《水文地球化学》教学大纲
《地球化学》教学大纲
《地球化学》课程教学大纲一、课程基本信息中文名称：地球化学英文名称：Geochemistry开课学院：资源与环境学院课程编码：9712012030属性：理论学分： 3 总学时：48 实验学时：8 上机学时：0适用专业：地质学专业先修课程：填入课程号填入课名称9712004040 岩浆岩岩石学9712006030 变质岩岩石学9712007035 沉积岩岩石学、9712008050 构造地质学大纲执笔：矿物与岩石教研室夏青松大纲审批：资源与环境学院学术委员会教学院长：廖明光制定(修订)时间：2013年3月二、目的与任务及能力培养地球科学以自然物质的组成及其各类运动形式为研究内容。
地球化学是地球科学中研究物质成分的主干科学，以元素及其化学运动为研究对象，是地球化学的基础学科之一。
通过《地球化学》课程教学，使学生认识地球化学的学科性质、主要研究领域及其研究的根本问题、基本理论及研究方法；并在此基础上了解地球化学在地球科学中的地位及初步建立地球化学思维。
地球化学是地学专业的基础课之一，也是地球化学专业的专业基础课，是地球化学、资源勘查、环境等专业及地质学专业理科基地班学生进一步选修地球化学专题课程的基础。
三、基本要求通过课程学习领会地球化学的研究思路和方法，掌握地球化学基本概念、基本原理和研究方法，学会用地球化学原理分析和解决地球科学问题。
通过地球化学作业、专题读书报告编写和答辩等环节使学生的分析问题能力得到提高。
四、教学内容、要求及学时分配本课程介绍地球化学的学科地位、定义、学科性质、研究内容和研究方法；自然体系中元素和同位素的分布规律及其研究意义；自然体系中元素的结合规律和赋存形式及其研究意义；自然体系中水-岩化学作用和水介质中元素的迁移规律及其控制因素；地球化学热力学与动力学方法原理在研究地球化学作用过程中应用；微量元素地球化学和同位素地球化学方法原理及其在岩石圈体系中应用。
具体教学要求、重点、难点及学时分配如下：（一）理论教学（共40学时）绪论………………………………………………………………………………………（2学时）目的与要求：地球化学学科的性质定义及在地球科学中的地位。
水文地球化学
13
1.1.2 水文学中的某些基本概念
Some concepts in hydrology（pp.1-13)
水 循 环
天然水的组成： 海洋：96% 冰：3% 地下水: 1% 溪流、湖泊： 0.01% 大气: 0.001%
滞留时间的概念
T = 总水量 / 输入水量 河水和地下水排入海 中的水量为：0.361020g/y 降水补充海水的水量 为： 3.51020g/y。故：
Ionic character: O - H = 3.5 - 2.1 = 1.4 39% ionic; 61% covalent - water is polar covalent. Water is a polar substance, meaning there is a positive and- a negative pole to the molecule.
In general, a relatively small number of inorganic constituents occur in substantial concentrations in most natural waters. Major constituents Ions: bicarbonate (HCO3-), calcium (Ca2+), chloride (Cl-), magnesium (Mg2+), sodium (Na+), and sulfate (SO42-). Neutral species: silica (H4SiO40) There are numerous possible minor and trace constituents. 23
3
第1章水文地球化学基础
第1章⽔⽂地球化学基础第⼀篇基础篇1第⼀章⽔⽂地球化学基础第⼀节应⽤⽔⽂地球化学的某些基本概念虽然我们已对⽔⽂地球化学有⼀定的了解，但是为了更好地转⼊应⽤⽔⽂地球化学，对⽔⽂地球化学中的某些基本概念进⾏复习和深化了解是很有必要的。
⽔岩作⽤(WRI)⽔岩作⽤是⼀种学术观点，它主张将地壳看成是⼀个⽔岩体系，许多地质和⽔⽂地质现象都与天然⽔和岩⽯之间的相互作⽤有关。
应⽤⽔岩作⽤的观点来研究地学中的问题能更科学、更有效地解决问题。
⽔⽂地球化学与单纯的⽔化学不同。
