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地质学的研究意义

时间:2023-10-29 09:54:59

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇地质学的研究意义,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

地质学的研究意义

第1篇

【关键词】工程地质学;工程实践;教学改革

【Abstract】Practical teaching will be reinforced in higher school.And cultivating practical talents will be the key direction.“Engineering geology”is just the course which needs reinforcing the practical teaching.According to the engineering case,this paper has analysed the importance of practical teaching of“Engineering geology”in the modern engineering construction field.And the thinking of practical teaching has been summarized.

【Key words】Engineering geology;Engineering practice;Educational reform

根据我国2010-2020年中长期教育改革和发展规划纲要,全国高等学校结合专业和人才培养要求,加强实践教学环节,向应用型人才的培养方向转变。应用型本科人才培养的目标突出表现为培养具备继续学习能力的高素质应用型、技术技能型、复合型人才。而《工程地质学》正是在这一背景下的需要加强实践型教学的课程。在工程建设领域,无论是建筑工程、道路工程,还是水利水运工程和矿业工程,大量成功或失败工程案例都表明只有充分重视建(构)筑物所处的地质环境,协调人、工程与环境的关系,才可能得到自然的尊重,创造人类历史的文明。正是认识到这一点,各大院校中相关专业开设有《工程地质学》这门课程,也足以显示了该课程的专业基础性和重要性。

1 工程地质学在应用型本科教学中的定位

《工程地质学》是研究和解决与工程建设相关的地质问题,为工程建设服务的一门学科,是工程地质专业的一门重要专业课,也是岩土工程、矿业工程等其他非地质专业的专业基础课[3],与工程建设活动紧密的结合在一起。各种大型工程活动都在一定的地质环境中才能进行,研究工程建设与地质环境之间的相互制约、相互影响就是工程地质学的主要内容。因此,《工程地质学》运用地质学理论和方法研究地质环境,查明地质灾害的规律和防治对策,以确保工程建设安全、经济和正常运行。工程地质学的主要内容包括多个方面,如岩土体的属性、地壳的动力地质作用、工程稳定性等等。工程地质学的研究方法也是多种多样的,有地质学方法、室内实验和现场测试方法、计算和模拟方法等等。按照以“建设工程中的工程地质问题”为目标,课程所构建的框架和内容如图1。

2 工程建设中的地质问题

《工程地质学》这门课程实践性较强[4-5],涉及到的工程地质问题非常广泛,如与生产建设紧密相关的建筑工程、采矿工程、水利水电工程、交通运输工程等都与工程地质问题紧密联系(图2)。

发生的地质问题主要有区域稳定问题,如活断层、地震、水库诱发地震、砂土液化和地面沉降等等。搞清楚这些地质问题发育的规律性,对于工程建设选址具有重要意义。另外还有岩土体稳定性问题,如斜坡稳定、洞室稳定、地基岩土体稳定的成因、发展史和力学机制的分析等,这些用于具体场地稳定性评价具有重要意义。工程地质问题还包括与地下渗流有关的岩溶渗漏分析和渗透变形分析;与侵蚀堆积有关的河流侵蚀堆积和海湖边岸磨蚀堆积等等问题。工程建设过程中工程地质问题时刻都在发生,影响和改变着我们的生活。下面以实例说明工程地质问题在生活中的体现。

甘肃舟曲县于2010年8月突发特大泥石流灾害,人员损失惨重。据地质专家分析此次灾害的发生与该区的地理环境以及该区的气候特点相关。该区地势西北高、东南低,垂直高差大,气候垂直变化显著,而且灾害发生前突降暴雨,正是这些地质条件的变化促发泥石流的发生。因此工程地质问题中斜坡稳定性问题的专项研究对于减少或预防地质灾害具有指导意义。

日本于2011年3月发生9级地震,地震引发了大规模海啸,造成重大人员伤亡。据美国地质勘探局分析,此次地震由太平洋板块和北美板块的运动所致。太平洋板块每年相对于北美板块向西运动数厘米,太平洋板块在日本海沟俯冲入日本下方,并向西侵入欧亚板块,此次大地震正是运动过程中积累的能量突然释放导致的结果。因此工程地质问题中区域稳定性的活断层问题的研究对于近些年频发的地震问题具有一定的工程意义。

另外北京地区2012年7月份遭受雨之后,多处路面出现规模较大的天坑,严重影响到市民的出行,天坑的出现同样属于工程地质灾害问题是本课程研究的内容之一。所以工程地质问题存在于人类建设的方方面面,当今学好《工程地质学》这门课程是解决此类问题的首要前提。

3 工程地质的教学实践思路

3.1 工程地质教学中所存在的问题

1)重理论轻实践方面。

2)按传统教学和思路进行,过于强调单一的地质学,未能与工程地质相结合,(换句话就是现在的教学仍按地质学专业的要求去教学,未与工程结合,这会导致课时不够,同时学生学的无趣)。

3)于课程的重视不够,认为工程地质与专业关联不大。

3.2 工程地质教学实践思路

1)轻地质重工程地质,突出与工程的相关性。

2)实践教学的实施。

针对周边环境遭受破坏的影响,目前大多学校找到典型的地质剖面较难。除了常规的地质体和地质现象实习,还应结合当地建设的特点,有针对性地进行地质实习,如与建设单位相联系,在揭开地表的时候看一些相关的地质现象;另一方面,与勘察单位相联系,正确认识地质体和岩土体。

