感興趣的問題,以調查報告、研究論文為作業方式,指令學生分組進行課下資料查詢、問題研究與總結,老師跟進階段,進行過程控制,避免沒有工作只有結果的抄襲;(3)當前資源勘查行業外向化快速發展,對學生外向能力有了更高和更緊迫的要求,水文地質學基礎為導論性課程,內容豐富,理論上不復雜難懂,很適合配合進行專業英語訓練,因此整理并選擇出內容適當的水文地質英文資料,建議并激勵學生進行翻譯,提高學生外向能力。(4)應用學術報告、工程師講堂等方式進行課堂外拓展。
考核方式改革
在課程教學中,考核方式具備檢驗和激勵雙重功能。一方面要實現全面、客觀、公平的檢驗學生的學習情況,另一方面要充分利用它的激勵功能,特別是在課外拓展學習中的激勵性。在該課程的考核方式改革中,細化了考核因子,采取成績一(C1)、成績二(C2)和成績三(C3)三種成績計算方法,如圖2所示。圖中上一級指標等于下一級指標乘以百分比權重的加和,如C1=P*30%+K*70%。為使考核更具激勵性,最終成績取三種成績中的最大值。考核方式更加靈活、全面、可操作性好。
關鍵詞:水文地質勘察;水庫滲漏;巖溶區;巖溶發育特征
Pick to: hydrogeology survey and the main contents include geological condition, hydrogeological condition, karst development characteristics, the leakage in karst area, the geological analysis, etc. Reservoir construction of hydrogeological investigation techniques mainly include hydrogeology, chemical survey of surveying and mapping, drilling, physical prospecting, the hydrogeological experiment and dynamic observation of groundwater.
Keywords: hydrogeology survey; Leakage of reservoir; Karst area; Karst development characteristics
中圖分類號: TU71 文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
一、工程分析
1.1水文地質勘察
1.1.1地貌地質
胡家墳水庫位于云南省曲靖市麒麟區茨營鄉胡家墳村,距曲靖市區33km,流域位于東經103°56′48″-103°56′58″,北緯25°25′22″-25°25′28″之間。地處珠江流域西江水系南盤江上游支流的龍潭河源頭。屬云貴高原丘陵典型的喀斯特地貌,具有高原山地與盆地相間的地貌特征。區內北東、北北東向斷裂構造發育,北西向斷裂構造次之,成為該區地貌格局的控制因素。該區地勢北、西、東三面高,南部低,最高點為水庫西北部,高程2058m,最低點為壩址區下游,高程約1905.4m。山嶺大致呈北東、北北東向延伸,與區域主構造線基本一致。
庫區灰巖廣布,地質構造較復雜,發育一順河向斷裂,斷層斷于二疊系棲霞、茅口組(P1q+m)淺灰、灰白色泥晶骨屑灰巖內,基本呈南北向展布,長約1公里,為一逆斷層,在庫區轉為北西—南東向,傾向246°,傾角約68°,自大壩河槽處穿過。庫區巖層產狀紊亂,陡傾角裂隙發育,兩岸巖層破碎,溢洪道出口附近并見有角礫巖,斷層沿線喀斯特極為發育,見有地下暗河、溶洞、落水洞、豎井等,無充填。在大壩左岸測得灰巖產狀為223°∠39°,大壩右岸測得灰巖產狀為141°∠17°。
根據1:400萬《中國地震動參數區劃圖(GB 18306-2001)》,工程區的地震動峰值加速度為0.15g,地震動反應譜特征周期為0.45s,相應地震烈度為Ⅶ度。該區處于構造穩定區內,區域穩定性好。
1.1.2水文及氣象
胡家墳水庫流域處在低緯度高原,屬亞熱帶季風氣候區。夏秋季陰雨日數多,降水集中;冬春季節晴天多,日照足,溫暖干燥。多年平均氣溫14.5℃,最高氣溫33.7℃,最低氣溫12.9℃,多年平均日照數為2008小時,多年平均無霜期240天。多年平均風速為15m/s,歷年最大風速為20m/s。一般年份汛期始于5月中旬,10月下旬結束,汛期降水量占全年降水量的87%左右,多年平均降水980mm,年最大降雨量1354.7mm(1965年),年最小降水量691.8mm(1958年)。暴雨降水歷時短,強度大,單點暴雨突出,易形成洪澇災害。