⽔⽂地球化学中的⽔是指与地球有关的⽔，凡是天然⽔体，它总是与地球物质发⽣着关系。
地下⽔总是赋存于地质体内，或者说，地质体、岩⽯内总是多少包含有⼀定的⽔分。
因此，⽔⽂地球化学将⽔和岩⽯看成⼀个互相联系的体系，称它为⽔岩体系。
⽔⽂地球化学作⽤除了⽔溶液作⽤以外，更主要的是⽔与岩⽯之间的作⽤。
既然在地球表⾯上和地球内部⽔是那样普遍，因此在研究地学时我们应该将⽔和岩⽯联系起来看问题。
许多⼈认为，地学、地球化学中的问题，特别是低温地球化学（温度⼩于200℃）问题，在⼤多数情况下都是发⽣在⽔岩体系中的⽔岩作⽤(water-rock interaction)问题。
凡是孤⽴地单⼀从⽔或岩⽯来研究地球化学问题是不全⾯的，因⽽也是不科学的。
世界上许多科学家都持有与此相同的观点，因此于1974年在前苏联⽔⽂地质学家的倡议下，志同道合的科学家汇聚在捷克的布拉格，举⾏了第⼀届国际⽔岩作⽤学术⼤会。
此后在国际地球化学宇宙化学协会下设了⽔岩作⽤委员会，在它的组织下，每三年举⾏⼀次学术活动。
第⼆次，于1977年在法国的斯特拉斯堡；第三次，于1980年于加拿⼤的埃特蒙顿；第四次，于1983年在⽇本的鸟取县三朝町；第五次，于1986年在冰岛的雷克雅维克；第六次，于1989年在英国的⽑尔芬；第七次，于1992年在美国的花园城；第⼋次，于1995年在俄罗斯的海参威；第九次于1998年在新西兰的TAUPO举⾏；第⼗次于2001年在意⼤利举⾏。
水文地球化学教学辅导书(教案)精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版水文地球化学教学辅导书（教案）《水文地球化学》学习辅导第一章地下水的化学成分一、学习要点（一）内容：水的结构与特性，水的内部结构；地下水的化学成分；地下水的综合指标。
（二）基本要求：1．了解地下水分子的内部结构、水分子间的联结与排布以及水的特异性质；2．掌握水的几个化学组分；3．了解精地下水的综合指标；4．了解水质分析结果的可靠性检验方法方法；5．了解水化学成分的图形表示。
（三）重点：水的特异性质；水的无机组分、有机组分；地下水的综合指标。
（四）难点：水分子间的联结与排布二、复习题（一）名词解释1．氢键2．质量浓度3．BOD（二）问答题水的特异性质有哪些？三、复习题参考答案（一）名词解释1．氢键：指水分子中氢原子，在保持同本水分子中的氧原子最基本的共价键的同时，又能同相邻水分子中的氧原子产生一种静电吸引。
2．质量浓度：每升水中所含溶质的毫克数或微克数（或每千克溶液中含溶质的毫克数或微克数）3．BOD：水中的微生物在降解水中有机物的过程中所消耗的氧的量，以mg/L表示。
（二）问答题答：（1）水具有独特的热理性质（2）水具有较大的表面张（3）水具有较小的粘滞度和较大的流动性（4）水具有使盐类离子产生水化作用的能力（5）水具有良好的溶解性能（6）水具有高介电效应第二章地下水成分的形成作用一、学习要点（一）内容：化学热力学基础；溶解/沉淀作用；碳酸平衡；氧化还原平衡；吸附解吸及离子交替吸附作用。
（二）基本要求：1．掌握热力学状态函数与平衡判据、各种形态物质化学势的表达式；了解平衡常数的计算。
2．了解地下水系统固体物质的组成；掌握溶解/沉淀作用。
3．掌握碳酸盐的溶解平衡；了解离子的影响；掌握方解石和白云石的非全等溶解。
4．了解氧化还原基本概念；掌握氧化还原强度；了解pE（E h）- pH图6．了解地下水系统的氧化还原条件及其影响因素。
7．掌握离子交替吸附作用的概念。
（三）重点：热力学状态函数与平衡判据；各种形态物质的化学势；溶解/沉淀作用；碳酸平衡；氧化还原强度；离子吸附交替作用概念。
水文地球化学
By Prof. Dr. Sun Zhanxue
1
Chapter 1 Introduction and chemical background 引言与化学背景
2
LEARNING OBJECTIVES
Review basic fundamentals of chemistry. Understand commonly used concentration units and unit conversions. Learn to calculate and understand the significance of water hardness and charge-balance error. Be introduced to some common ways of graphically displaying natural water compositions.