3.3 教、学相长

要成为合格的工程地质工作者,一方面要具备较强的专业知识,同时还要有创新的思想和灵活的头脑[6],特别是在工程建设过程中,处理随机出现的各种地质问题,不仅需要有工程地质知识的灵活运用,还要有多学科理论的融合与提升的能力,因此,在《工程地质学》这门课程的教学过程中要重点培养学生做好这样几点:首先,做到基础地质知识要扎实;第二,是积累丰富的工程实践经验;第三,分析工程地质问题要思路周密,遇事沉稳且果断。因此要培养出优秀的工程地质人员应该从教与学两个方面入手:

1)教

(1)课堂

《工程地质学》是一门实践性很强的学科,所以不能脱离实际案例而单纯讲授抽象的理论知识。如讲授岩石的分类、结构和构造特征时,要结合实际现场讲解当其作为建筑材料、地基、边坡与洞室围岩时对工程性质的不同要求等。在讲授滑坡、崩塌、泥石流等现象对工程的影响时,更要结合实际案例进行具体的分析,让授课不再是抽象而空洞的理论。

(2)实验环节

学院为方便学生认识和鉴定常见造岩矿物及三大类岩石,投资购买全套的矿物和岩石标本,并全面开放实验室。让学生有较多机会接触、认识、鉴定标本,学生之间相互交流讨论实验体会,对常见造岩矿物及岩石的主要特征熟记于心。

(3)实践环节

工程地质实习地点选择地层出露比较完全,地质现象比较丰富、与课堂内容结合紧密的基础工程建设工地。通过实习使学生更加深入的理解课堂上讲授的抽象理论,并学会结合实际分析工程建设与地质条件的关系,熟悉工程建设中常见的地质条件并给以正确的评价和合理的处理方法。

2)学

学生既是教学的载体,更是学习的主人,只有调动起学生学习的主动性,才会培养出优秀的工程地质工作者。

(1)培养一名优秀工程地质工作者是一个长期的过程,所以在学习过程中要有耐心和信心。每一个人的成功都是从点点滴滴累积的。

(2)大脑中知识的增长是累进的过程,工程地质学是一门综合学科,因此与地质学科相关联的以及与工程建设相关的学科都应该打好基础,作为工程地质学课程的铺垫。

(3)不能忽略实践教学环节,让学生们在实践中加深对理论知识的理解。要意识到地质工作的复杂性和灵活多变性。

3)考核

本课程强调理论与实践的结合,教师结合实际的工程地质问题,强调互动性和问题实质的理解。每位同学的成绩由三部分综合构成,即:

(1)期末考试卷面成绩(50%);

(2)课堂讨论及考勤(20%);

(3)案例分析作业成绩(30%)。

成绩分为五个等级:优秀(90分以上)、良好(80-89分)、中等(70-79分)、及格(60-69分)、不及格(60分以下)。

4 结语

《工程地质学》是非地质专业的专业基础课程,本课程学时不多,但课程内容涵盖广、教学内容比较抽象,所以教学过程是一个不断完成挑战的过程。在教学过程中, 教师首先要培养学生具备工程地质的思维和创新的能力, 使学生学会工程地质思维方法, 让学生们的创新能力得到充分的发展。同时也要保证足够的工程地质实践课时,参观现场并搜集相关的工程地质案例,从而培养出具有综合素质的高级工程技术人才。

【参考文献】

[1]刘海燕,吕大炜,王东东,刘莹,王平丽,田红.多门课程融合的教学方法研究――以《煤地质学》课程为例[J].教育教学论坛,2016(4)16:171-173.

[2]吕大炜,王东东,李增学,等.“多学科一体化”地质教学模式及其应用――以“岩相古地理”教学为例[J].高等理科教育,2014(4):112-117.

[3]徐文杰.工程地质教学改革、创新与MOOC建设――以清华大学《工程地质》课程为例[J].工程地质学报,2015,S1.123.

[4]李增升,田磊.工程地质课程实践性教学浅析[J].内江科技,2015(7):145-146.

[5]师伟,徐一沣,鲍国.《工程地质》课程实践教学改革探讨[J].新课程(教育学术),2011(1):39.

第2篇

关键词:工程地质 学科价值 科学发展 分析

工程地质的研究内容主要包括确定岩土成分、组织结构、性质等,同时研究分析特殊地质队建筑工程稳定性的影响。对工程地质进行研究主要是为了对建筑工程所在地区的地质进行勘察,对可能存在的问题进行分析。这样就可以为选择合适的场地,解决建筑过程中可能面临的问题做好准备。

一、工程地质学科的发展及其科学性

每一门学科都有存在的价值和意义,工程地质学科也不例外。人类要生存和发展就要进行建设。近些年来,建筑工程的规模不断扩大,对工程地质的运用也越来越频繁。在前期,工程地质的主要任务是对工程进行选址,对地质进行评价,以保证工程的安全。这个时候对工程地质的要求主要在于发现地质的规律及其对工程的作用以及适应性。

从工程地质学科的发展来看,主要分为以下三个阶段:

传统工程地质学阶段。这一阶段存在于50年代到70年代,在这一阶段,工程地质的主要作用在于提供全面的资料和数据以便进行工程选址和设计。这一时期在理论、方法和实际操作中和世界地质工程学还是有较大差距的。人们也没有认识到工程地质在社会发展中的作用。

传统地质工程学到现代地质工程学的过渡阶段。这一阶段从70年代到80年代。在这一阶段工程地质已经慢慢走上正轨,发展很顺利。主要进行工程地质灾害的评价和监测。这个时候逐渐引进了西方发达国家的先进理论和技术。

现代工程地质学阶段。这一阶段是80年代中后期,世界科学技术飞速发展,各国形势也发生了很大变化。人口、资源以及环境等问题成为世界性的问题。随着人口的逐渐增多,对资源的需求量越来越大、环境污染越来越严重。而地质问题与这三者息息相关。这个时候需要对工程地质的理论和技术进行研究,逐步实现科学现代化。

因为工程地质学的特殊性,很多人觉得这是一个技术性问题,忽视了它的科学性和理论性。事实上,工程地质学包括工程学、力学、地质学等多个方面。不仅帮助人们认识自然还可以改造自然。

二、工程地质学科的理论及发展

工程地质学科的基本理论形态包括“成因演化论”、“ 结构控制论”和“ 相互作用论”。

成因演化论。这一理论体系是从欧美引入的。强调的是地质体的成因决定工程地质的性质,而演化能改变性质。工程地质条件的形成是内外动力作用综合的结果。主要任务是查清工程地质的条件以及形成的原因,以此为路径解决工程地质问题。

结构控制论。结构控制论是由中国工程地质学家建立的,强调地质结构控制地质体力学行为。所有的活动包括人类活动都会改变地质体的结构,从而改变地质力学行为。所以我们要查行处地质结构,然后进行分析,以解决工程建设过程中可能出现的地质问题。

相互作用论。就像力的作用是相互的一样,人类活动和地质之间也是相互作用的。一方面来说,地质环境的好坏与适合与否决定了人们对地质区域的选择。人们会经过研究分析后对地质进行评价然后对工程环境进行选择。而另一方面,人们的建设活动也在改造者地质环境。前后两者之间是相互影响的,工程地质的作用就在于协调这两者之间的关系,达到一定的平衡。

三、新时代工程地质存在问题的特点

近年来,我国经济获得高速发展,经济发展时期一个重要的部分就是建设。随着建设规模的不断扩大,埋藏越来越深,地下的设施也越来越多。工程地质面临着新的严峻的挑战。

在大型水利工程建设过程中,存在着库岸崩塌滑坡的现象、水库诱发地震和动力学问题以及深岩体精密探测和隧道的提前预报等问题。

在能源开发工程中, 峡谷区岸坡(应力场)演化与山体卸荷变形成因, 大规模开挖中高储能岩体变形破坏机理与过程, 地表水入渗非线性模型与各向异性岩体水力学规律, 大型土石混杂堆积体的结构、力学与水力学特性, 万年尺度核废料地质处置中水岩热化耦合作用, 深层地热开发利用等。

在铁路、公路等交通网络工程中, 含杂质碳酸盐岩溶规律与隧洞岩溶塌陷和涌水, 峡谷区深厚松散层桥基及边坡动力变形破坏机理, 高速铁路软基零沉降控制计算理论, 地下采空区地球物理特性与判别标准, 跨海通道高压突水等工程地质问题。

也就是说,随着工程规模的扩大,埋藏深度的增加,地震等作用的风险越来越高。人类工程活动频繁的参与使得地质体成因等理论已经不能够完全适应现在的状况。岩体结构对工程地质过程的控制作用在常温下和在高温等特殊环境下也是不相同的。原来的经典理论在现在复杂的地质状况下,面临着挑战。

四、工程地质科学发展分析

在现在复杂的情况下,对工程地质学的研究显得尤为重要。在未来,我们主要对一下几个方面进行研究:

首先是地质环境。主要是指动力学地质环境和灾害地质环境。灾害地质环境主要包括水文地质环境、风化、崩滑流破坏等物理地质作用环境。

其次是地质体工程性质研究。这个主要包括结构性质和力学性质。所谓结构性质研究就是对地质的非连续性、随机性等进行研究。而物理学性质则是指对高温、高压等物理特性下的地质环境进行研究。大体上从80年代中期开始,中国工程地质学进入了现代工程地质学阶段。这个阶段的背景是:世界科学技术飞速发展,地球科学向着国际化和统一化方向迅速发展;全世界面临人口、资源、环境三大课题;由于人类工程经济活动的广度和深度不断扩大,环境的污染和破坏日益严重,使合理开发利用和保护、治理环境成为迫切需要解决的世界性重大课题,从而促进了环境科学学科体系的迅速形成和发展。工程地质学与人口、资源、环境这三大课题的研究都有着密切的关系。这就为工程地质学开辟了广阔的发展前景。在这个阶段,中国工程地质学的基本任务是通过引进和创新,加强基础理论、方法和技术的研究,用先进的理论、方法和技术武装自己,逐步实现学科现代化。这个阶段最主要的标志是中国环境工程地质学的形成和发展。因此,可以把这个阶段说成是“环境工程地质学”阶段。