1.2工程施工中存在的問題及處理
1)對右岸0+116.90~0+120.10m斷層破碎帶補做鉆探水文地質勘察,重新對斷層進行防滲設計,設計批復以后對斷層進行灌漿處理,停工2個月。
2)項目在具體施工中,由于工程所處環境及地質條件發生變化,導致實際施工工程量大于合同工程量;溢洪道工程基礎開挖時,遇破碎帶,設計增加基礎斷面,增加碎石墊層,實際開挖工程量比設計大。
3)大壩灌漿先導孔施工時,部分孔終孔段壓水實驗未滿足設計要求,增加孔深,工程量增大;斷層灌漿處理較原設計縮小孔距,工作量增大。
1.3工程事故分析
從工程施工中遇到的以上主要事件中可以看出,造成這些事故發生、工程量增大、工期延誤,主要是由于在進行水文地質勘察時,勘察不仔細造成的。可見在水庫建設、病險水庫滲漏處理中進行水文地質勘察的重要性。
二、水庫滲漏水文地質勘察內容
2.1地質條件
1)地形地貌的特點,通過勘察水庫周圍的地形地貌,正確分析其對于水庫區地下水的影響。河水位低于庫水位,以及水庫間的分水嶺比較單薄時,容易引起庫水滲漏。
2)地質構造,褶皺、斷層、裂隙等發育的地帶,斷層破碎現象明顯,是形成水庫嚴重滲漏的通道;巖層中寬大密集裂隙地帶容易形成滲漏;在巖溶地區,斷層帶上容易形成滲漏的通道。
3)地層巖性以及結構,水庫發生滲漏和巖土體有很大的關系,如果水庫是松散巖類壩基,容易形成河道堆積物,由于其滲透性比較強,造成庫水的滲漏和流失;如果水庫建在巖溶地區,由于碳酸鹽底部的隔水層的隔水效果一般來說很差,不利于阻擋和保存庫水,也會造成庫水流失。
2.2水文地質條件
除了地形地貌以及地質結構以外,水文地質條件也是影響水庫滲漏的重要因素。首先要確定地下水類型,含水層層次、分布以及埋藏深度等信息以及地下水的補給、徑流以及排泄的條件,分析地下水水位及其變化幅度。在勘察中尤其要注意對水庫附近地下水分水嶺的勘察,因為如果當地下分水嶺比水庫正常蓄水位低的時候,容易引發滲漏。
2.3巖溶區的巖溶發育特征
如果水庫位于巖溶地區,還必須重視勘察巖溶發育強度及其規律、巖溶形態及其分布規律、巖溶水的動力特征、建壩前后地下水流量動態變化等。
2.4水庫滲漏的地質分析
1)滲漏通道的主要表現形式。對于巖漿巖地區的水庫,一般來說,可能發生滲漏通道主要是砂礫石層以及基巖表面的透水層;對于沉積巖地區的水庫其滲漏一般來說主要表現為透水層漏水,而且斷層的破碎帶也可以形成滲漏的通道;對于第四紀堆積物地區的水庫,壩下滲漏的主要通道有河床、古河道以及砂卵礫石層等,見表1:
表1滲漏通道的主要表現形式分析
2)漏水通道的連通性。地層的結構特征對于松軟巖層滲漏通道的連通性具有重要的影響。多層結構水文地質條件下,相對隔水層的條件會影響到漏水,而對于基巖透水層以及巖溶發育地帶漏水通道的連通性,其主要影響因素為地質構造。
三、水庫滲漏的水文地質勘察手段
3.1水文地質測繪
在進行水文地質測繪時,應該注意滲漏通道和進出口地段;山區的水庫地質測繪還要包括水庫附近的鄰谷和分水嶺;平原地區的水庫地質測繪還要包括正常高水位以上的第一級階地;在巖溶地區的水庫地質測繪應該包括所有勘測到的巖溶洞穴。
3.2鉆探和物探
鉆探和物探是勘察和確定水文地質結構情況、含水層的具置,斷裂富水帶的位置等水文地質條件以及獲取準確數據信息的重要手段。鉆探和物探結合使用,有利于提高水文地質勘察的質量,獲取準確的數據信息。勘探剖面線的布置必須綜合考慮水文地質結構以及地下水的分布情況。對于多層含水層結構的區域,在可能出現滲漏情況的各巖組內布置2個以上的鉆孔;在巖溶地區,鉆孔的布置的深度必須穿過巖溶發育帶。
3.3水文地質試驗
主要包括鉆孔壓(注)水試驗、抽水試驗。抽水試驗的持續時間比較長,一般來說大于1個月,準確分析水位的變化趨勢,提高計算的精確度。在巖溶地區,主要應用的是示蹤試驗,用于勘察巖溶洞穴的連通性。此外,巖土層的滲透試驗可以測定滲透系數,是估算水庫的滲漏量的主要數據依據。
3.4地下水動態觀測
進行地下水動態觀測需要建立一個長期觀測網,尤其對于可能發生滲漏的巖組內要布置2個以上的觀測孔。主要觀測水文地質勘察的常規項目,以及發生降雨時洞穴的涌水和流量等具體情況。
四、結語
綜上所述,本文結合實際簡述了水庫由于建設較早、施工質量不高、使用時間比較長、維護管理不到位等原因,加之水庫受自然環境影響比較大,導致現階段很多的水庫出現滲漏等現象,安全隱患比較嚴重。忽視水文地質勘察是造成很多水庫施工質量差、滲漏現象多發的重要原因。水文地質勘察在水庫建設、病險水庫滲漏處理中具有重要地位,因此要加強水文地質勘察,確保水庫的施工質量,防范滲漏的發生。
參考文獻:
[ 1 ]會議論文. 水利工程中的工程地質環境分析. 中國水利學會勘測專業委員會2002 年學術研討會2002.