9
•1979年 H.Φ.沃兹娜娅 《水化学与微生物学》 •1982年G. Matthess 《The Properties of Groundwater》 •1988年 J.I. Drever 《The Geochemistry of Natural Waters》 （第二版）（1997已出第三版） •1988年 R.M. Pytkowicz 《平衡非平衡与天然水》 •1989年 J.D. Hem 《Study and interpretation of the chemical characteristics of natural water》 •1994 年 C.A.J. Appelo & D. Postma 《Geochemistry, Groundwater and Pollution》 •1996年 W. Stumm & J.J. Morgan 《Aquatic Chemistry》 •1997 年 Langmuir, AQUEOUS ENVIRONMENT GEOCHEMISTRY
《水文地质学》实验大纲和指导书
水文地质学实验大纲及实验指导书《水文地质学》实验教学大纲实验一孔隙与水一、实验课程目的与任务1．加深理解松散岩石的孔隙度、给水度和持水度的概念。
2．熟练掌握实验室测定孔隙度、给水度和持水度的方法。
二、实验课程内容、要求及学时安排1．熟悉给水度仪并对仪器进行标定。
2．测定三种松散岩石试样的孔隙度、给水度和持水度。
学时安排：2学时。
三、实验课程考核完成实验报告，确定实验成绩。
四、主要参考资料教材：《水文地质学基础》章至洁等，中国矿业大学出版社实验指导书：《水文地质学基础实验讲义》实验二达西渗流实验一、实验课程目的与任务1．通过稳定流条件下的渗流实验，进一步理解渗流基本定律——达西定律。
2．加深理解渗流速度、水力梯度、渗透系数之间的关系，并熟悉实验室测定渗透系数的方法。
二、实验课程内容、要求及学时安排1．了解达西实验装置。
2．根据达西公式： Q = KωΔH/ L = K Iω，测定不同试样的渗透系数K 。
式中：Q——渗透流量；ω——过水断面面积；ΔH ——上下游过水断面的水头差；L ——渗透途径； I ——水力梯度。
学时安排：2学时。
三、实验课程考核完成实验报告，确定实验成绩。
教材：《水文地质学基础》章至洁等，中国矿业大学出版社实验指导书：《水文地质学基础实验指导书讲义》实验三潜水模拟演示一、实验课程目的与任务1．熟悉与潜水有关的基本概念，增强对潜水补给、径流和排泄的感性认识。
2．加深对流网概念的理解，培养综合分析问题的能力。
二、实验课程内容、要求及学时安排1．观察地表径流。
2．确定潜水面形状。
3．分析地下水分水岭的移动。
4．演示不同条件下的潜水流网。
学时安排：2学时。
三、实验课程考核完成实验报告，确定实验成绩。
四、主要参考资料教材：《水文地质学基础》章至洁等，中国矿业大学出版社实验指导书：《水文地质学基础实验讲义》实验四承压水模拟演示一、实验课程目的与任务1．熟悉与承压水有关的基本概念，增强对承压水的补给、排泄和径流的感性认识。
水文地球化学教学大纲
《水文地球化学》教学大纲一、课程名称：水文地球化学Hydrogeochemistry二、课程编号：三、学分学时：2学分/32学时四、使用教材：沈照理等编，《水文地球化学基础》，地质出版社，1993年5月第一版，1999年第二次印刷五、课程属性：专业内选修课选修六、教学对象：地质工程专业本科生七、开课单位：地球科学与工程学院地质科学与工程系八、先修课程：普通化学、普通地质学、岩石矿物学、构造地质学、水文地质学基础等。
九、教学目标：通过比较系统地介绍有关水文地球化学的基础理论，掌握水-岩相互作用在天然和人类活动条件下导致的地下水各溶解组分的迁移转化规律，熟悉应用水化学的分析理论与方法解决各种环境和工程问题。
十、课程要求：通过本课程的学习，使学生掌握水文地球化学的平衡理论，学会水文地球化学的分析方法，基本要求是：1．掌握水化学平衡原理；2．掌握地下水溶解组分的迁移和转化规律；3．学会应用水文地球化学的基本原理和分析方法解决自然和人类活动条件下的各种地下水环境问题；十一、教学内容：本课程主要由以下内容组成：第一章水化学基础（12学时）⏹知识要点：溶解平衡、碳酸平衡、洛河计算、氧化还原作用、吸附平衡⏹重点难点：各种平衡的计算方法⏹教学方法：课堂教学第二章地下水化学成分的组成（4学时）⏹知识要点：天然水的化学特性、元素的水文地球化学特性、天然水化学成分的综合指标、地下水化学成分的数据处理⏹重点难点：各天然水体的常量和微量及痕量化学成分特性⏹教学方法：课堂教学第三章地下水化学成分的形成与特征（4学时）⏹知识要点：渗入成因地下水、沉积成因地下水和火山成因地下水的化学成分的形成与特征⏹重点难点：各种成因水的化学成分的形成机理与演化⏹教学方法：课堂教学第四章水的地球化学循环（4学时）⏹知识要点：地下水圈、地壳中水的地球化学循环、成矿过程中的地球化学循环⏹重点难点：地下水循环过程中元素的迁移转化⏹教学方法：课堂教学第五章水文地球化学的应用（8学时）⏹知识要点：地下水污染、地球化学环境与人体健康、矿泉水⏹重点难点：如何应用水文地球化学的基本原理分析和评价各种水环境问题⏹教学方法：课堂教学十二、实践环节：主要是习题：⏹络合计算⏹饱和指数计算⏹Eh-pH计算⏹吸附平衡计算⏹水化学成分的图示⏹应用分析十三、教学参考：1．