工程地质学是复杂的,交叉性强的一门学科。涉及到地质、工程、物理学等各个方面。所以在未来的研究中我们要积极的将这些技术相结合,利用各自的优势作为分析和参考的依据。同时,研究学家们要将自己纳入世界范围之内,地质研究要与时俱进,与国外的先进团队和机构进行交流探讨,引进先进的理论和技术以为己用。

总而言之,随着经济的发展和建设现代化城市的需要,城市建设成为国家关注的重点。工程地质经过多年的发展,无论从技术上还是理论上,较之原来都有很大的提升。但是,随着城市建设规模的扩大以及地下建设的深入,我们面临的地质环境问题也越来越多。在新的时期,国家的建设依赖于工程地质科学的迅速发展。我们应该更多的关注工程地质科学,从而为国家的建设和发展做出应有的贡献。

参考文献:

[1] 王思敬;傅冰俊;杨志法等;中国岩石力学与工程的世纪成就[M];南京: 河海大学出版社;2004

[2] 王思敬;地圈动力学--地质环境、灾害与工程研究基础[J];工程地质学报;2004(02)

第3篇

苦心志,劳筋骨

翟明国是地地道道的人大附中人,初中三年、高中三年都在那里度过,在中国人民大学附属中学的几年里,他深切地感受到学校就像他成长的摇篮。“人大附中的生活(我不用学习一词)是一个人生的基础训练,对人大附中的感情无以言表,母校之母字是杰出的用词,没有其它词可以替代”,如今回忆起当时的生活,翟院士仍掩饰不住激动之情。在校期间,他不仅成绩优异还被发展成为党员,但十年让已经被保送的他与北京大学失之交臂。

期间,翟明国被选派到新疆军马场放马,他并不因此气馁。回忆那段岁月,他说:“恶劣的自然条件(冬天气温可达零下30℃至40℃)、艰苦的生活环境(几乎吃不上新鲜蔬菜)、美丽的自然景观、真诚的人际关系和半军事化的管理与无私奉献的工作实践,让我在遗憾失去及时深造机会的同时,也感谢这些对我精神和意志的锤炼。我知道,现在能够理解这些感想的年轻人不多,但我坚信伊吾军马场是我的第一所大学”。这段苦其心志、劳其筋骨的日子铸就了他坚强而执着的性格。

幸运之神还是在五年之后眷顾了翟明国,西北大学在期间开始恢复招收工农兵大学生,由于在人大附中打下的扎实基础他顺利考取西北大学地质系,而这也让翟明国重拾了自己的大学生涯,最终以优异的成绩留校任教。为了加深专业知识,翟明国于1979年考取中国科学院地质研究所岩石学专业研究生,师从我国著名地质学家赵宗浦先生和鄂莫兰老师,中科院的学习为他后来的地质学研究打下了坚实的基础。

奉献为本,执着科研

在2014年6月举办的中国科学院第十七次院士大会、中国工程院第十二次院士大会上,在讲话中谈到:“长期以来,广大院士胸怀报国为民的理想追求,发扬不懈创新的科学精神,秉持淡泊名利的品德风范,聚焦国家战略需求,勇攀科学技术高峰,创造了举世瞩目的成就,为提高我国自主创新能力、增强我国综合国力,为推动我国科技进步、经济发展、人民生活水平提高、国防建设和优化国家决策作出了重大贡献”。翟明国院士就是其中一位,他用对科研的执着诠释着自己那颗赤诚的爱国之心。

多年来,翟明国针对早期陆壳的形成与增长、早期大陆壳的结构与成分、前寒武纪与显生宙变质作用和大陆动力学机制的异同等前沿核心科学问题,集中研究华北陆块以及相邻地区,取得了系统的创新性成果。在华北他发现古老高压麻粒岩-退变榴辉岩变质地体,对于理解地壳的早期形成和板块构造机制具有重要意义;对华北条带状铁建造的时代与构造环境的研究,在早前寒武纪的地质环境、大气和海洋的氧化状态方面提出新的看法;建立了华北早寒武纪下地壳剖面,提出华北东部大部分下地壳在中生代被置换,并引发了大规模金矿成矿作用;通过对华北克拉通早前寒武纪重大事件的厘定,提出了华北早前寒武纪陆壳经历了由垂直到横向转变的三阶段构造模式。

翟明国院士介绍,作为一门基础、古老的学科,前寒武纪地质与变质地质学的研究成果,与地球化学、地球物理学、矿物学、岩石学、构造学、矿床学,以及与现代全球变化有关的第四纪地质学等,都会产生相互影响与学科交叉。在前寒武纪地质与变质地质学研究领域的研究中,他较多地集中在中国华北地区,因为该地区在前寒武纪地质与变质地质学上有着突出的意义。