[ 2 王大純、張大權、史毅虹等. 水文地質學基礎[M] , 北京, 地質出版社,2009.
[ 3] 王紅蓮, 趙鐵峰. 淺談鉆孔原始地質編錄[ J] . 中國科技信息,2007(2), 1.
關鍵詞:電解鋅;地下水;水資源;環境影響評價
中圖分類號:P641.11 文獻標識碼:A 文章編號:
0 引言
對廠區地下水進行滲水試驗和抽水試驗,并對周邊村莊進行走訪、調查,對區內水井、泉點、溝流的流量進行測定,以便在電解鋅項目的建設和及建成后對環境的影響,將大氣水、地表水與地下水綜合考慮、在最大限度地利用和保護周邊村莊的水資源不受污染的同時,減少電解鋅項目對地下水資源的污染,并提出治理措施,為從事電解鋅項目的建設與管理奠定基礎。也為該區地下水資源可持續利用和保護提供了保障。
1 工程概況
評價區位于德宏州瑞麗市勐卯鎮,行政區劃屬瑞麗市管轄。勘查區處于高黎貢山南端,地處怒江和和龍江中下游,為一北東向斷陷盆地。勘查區屬低山丘陵與盆地地貌,北東部畹町一帶為狹長的山間谷地。勘查區北起弄賢村,南至銀井,東起喊沙,西至班養村,面積約20.53km2。
2 氣象、水文
瑞麗江流域屬于低緯度雨淋型氣候,濕熱是其主要特點。該區處于孟加拉灣暖濕氣流迎風坡的前沿,降雨量充沛,流域內年平均降雨量在1700~1800mm之間,瑞麗壩區年均降雨量在1400~1500mm之間。降水的年度變化小,年內降水量分布不均勻,汛期5~10月占年降水量的85%,枯季1~4月,11~12月降水僅占全年的15%,
3地層巖性與地質構造
根據本次調查和水文地質鉆孔資料,區域地層為第四系、上第三系、三疊系和寒武系變質巖層(圖1評價區水文地質圖),詳述如下:
(1)第四系全新和更新統地層(Q)
主要分布于南東部瑞麗江沖洪積平原,巖性主要為沖積、沖洪積、洪積粘土、砂質粘土、含粘土質礫石、礫石及砂、砂礫石層,厚度5.0~200.0m,靠河地段厚度有所增大。
(2)上第三系巖層(N)
分布于評價區中部低山丘陵地段,巖性為半膠結礫巖、砂巖砂礫巖,泥巖、炭質頁巖及褐煤夾層。厚度約為100-1425m。
(3)三疊系上統石鐘山組(T3s)
分布于瑞麗市區北東部低山丘陵地段,巖性為白云質灰巖夾泥質灰巖、鐵質頁巖及礫巖。厚度≥40m。
(4)三疊系上統南梳壩組(T3n)
分布于瑞麗市區北東部低山丘陵地段,巖性為頁巖、砂巖夾薄-中厚層狀灰巖,白云質灰巖。厚度約為700-710m。
(5)二疊系下統沙子坡組(P1s)
分布于瑞麗市區北東部低山丘陵地段,巖性為灰色薄-中厚層狀灰巖、白云巖、白云質灰巖及泥質灰巖。厚度約為1082-1451m。
(6)寒武系(∈)
分布于評價區北西部;為寒武系地層。主要巖性為混合巖化片麻巖、板巖夾變質砂巖、及少量黑云母斜長角閃巖和大理巖透鏡體。厚度大于2000m。
3.2評價區地層
根據本次調查和水文地質鉆孔資料,評價區地層為第四系、上第三系半膠結巖層和寒武系變質巖層,分布于山間谷地和山前平原。第四系巖土層主要為粉質粘土、中砂、粗砂、卵石,局部為淤泥質土,厚度5.0~200.0m,詳述如下:
第四系
①沖洪積層(Qal+pl)
主要分布于南東部瑞麗江沖洪積平原,面積約6.22km2,占勘查區面積30.30%。巖性主要為粉質粘土、中砂、粗砂、卵石,厚度5.0~200.0m,靠河地段厚度有所增大。
②坡殘積層(Qdl+el)
一般位于山間谷地坡殘積層、上第三系巖層和寒武系變質巖之上,主要分布于丘陵坡麓,為第三系和寒武系地層風化未經搬運殘積或坡積而成,巖性主要為風化中粗砂、砂質粘性土、礫質粘性土、及少量粉質粘土等,厚度2.0~20.0m。
(2)上第三系巖層(N)
分布于評價區中部低山丘陵地段,面積約9.92km2,占評價區面積48.32%。巖性為半膠結礫巖、砂巖砂礫巖,泥巖、炭質頁巖及褐煤夾層。厚度約為100-1425m。
(3)寒武系(∈)
分布于勘查區北西部;為寒武系地層。主要巖性為混合巖化片麻巖、板巖夾變質砂巖、及少量黑云母斜長角閃巖和大理巖透鏡體。厚度大于2000m。
3.3地質構造
瑞麗地處燕山褶皺之岡底斯念青唐古拉褶皺系、岡底斯――那丹哈達嶺斷坳,為亞洲板塊與印度板塊碰撞縫合線的東南側,并嚴格受班公湖――怒江深斷裂的制約。
瑞麗地處班公湖-怒江主深大斷裂帶西側,該斷裂帶為俯沖縫合線,全帶巖漿活動和變質作用強烈,主要產生于華力西期、印支期活動,燕山期加劇,喜馬拉雅期強烈疊加,為具多旋回發展的主斷裂。
龍陵――瑞麗大斷裂:該斷裂在地質發展過程中起控制作用,斷裂北西側為元古代高黎貢山變質巖帶分布區,東南則為瑞麗盆地,為上第三系和第四系、三疊系的地層分布區。
龍陵~瑞麗斷裂傾向W,傾角70~80°,沿斷裂帶有糜棱巖帶,構造角礫巖帶,逆掩斷裂帶及拖拽褶皺,向南倒轉的褶皺等。由于繼承性活動和升降運動,沿斷裂形成了潞西、遮放、瑞麗等串珠狀新生代盆地。
3.4區域地殼穩定性
1976年5月29日發生的7.3級、7.4級龍陵大地震為標志,新構造運動繼續保持活躍態勢,隨著龍陵~瑞麗斷裂至芒市在瑞麗延伸方向上的傾伏,地震頻度和強度也相應向北,向南衰減。據瑞麗市地震局資料,1611年4月,發生4.5~5級地震;1931年3月15日,勐卯東北發生5.3級地震,1933年5月13日,勐卯東北境再發生5.5級地震;1966年5月19日13時03分,9月21日7時37分,分別發生4~5級及5.4級地震。從9月19日13時~10月10日共記錄到大小地震355次,其中4~4.9級7次,5級以上3次,余震頻繁,波及范圍廣,瑞麗屬多發地震區。
5 結束語
合理開發利用地下水,避免或減輕建設項目對地下水的污染,對保護水資源環境具有重要意義。本文以瑞麗市某電解鋅冶煉項目實例為依托,對該項目場地及周邊地下水進行了分析與評價,為地下水環境影響評價提供了資料。地下水環境影響評價后并采取相應的治理措施即可避免或減輕擬建項目對環境和地下水的污染。
參考文獻
[1] 張忠學等,工程地質與水文地質 [M] 北京:水利水電出版社,2009
[2] 肖長來,梁秀娟,王彪等 水文地質學[M]北京: 清華大學出版社,2010.