参考教材⏹沈照理等编，《水文地球化学基础》，地质出版社，1993年5月第一版，1999年第二次印刷2．参考文献⏹杨忠耀，环境水文地质，原子能出版社，1990年十四、考核方式：笔试、水环境问题分析报告十五、课程说明：本课程为研究型人才培养方向课程大纲编写人：刘建刚大纲编写时间：2012年3月30日。
水文地质学-教学大纲
《水文地质学》课程教学大纲【英文译名】：Hydrogeology【适用专业】：地质工程【学分数】：2【总学时数】：32【实践学数】：0一、本课程教学目的和课程性质《水文地质学》是地质工程专业的一门专业基础必修课。
本课程重点讲授有关的基本概念、地下水赋存、地下水运动的规律、地下水的补给与排泄、地下水的物化性质、地下水资源、地下水的生态环境特性。
介绍了地球上水的循环、包气带水的运动、化学成分成因类型、地下水的动态与均衡等。
本课程的目的是通过本课程的教学使学生系统掌握水文地质的基本知识，学会分析区域水文地质条件的问题的基本方法，能阅读和分析常用的水文地质图件和资料，为学生从事该方面的工作打下基础。
二、本课程的基本要求通过本课程所有教学环节，要求学生掌握水文地质的基本知识，熟悉水文地质工作的技术和方法，能阅读和分析常用的水文地质图件和资料。
通过以上学习，学生应具有分析、研究、解决水文地质实际问题的基本能力。
三、本课程与其他课程的关系本课程学习前必须学习《普通地质学》、《矿物学》、《岩石学》、《构造地质学》等课程。
后继课程有《土力学与基础工程》等课程。
四、课程内容注：“*”为重点部分；“＃”为难点部分。
绪论水文地质学概念；研究内容；地下水在国民经济中的作用；水文地质学的分支；水文地质学的发展简史及发展趋势。
第1章地下水概论1.1 地球上的水及其循环地球上水的分布；*水循环的概念、水文循环、地质循环；*影响水循环的因素；我国水文循环概况。
*1.2 地下水的赋存岩石的空隙性：孔隙、裂隙、溶穴的概念、表征和特征；岩石中水的存在形式：岩石骨架中的水、岩石孔隙中的水（重力水*、毛细水*）。
岩石的水理性质：容水性、持水性、给水性和透水性的概念、表征及相互间的关系；有效应力原理与岩土压密：有效应力原理*、地下水位变动引起的岩土压密；包气带与饱水带：概念；含水层、隔水层与弱透水层：理解掌握概念；地下水的分类：按埋藏条件分为：上层滞水、潜水、承压水；按介质条件分为：孔隙水、裂隙水、岩溶水。
(完整版)水文学教学大纲
《水文学》教学大纲适用专业：地理科学第一部分：课程的性质、任务和要求水文学是师范类地理科学专业必修的基础课程，它是自然地理的重要组成部分，可为进一步学习其它专业课打下必要的基础。
通过本课程的教学，使学生掌握水文学的基本知识与基本理论，了解地球上各种水体的特征、形成、运动变化及地理分布的规律。
掌握研究与考察水文的基本方法与技能，得到水文野外考察的初步训练。
使学生掌握水资源开发利用和保护的一般知识。
此外水文学还要为后续课及中学地理教学提供必要的基础知识。
本课程要求教师在教学过程中应注意对学生进行辩证唯物主义教育；注意理论联系实际，联系工农业生产，联系城市发展及中学教学等方面的实际；注意培养学生的科学思维，逻辑思维，空间想象能力以及获得解决某些实际问题的能力。
第二部分：教学内容绪论（一）水文学的研究对象（二）水文学的体系（三）水文现象的主要特点（四）水文现象的研究方法第一章地球上水的性质与分布基本要求：掌握水的物理、化学性质，了解水的分布情况与水资源状况。
第一节地球上水的物理性质（一）水的温度（二）水的密度（三）水的颜色与透明度第二节地球上水的化学性质（一）天然水的分类（二）水体的化学性质第三节地球上水的分布与水资源（一）地球上水的分布（二）水资源特性（三）世界及我国水资源第二章地球上的水循环基本要求：掌握水循环的基本知识，会推求水量平衡方程式，了解二者的关系。