近年来,翟院士又进行了更加深入的研究,并取得了斐然的成绩:他提出了华北克拉通早期的陆壳生长是多期的,经历了两次克拉通化(稳定化);提出中国华北克拉通与其它克拉通在构造演化上有重大差别的岩石学和地球化学证据,以及前寒武纪重大地质事件划分方案;他注意到在地球的中年期,即中元古代-晚元古代的华北克拉通曾有长达10亿年的稳定期,从而对地球的整体演化的不可逆性,对板块构造的起始与超大陆旋回提出了新的思考。他将基础研究与应用基础研究结合,致力于大陆成矿学的研究,提出了大陆的成矿作用是与大陆的周期性和前进式演化同步的,因此矿产种类、矿床类型、成矿方式都有时控性和不可重复性,将华北的成矿归纳为六大成矿系列,分别对应于重大的地质事件。翟院士还发现和报道了朝鲜半岛印支期榴辉岩,讨论了大别山-苏鲁造山带在朝鲜半岛的延伸状态,为东北亚的构造演化奠定了基础。求真务实、开拓创新是翟明国院士多年以来一直坚持的工作态度,他以不辍的努力与坚定的信念构筑着自己的事业王国,而他所做出的巨大贡献也积极地推动了中国地质学科的发展。

硕果丰腴,继续开拓

凭借着在地质研究领域的丰富经验和扎实的功底,翟明国院士曾先后参加、主持过国家、中科院和国家基金委的多个重大、重点和面上的研究课题,主持和参加过与美国、英国、日本、俄罗斯、乌克兰、朝鲜和韩国等国的多个国际合作项目。先后获得国家自然科学二等奖一项,中国科学院自然科学一等奖一项、二等奖两项,国土资源部科技创新一等奖两项。担任9个国家与部门的重点实验室学术委员会主任、委员;6所大学的兼职教授和美国圣路易斯大学环境科学中心学术顾问;《岩石学报》主编和2个国际学术刊物和10个国内学术刊物的副主编、编委;2个国际学术组织的委员以及3个中国一级学会的理事、常务理事、副理事长。他笔耕不缀,被SCI收录论文200余篇,SCI引用6000多次,专著与论文集29部,科研报告十余部。在2014年阿曼马斯咯特举行的发展中国家科学院(TWS)院士大会上,当选为TWS院士。

第4篇

云南国土资源职业学院依托自身在地学方面多年以来积累的办学优势,率先在高职旅游管理专业开展旨在培养云南旅游业急需的高级应用性地学导游类人才的教学实践。在该专业的人才培养计划中,《地质学基础》被认为是一门必修的主干课程。就同名称或同性质的课程而言,综合性大学地理专业,师范院校地理教育专业以及地矿、水利、测绘、农学等专业开设的本课程已有相对成熟的课程标准和实施模式。但对高职旅游管理专业(地学导游方向)拟开设的《地质学基础》课程而言,在既无现成课程标准,又无合适教材的情况下,不论是课程目标和内容的确定,还是总课时数和课时的分配,都只能模仿和借鉴本科模式。但实施的结果表明:课程明显脱离了学生的实际———学生学习这门课的过程相当吃力,学习成绩不理想,未达到预期的课程目标。

一、降低和强化

上述问题的出现和存在与学生高考成绩居中,客观上存在着学习目标不明确,学习动力不足,稳定性差和缺乏自我调控能力等弱点有直接关系。同时也应看到,虽然学生的逻辑思维智能优势不突出,但是明显具有应用性人才的智能优势———思想活跃、参与热情高,表现欲望明显、社会活动能力强。显然,如何注重学生多元智能的开发,使课程更适合开发同学们的优势智能,调动同学们的学习积极性,使其主动参与学习,从而成为学习的主体等重要且基本的问题急待解决。一般来说,学术型、科研型和工程型人才由普通高等教育来培养,而技术型、技能型人才则由职业教育来造就。其中的技术型、高级技能型人才一般由高等职业教育来培养。因此,高等职业教育在类型上属于技术应用型教育,而不是学科型、工程型教育。从这个意义上讲,高职旅游管理专业(地学导游方向)开设《地质学基础》课程的目的很明确,就是培养学生阐述地质景观之科学内涵(亦即特征和成因)的能力。

但上述问题的出现和存在表明:在教学目标既定的前提下本课程究竟应该包括哪些内容———实际上还是一个有待研究的问题。经过学习和探索,提出了“降低和强化”的改革思路:“降低”即根据学生基础相对比较薄弱的实际情况,适当降低对理论学习的系统性和完整性要求,以“必需和够用”为度;“强化”即基于本专业“高级应用性地学导游类人才”的培养目标,强化室内实验和野外实习等实践性教学环节,以培养学生的专业能力。上述改革思路在2004级旅游管理专业(地学导游方向)的课程标准中得到了充分体现:过深、过难的内容被删除,某些理论性极强的内容其课程目标由掌握降为理解、或由理解降为了解、或减少课时数;增加实验项目,增加某些重要实验的课时数。但在教学实施过程中发现,无论再怎么调整授课内容的多少,《地质学基础》(地质类专业开设的这门课,虽然定位为入门课,但实质上偏重于地质学的二级学科———动力地质学;而其它非地质类相关专业开设的这门课,则是地质学主要二级学科核心内容的大综合,这里指的是第二种情况)课程所依托的学科仍然是理论性的。显然,将其设置为本科非地质类相关专业如地理、环境、钻探工程、掘进工程、采矿工程、岩土工程等的专业基础课,为培养宽泛职业能力或初步研究能力奠定专业基础是可以的;但将其设置为高职旅游管理专业(地学导游方向)的专业基础课,主观上想培养学生阐述地质景观之科学内涵的能力,事实上却没有也无法直接承担培养这种特定职业能力的任务。