第一节水循环概述（一）水循环的基本过程（二）水循环的类型与层次结构（三）水循环的作用与效应第二节水量平衡（一）水量平衡概述（二）通用水量平衡方程（三）全球水量平衡方程第三节蒸发（一）蒸发的物理机制（二）影响蒸发的因素（三）蒸发量的计算第四节水汽扩散与输送（一）水汽扩散（二）水汽输送第五节降水（一）降水要素（二）面降水计算（三）影响降水的因素（四）可能最大降水第六节下渗（一）下渗的物理过程（二）下渗理论与经验公式（三）影响下渗的因素第七节径流（一）径流的含义及其表示方法（二）径流的形成过程（三）影响径流的因素第三章陆地表面水的组成与运动基本要求：重点掌握河流的水情要素及河水的运动，掌握冰川类型与运动，知道湖泊、水库的运动状况，能够说出湖泊、水库的平衡与体积作用以及湖泊的演化过程。
高等水文地球化学 课件(1-2章)-课程
•明代 李时珍(1519—1593)著《本草纲目》 提出按成分，将泉水分成五类： (1)硫酸泉； (2)珠砂泉； (3)矾石泉； (4)雄黄泉； (5)砒石泉。
国内主要的水化学方面的著作
•1926年 章鸿钊《中国温泉辑要》 •1977年 水工所 《水文地球化学找矿方法》 •1978年 水工所 《中国地下水》 •1980年 高万林等 《放射性水文地球化学找矿》 •1982年 李学礼 《水文地球化学》 •1983年 沈照理 《水文地球化学基础》 •1983年 张人权 《同位素在水文地质学中的应 用》
1.3 水文地球化学与其它学科的关系
➢水文地球化学与水文地质学的关系
水文地球化学是水文地质学的一部分。 在进行水文地球化学研究时，不应将地下 水看作是静止的、孤立的，而应将它看作 是运动的、与地质体紧密联系的“流体矿 床”，要以水文地质规律和古水文地质方 法为依据进行综合研究。
1.3 水文地球化学与其它学科的关系
• 但过去的水文地球化学研究中，多侧重于地下水 化学成分本身的形成，而地下水活动过程中种种 水文地球化学作用对其它地质现象的影响和关系 涉及不多。
因此，现代水文地球化学 的研究对象应该包括：
地下水成分→地下水成分的 形成作用→地下水对外生循环、内 生循环中各种作用的影响。
1.2 水文地球化学研究对象及 意义
• 1984年 李昌静、卫中鼎 《地下水水质及 其污染
• 1984年 刘存富 《同位素水文地质学基础》 • 1985年 水工所 《水文地球化学理论与方
法的研究》 • 1986年 王秉忱 《地下水污染地下水水质
模拟方法 • 1988年 尹观 《同位素水文地球化学 • 1988年 刘崇喜 《水文地球化学找油理论
33
《水文地球化学基础》课件
结尾
1 总结和展望
总结本课程的核心观点，并展望水文地球化学研究的未来发展方向。
2 参考文献
列出本课程涉及的主要参考文献，供学生们进一步学习和探索。
第三章 - 水文地球化学研究方法
1 野外观测和实验室分析
介绍野外观测方法和实验室分析技术，以获取水体化学信息。
2 样品收集和处理技术
探讨水样的收集与处理策略，确保数据的准确性和可靠性。
第四章 - 水文地球化学的应用
1 水质评估和污染控制
介绍水质评估方法和污染控制措施，维护健康的水环境。
2 地下水资源管理
了解元素和化学反应的基本原理，掌握溶 解度和离子平衡等关键概念。
3 熟练掌握水文地球化学研究方法
4 应用水文地球化学研究于实际问题
学习野外观测和实验室分析技术，了解样 品收集和处理技术的应用。
了解水质评估和污染控制、地下水资源管 理等水文地球化学的应用领域。
第一章 - 水文地球化学基础概述
1 地球化学和水文学的关系
探讨地球化学和水文学的基本概念，以及它们之间如何相互关联。
2 水文地球化学的重要性
说明水文地球化学在环境保护、水资源管理等方面的重要作用。
第二章 - 地球化学基础知识
1 元素和化学反应
2 溶解度和离子平衡
介绍元素在地球环境中的分布和重要性， 以及水体中发生的化学反应。
解释溶解度和离子平衡对水体化学特性的 影响。
《水文地球化学基础》 PPT课件
这是《水文地球化学基础》课程的PPT课件，旨在介绍水文地球化学的基本 概念、关键知识和应用。掌握这些知识，有助于理解地球上水体的化学成分、 反应过程以及其对环境的影响。
中国地大《地球化学》教学大纲
《地球化学》教学大纲课程编号：14013 学时：50 学分：2.5一、课程的性质和目的地球科学以自然物质的组成及其各类运动形式为研究内容。
地球化学是地球科学中研究物质成分的主干科学，以元素及其化学运动为研究对象，是地球化学的基础学科之一。
通过《地球化学》课程教学，使学生认识地球化学的学科性质、主要研究领域及其研究的根本问题、基本理论及研究方法；并在此基础上了解地球化学在地球科学中的地位及初步建立地球化学思维。
地球化学是地学专业的基础课之一，也是地球化学专业的专业基础课，是地球化学、资源勘查、环境等专业及地质学专业理科基地班学生进一步选修地球化学专题课程的基础。