二、紧扣和淡化

在课程实施过程中还发现:进高职学院学习的学生首先和最关心的问题不是“我怎样才能学好这门课?”,也不是“我学好这门课对我素质和能力的提高有没有用?”而是“我学好这门课对我毕业时的就业和工作有没有用?”。换句话说,他们的学习困难在很大程度上并不是因为其能力水平不足以支持课程的学习,而是因为他们普遍缺乏强烈的学习动机以及主动探索反思的学习习惯———学习兴趣不浓厚,积极性不高。上第一节课之前,学生翻开《地质学基础》教科书,从第一页飞快地翻到最后一页,结果发现连“旅游”二字都极少出现,顿生“学了究竟有何用?”等诸多疑惑———由此而引发“紧扣和淡化”的改革举措:紧密结合旅游专业,淡化学科界限。遂在课程名称上,去掉学科色彩过于浓厚的“学”字,加上专业属性鲜明的“旅游”二字,定为《旅游地质》。上述改革思路在2005级旅游管理专业(地学导游方向)的课程标准中得到了充分体现:改革绪论课实施模式以激发学生的学习兴趣,删除某些与本专业关系不大的章节,每个重要知识点都与旅游结合起来。

现在的大部分教科书和《绪论》课实施模式是典型的“学科”模式,即讲述这门学科的研究对象,研究内容,研究方法,与其它学科的关系,学科的历史、现状和未来,最多再加一点学习这门课程的意义。其实,这并不符合《教育心理学》的基本原理:学生对这门学科一无所知,特别是像《地质学基础》这种跨专业的课程,刚开始就给学生讲这些内容,学生怎么可能听得懂,又怎么可能感兴趣?遂摒弃了这种“学科”模式,代之以“课程”模式,即讲三个问题,一是为什么学?二是学什么?三是怎样学?而且着重讲第一个问题,第二、第三个问题则简明扼要地一笔带过。结果,《绪论》课讲完后,学生反映较好———大部分同学听得绕有兴致,在很大程度上激发了学生的学习兴趣和积极性。但在课程实施过程中也同时发现:将《地质学基础》与旅游真正结合起来,谈何容易!地质学的理论体系和研究问题的基本思路已相当成熟,要结合只能通过举例来结合,但举的有关旅游的例子终就是为了将理论讲透彻以帮助学生更好地理解理论本身,因为也可以举矿床、地下水、土木工程、环境、灾害、农业等方面的例子,这正是理论+实例的、被证明是行之有效的、以理论性学科为依托的课程实施模式。学生通过听课和阅读教科书后获得的主要是一种观察、分析地质现象的一般思路,而不是特定职业能力———地学导游能力所必需的那种观察、分析和讲解地质景观科学内涵的一般思路。而这也只是针对那些刻苦努力、基础又相对较好的学生而言,一般的学生获得的仅是为了应付考试而不得不记的一些零散知识点而已———从期末考试的卷面上可明显看出来:能考90分以上的学生基本属于第一种类型,大部分学生特别是考分在80分以下的学生基本属于后一种类型。#p#分页标题#e#

三、校本式开发

仅仅“降低和强化”不行,在此基础上“紧扣和淡化”也不够———唯一的出路只有在本科课程标准和教材、与旅游结合起来、学生基础相对比较薄弱这三者之间找到一个合适的“平衡点”———有意识地去开发一种既合高职生“胃口”,又基本能够被消化并可以从中汲取特定职业能力所需“营养”的新产品———《旅游地质》(而不仅仅是名称上的改变!)。在2006级旅游管理专业(地学导游方向)的课程建设中进行了这方面的初步尝试。

1、对课程所依托的学科进行重新分析:《地质学》研究的是各种地质现象,没有任何应用背景;而《旅游地质学》则研究的是各种地质景观,有明确的应用背景;地质景观肯定是地质现象,但地质现象未必都是地质景观。理论性的《地质学》只有一门(当然,有学派之分),但应用性的《地质学》决不会只有《旅游地质学》这一门(其它如《灾害地质学》、《工程地质学》等,但这跟学派之分没有关系)。要懂《旅游地质学》必须得懂《地质学》;但懂《地质学》,未必真懂《旅游地质学》。《灾害地质学》或《工程地质学》与《旅游地质学》之间肯定存在很大差别。显然,高职旅游管理专业(地学导游方向)开设的《地质学基础》课程所依托的学科应该是应用性的《旅游地质学》。

第5篇

关键词:岩土工程;工程地质;关系分析

前言:

现如今,岩土工程是一门迅速发展起来的新兴边缘学科,它是基于工程地质基础之上,结合土木建筑,应用于城市建设项目实践中的学科。技术人员对岩土工程的内涵持有不同的观点,然而对岩土工程和工程地质的界限加以正确的区分,对于适应岩土工程教学、及科学生产活动有着重要的意义。

一、岩土工程和工程地质的概念区分

1.1 岩土工程

把岩土体作为建设环材料、环境和建筑物组成部分,并对其加以科学利用、整治和改造,我们称之为岩土工程科学技术。而这项科学技术在我国只有较短的历史。岩土工程的理论基础包括工程地质学、力学、地基基础工程学、岩石力学等,其作用在于解决所有与岩土体相关的技术问题,是一门结合工程和地质而发展形成的新专业学科。岩土工程贯穿工程建设全过程之中,包括场地调查、分析论证、施工治理、环境监控及信息反馈等。岩土工程在遵循有关技术规范、原则的前提下,结合实际经验,借用新时代下各种信息技术和各种勘测技术准确反馈场地的工程地质条件等信息,以及反映其对岩土体性状的影响,再结合工程设计、工程要求以及施工条件,找出岩土工程存在的问题及解决对策。岩土工程设计着眼于地基加固处理、桩基、排水、边坡等得整体设计。治理方面有地基加固处理工程治理、地下工程的加固或防渗工程基坑、边坡或岸坡的支护以及环境岩土工程问题治理。土木工程的建筑材料也是岩土工程的研究对象,而岩土工程的研究对象也是建筑环境的重要组成部分。岩土体在地质形成过程中,在经历多种复杂的地质作用之后,其工程性质复杂化、多样化。程地质的知识对于熟悉岩土体材料的结构具有重要作用,而土木工程知识对于处理好建筑物和岩土工程之间的关系也发挥着不可或缺的作用。

1.2 工程地质

国内外众多学者认为工程地质学是用以研究和处理于工程地质体中发现的各类地质问题,这些地质问题和工程建设有很大的联系,尤其是不良地质问题。工程地质学是地质学科的一个分支,我们把工程所涉及的岩土体和所在的地质环境成为工程地质体。应在同时研究自然因素作用以及人为因素作用前提下,在地质历史时期和工程建设时期,研究其对岩土体性状的影响。国内外工程地质界的相关研究中对于这一学术观点有不同程度和深度的论证和阐述,并已被工程实践证实。而“工程地质问题”是指工程地质条件与工程建筑之间存在的不符点,即相互排斥的矛盾。不相同的工程建筑物,鉴于工作方式和其对地质体所产生的负荷大不相同,会出现繁多的工程地质问题。例如,建筑场地稳定性和地基承载力及变形问题,地下工程和高层建筑深基坑开挖支护、降水、及土体回弹等,不良地质问题主要是指地震、崩塌、滑坡及泥石流等,这些都是在建筑工程中出现的主要工程地质问题。它们破坏着自然环境,而且成为地质灾害严重威胁城乡建设和人民生命财产安全。而工程地质的工作是通过工程勘察来实现的,具体就是了解工程地质的条件,解决工程地质相关问题,选择场地,预测工程在完成后会对地质环境带来的影响,最后提出防护措施和建议。

二、岩土工程与工程地质的关系

2.1 关系归纳概述:

对于岩土工程与工程地质之间关系的论述国内学者给予不少的关注和研究,其研究结构大体上可以归纳如下:

(1)岩土工程包含在在工程地质之内,是其一个单一分支;

(2)岩土工程是岩土力学在岩体工程的应用和其在土体工程上的应用的结合;

(3)岩土工程是把岩土体既作为建筑材料,用时也将其也作为地基、介质或者环境的结构工程,更为明确的表达是岩土工程是一种基础工程和地下结构工程。

2.2 关系分析

(1)不难看出,这三种归纳观点分别由工程地质专业人员、结构工程专业人员和岩土力学专业人员等研究提出,纵使上述观点有其论证依据,但非全面,会给人带来一种“专业偏见”、各居一方的感觉。到目前为止,国内外出现的众多岩土工程实例中客观反映出的事实表明以上对岩土工程的定义出现偏差、严重不符合实例反映。需要强调补充工程地质、岩土力学、结构工程之间的关系,而它们之间的关系既存在区别性又存在联系性,即共性和个性的融合,而不是所谓的从属关系;需要更为明确地指出岩土工程的学科范畴,其特点在于多种学科性是包括多种技术和方法的土木建筑工程。也就是说,岩土工程是一种综合技术方法,融合多种技术和方法于其中。它是多门学科相互渗透、互相结合的一门边缘学科,这就决定了岩土工程不可能被某单一学科主导。

(2)基于上述的《岩土工程勘察规范》中定义的基础之上,在此尝试给出岩土工程的补充解释:岩土工程学科目的在于为某项专门目的工程提供服务所做的工作,工作内容主要包括工程地质勘察、基础、基础和地下结构施工和地下结构的方案选择与设计等。而补充解释中的“专门目的的工程”则是指和国民经济建设相关的建筑工程项目。狭义地来说,也就是指单一具体项目,如工业与民用建筑工程、铁道工程、矿山工程、市政工程等。相应岩土工程学则是岩土工程的学科群,它的构成部分主要包括工结构学科、程地质学科、岩土力学学科。从上述补充后的定义可以发现,工程地质学为岩土工程学提供了在地质方面的理论基础,与岩土力学和结构学如钢筋混凝土结构及砌体结构、钢结构等二者之间既存在着区别性又相互紧密结合。之所以,岩土工程学作为工程地质学、岩土力学和结构学上述三门学科的一门边缘学科,不能将其笼统地划为工程地质学的一个分支。