二、课程的基本内容介绍地球化学的学科地位、定义、学科性质、研究内容和研究方法；自然体系中元素和同位素的分布规律及其研究意义；自然体系中元素的结合规律和赋存形式及其研究意义；自然体系中水-岩化学作用和水介质中元素的迁移规律及其控制因素；地球化学热力学与动力学方法原理在研究地球化学作用过程中应用；微量元素地球化学和同位素地球化学方法原理及其在岩石圈体系中应用。
三、课程的基本要求通过课程学习领会地球化学的研究思路和方法，掌握地球化学基本概念、基本原理和研究方法，学会用地球化学原理分析和解决地球科学问题。
通过地球化学作业、专题读书报告编写和答辩等环节使学生的分析问题能力得到提高。
四、教学安排绪论（2学时）地球化学学科的性质定义及在地球科学中的地位。
要求学生掌握：1. 地球化学的定义及研究的基本问题。
2. 地球化学的研究思路、研究的工作方法。
3. 地球化学的发展简史及发展趋势。
第一章地球系统的化学组成 (10学时)地球系统的化学组成和元素丰度是地球化学的基本研究任务之一，是开展地球化学研究的基础资料，它是地球化学过程的历史记录，也限定和反映了体系的热力学性质和元素的地球化学行为。
要求学生掌握：1．太阳系、地球的化学组成；2．太阳系、地壳元素丰度的特征及其研究方法；3．区域及地质体元素丰度的研究方法及研究意义。
1水文地质学基础教学大纲
《水文地质学基础》教学大纲一、大纲说明1．课程性质和地位《水文地质学基础》是水文与水资源工程和地质工程专业必修的重要专业基础课。
该课程的基本知识也是与地下水有关专业的选修内容。
通过本课程的教学，使学生系统地获得水文地质学的基本知识和地下水的形成、分布、运移的基本理论；初步掌握运用所学知识对与地下水有关问题进行水文地质分析的基本方法和技能。
2．教学目的和要求本课程在公共基础课与地质基础课的基础上进行教学。
它既作为一门专业基础课阐述其本身的理论，又为后继课程《地下水动力学》、《水文地球化学》、《岩土工程勘察》、《专门水文地质学》及《工程地质学》等专业课的教学准备必要的基础知识。
通过本课程的教学，使学生重点掌握以下几方面的知识：了解课程的性质、任务、研究对象以及在所学专业的地位，对水文地质学有一个整体的认识。
★ 重点掌握水文地质学的基本概念，基本原理和基本研究方法★ 掌握地下水的形成、分布、运移特征和规律，学会运用水文地质学原理，科学分析和解决相关水文地质问题的思维方法。
★ 掌握简单的水文地质专业作业方法。
二、主要教学环节安排课程的主要内容应以地下水的形成、赋存、分布和运移规律及各类地下水的特征为中心进行选材，并注意与本专业其它课程的配合与衔接。
教学内容共分十五章，一至九章阐述地下水形成的理论和有关概念，为本课程的基本理论部分。
十至十二章进一步阐述各类地下水的埋藏、分布、交替循环等特征，是前一部分理论的应用和深化。
十三、十四章介绍地下水的资源特征及其供水意义，并介绍人类开发利用地下水资源过程中出现的某些环境问题。
十五章介绍地下水研究的基本内容和方法。
课程总学时为72，其中讲授50学时，课程实习12学时，综合课程设计（实习）10学时。
在大纲基本内容和总学时不变的前提下，部分教学内容、体系和课时分配，可根据本学科的发展和具体条件以及专业所需，适当灵活掌握。
学时分配见下表。
课程教学学时分配表三、选用教材及教学参考书目1．课程教材《水文地质学基础》王大纯张人权等编著地质出版社 1995年6月2．主要参考书《水文地质学》李正根等编著《工程地质与水文地质》王家鼎惠泱河编著陕西人民出版社1997年《水文地质学概论》区永和等中国地质大学出版社，1998.《水文地质学》，于开宁等，石家庄经济学院，1998.四、课程内容体系绪言教学目的与要求通过绪言的学习，使学生掌握水文地质学的概念、研究对象及研究内容；了解水文地质学在国民经济建设中的作用及水文地质学的发展概况。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《水文地球化学》教学大纲Hydrogeochemistry－Course Outline第一部分大纲说明一、课程的性质、目的与任务《水文地球化学》是水文与水资源工程专业本科生必修的一门主要专业基础课。
通过本课程的学习，使学生掌握水文地球化学的基本原理和学会初步运用化学原理解决天然水的地球化学问题和人类对天然水的影响问题的方法与手段，为学习后续课程和专业技术工作打下基础。
二、与其它课程的联系学习本课程应具备普通地质学、综合地质学、工程化学和水文地质学的基础。
后续课程为水质分析实验、铀水文地球化学、环境水文地质学和水文地质勘察。
三、课程的特点1．对基本概念、基本规律与常见的应用方法的理解并重。
2．对基本理论与常见水文地球化学问题的定量计算方法的掌握并重。
3. 采用英文教材，中、英语混合授课。
四、教学总体要求1．掌握水文地球化学的基本概念、基本规律与研究方法。
2．掌握控制地下水与地表水化学成分的主要作用：酸碱反应与碳酸盐系统；矿物风化与矿物表面过程；氧化－还原反应；有机水文地球化学作用等。
3．通过理论讲述、研究实例分析与习题课，使学生理解天然水中常见的化学组份与同位素组成，掌握最基本的地球化学模拟方法与整理水化学数据的能力。
五、本课程的学时分配表编号教学内容课堂讲课学时习题课学时实验课学时自学学时1 引言及化学背景（Introduction and Chemical Background）62 酸碱反应与碳酸盐系统(Acid-Base Reactions and the CarbonateSystem)4 23 矿物风化与矿物表面过程Mineral weathering and mineral surface processes6续学时分配表编号教学内容课堂讲课学时习题课学时实验课学时自学学时4 氧化－还原反应Redox reactions and processes4 25 有机水文地球化学Aqeous organic geochemistry66 放射性废物的环境水文地球化学Environmental hydrogeochemistry of radioactive wastes37 重金属与类金属Heavy metals and metalloids38 同位素水文地球化学Isotope hydrogeochemistry8 29 迁移与反应模拟Transport and reaction modeling410 复习Reviews2总学时 52，学分3.5，其中：理论教学52学时，实验教学单独设立水质分析与水文地球化学实验38学时。
六、教材及教学参考资料（一）教材1．Drever, J.I., The geochemistry of natural waters (Third edition), Prentice-Hall,1997.2．李学礼编著，水文地球化学（第二版），原子能出版社，1988（二）主要参考资料1.K e h e w A.E.,A p p l i e d c h e m i c a l h y d r o g e o l o g y.P r e n t i c e H a l l.20012．D e u t s c h W.J.,G r o u n d w a t e r g e o c h e m i s t r y.L e w i s P u b l i s h e r s.19973．S t u m m W.&M o r g a n J.J.，A q u a t i c C h e m i s t r y.1996 4．A p p e l o C.A.J.&P o s t m a D.，G e o c h e m i s t r y,G r o u n d w a t e r a n d P o l l u t i o n，B a l k e m a.1994 5．P y t k o w i c z R.M.，平衡非平衡与天然水. 19886．L l o y d J.W.,H e a t h c o t e J.A.,N a t u r a l i n o r g a n i c h y d r o c h e m i s t r y i n r e l a t i o n t og r o u n d w a t e r.A n I n t r o d c t i o n.C l a r e n d o n P r e s s.19857．E r i k s s o n E.,P r i n c i p l e s a n d a p p l i c a t i o n s o f h y d r o c h e m i s t r y.C h a p m a n H a l l L t d.19858.M a t t h e s s G.，T h e P r o p e r t i e s o f G r o u n d w a t e r. 19829．王凯雄，水化学．化学工业出版社，200110.沈照理，水文地球化学基础．地质出版社，1993 第二部分教学内容和教学要求第一章引言及化学背景（Chapter 1 Introduction and Chemical Background）教学内容：1引言与化学背景（Introduction and chemical background）1.1 引言（Introduction）1.1.1 水文地球化学的发展历史（Histories of hydrogeochemistry）1.1.2 水文学中的某些基本概念（Some basic concepts in hydrology）1.2 化学背景（Chemical background）1.2.1水溶液与水的性质（Aqueous solution and properties of water）1.2.2浓度和单位转换（Concentration and unit conversions）1.2.3电荷平衡误差（Charge-balance error）1.2.4水化学的图形表示（Graphical displays of water chemistry）1.2.5平衡热力学（Equilibrium thermodynamics）1.2.6活度与浓度的关系（Activity－concentration relationships）1.2.7络合物的形成，扩散与弥散作用（Complex formation, diffusion）教学要求：复习基本的化学原理；了解常用的浓度单位和单位换算；学会计算水的硬度和电荷平衡误差，并理解其意义；介绍水化学成分的图示方法；熟悉平衡与平衡常数及活度与活度系数；掌握络合作用对矿物溶解度的影响；初步认识扩散与弥散作用的基本原理。
教学建议：讲清水文地球化学学习的重要性及简要介绍其发展历史；活度与浓度的关系及饱和指数的概念及其应用为教学重点；扩散与弥散作用原理为本章难点。
第二章酸碱反应与碳酸盐系统(Chapter 2 Acid-Base Reactions and the Carbonate System) 教学内容：2.1 酸碱强度（Strength of acids and bases）2.2 天然酸碱系统：碳酸盐系统（Natural acid－base systems: the carbonatesystem）2.2.1 水中CO2（CO2in water）2.2.2 碱度（Alkalinity）2.3 碳酸盐平衡（Carbonate mineral equilibria）2.3.1 同离子效应（The common－ion effect）2.3.2 方解石与白云石的非全等溶解（Incongruent dissolution of calciteand dolomite）2.3.3 研究实例（Case studies ）教学要求：学会用离解常数pKa表示酸碱强度；掌握碳酸盐系统的酸碱平衡及 Bjerrum图的制作；了解天然水中CO2的起源；理解碱度、同离子效应与非全等溶解的概念及应用。
教学建议：碳酸盐系统的酸碱平衡及 Bjerrum图的制作为本章重点；在基本概念讲述的基础上，通过习题课“碳酸平衡与碳酸盐溶解度的计算”使学生熟悉碳酸盐系统的有关计算方法。
第三章矿物风化与矿物表面过程（Chapter 3 Mineral weathering and mineral surface processes）教学内容：3.1粘土矿物与阳离子交换作用（Clay minerals and Cation exchange）3.1.1风化作用（Weathering）3.1.2粘土矿物(Clay minerals)3.1.3 离子交换作用(Ion exchange)3.2 溶解作用与平衡(Dissolution processes and equilibria)3.2.1 表面络合作用与溶解作用（Surface complexation and dissolution）3.2.2 石英的溶解作用(Dissolution of quartz)3.2.3 含Al或含Fe风化产物的溶解度（Solubility of Al- or Fe-bearingweathering products）3.2.4 非全等溶解和活度图（Incongruent dissolution and activity diagrams）3.2.5 硅酸盐的风化和湖泊的酸化作用（Silicate weathering and lakeacidification）3.3 吸附与离子交换作用(Sorption and ion exchange)3.3.1 表面电荷（Surface charge）3.3.2 吸附等温线(Sorption isotherms)3.3.3 金属阳离子的吸附作用（Adsorption of metal cations）3.3.4 离子交换反应(Ion-exchange reactions)3.3.5 天然与污染水中的离子交换作用（Ion-exchange in natural andcontaminated waters）教学要求：了解主要矿物抗风化能力的影响因素；熟悉风化产物的性质；理解石英和含Al矿物溶解度的控制机理；掌握吸附作用的内涵及吸附等温式；学会定量处理离子交换作用的方法；分析天然与污染水中离子交换的作用。
教学建议：本章重点为吸附作用和离子交换作用，难点为吸附机理。
可通过实例来说明天然与污染水中离子交换的作用。