(3)岩土体既同时是工程地质学和岩土工程学两个学科的研究对象,并且作为岩土力学赖以存在的物质基础,其特点有:研究对象,即岩土体的特殊性;地质环境因素、岩土工程设计的综合性和人为因素的不确定性。而工程力学的特点包括:研究对象的单一性,即各向同性、连续性、均匀性特点;计算答案的唯一性。之所以,岩土力学与其它力学在学术范畴上存在着区别性,该学科不能直接引用工程力学的公式和结论,如弹性力学、理论力学、材料力学、结构力学、流体力学等的公式和结论,而应该依照学科自身的特点,结合工程地质调查、工程模拟试验和计算,有选择地利用这些相关力学的公式和结论。之所以,严格地来说,岩土力学是工程力学与地学学科相结合的一门边缘学科,这也是该学科与工程力学学科最本质的区别所在。而现实中我们常说的“万丈高楼平地起”是对于岩土工程地基、基础、上部结构即各类建筑物或构筑物之间存在的联系的生动写照。显而易见,地基与结构物是不同的,岩土工程并不等于结构工程。

结束语:总结来说,岩土工程学科具有多学科交叉性、互相渗透性的一门边缘学科,而工程地质学科属于岩土工程的地质理论基础。正确区分岩土工程和工程地质的技术和学术界限是为了满足岩土工程教学、科研和生产的需要。技术人员首先应当做到基于实践,不断地对自身的知识、技能结构体系加以完善,不断发展岩土工程学科的建设工作,更多关注工程实践。

参考文献:

[1]陈晨.《岩土工程施工》[M].吉林大学出版社,2003.

[2]王奎华.《岩土工程勘察》[M].中国建筑工业出版社,2005.

[3]吴继敏等.《工程地质学》[M].高等教育出版社,1989.

[4]中国建筑工业出版社编著.《工程地质学》[M].中国建筑工业出版社,2007.

第6篇

关键词:区域成矿学 找矿 新思路

Abstract: in recent years with the development of science and technology, also appeared a lot of exploration of the new theory, so we should pay attention to the new theory, new technology, new methods of utilization, in combination with the past many exploration method so as to improve the ability to find, achieve significant economic benefits.

Keywords: regional ore prospecting for learning new ideas

中图分类号:TD167文献标识码:A 文章编号:

一、引言

利用单一找矿方法存在许多问题,有时甚至会给某个有望地区判处死刑,致使其他地质部门不再对其进行继续查证工作,这对有限的矿产资源无非是一个巨大损失,因此希望能够引起相关部门的高度重视和密切关注,建议在当今的找矿工作中,综合多种勘查方法加以查证,以期取得更好的经济效益。

二、区域成矿学的基本研究内容和研究方法

(一)区域成矿学的研究内容

区域成矿学的研究内容主要包括以下几个方面。1.区域地层、构造、岩浆和变质作用及地质发展史;区域主要地质事件及其成矿意义;区域地球物理特征及岩石圈组成与结构。2.含矿岩石建造的种类、形成与分布;构造2成岩2成矿作用。3.区域地球化学特征:基岩、土壤、水系物质的成矿元素丰度,主要地质体的元素丰度,壳幔的主要元素丰度;作为成矿物质来源的地球化学块体及其成矿意义。4.区域地质流体:古含矿流体的类型、来源、输运和停积;区域尺度含矿流体的示踪标志;构造-流体-成矿作用。5.已知矿种、矿床类型和成矿条件,主要矿床的成矿模式及成矿特征。6.区域的综合地质异常(地质、物探、化探、遥感等),原生异常与后生异常, 各类异常间的关联及其示矿意义。7.区内的成矿系统(一个或数个)及各成矿系统间的联系;按区域构造演化和成矿继承性建立区域成矿谱系。8.建立矿产信息库,编制区域成矿规律和成矿预测图。9.总结区域成矿规律,认识区域成矿特征,明确进一步研究的问题与方法。10.区域矿产资源潜力评价:明确区域内的主要矿种、主要矿床类型;预测矿产资源量和远景区;研究重点矿床的找矿模型和区域普查找矿方向以及适用于本区的找矿方法和技术。

(二)研究方法

针对研究对象的复杂性, 宜采用多学科的综合研究方法, 包括地质学、地球化学、地球物理学、地理学、气象学、遥感学、水文学、生物学、经济地质学、矿产勘查学等学科的交叉融合来探索区域成矿规律。

区域成矿学的研究方法主要有:1.区域地质、地球化学、地球物理的综合信息制图与研究;2.区域控矿因素分析;3.区域地球化学块体分析;4.区域成矿系统分析(环-要素-过程-产物-演变) ;5.矿床形成-变化-保存研究法;6.区域成矿模式及成矿谱系研究法;7.区域成矿图编制(二维、三维、四维) ;8.区域矿产信息库的建立;9.区域矿产预测及预测图的编制;10.区域矿产资源潜力评估法。

以上每一种方法都有其目标、任务、技术手段、工作程序和质量指标等,详见《区域成矿学》及有关的工作方法指南。

三、区域成矿研究和找矿思路

在成矿区带研究中如何运用当代区域成矿学的理论与方法,是大家关心的问题。作者建议以成矿系统分析为一根主线,以它为纲,进一步研究和审视有关找矿目标、找矿信息和找矿方法等问题。现提出几点认识和思路供参考,希望能起到抛砖引玉的作用。

(一)区域找矿目标由单个矿床到矿床系列

在过去的找矿工作中,常以单个矿种和单个矿床类型为目标,如找寻金矿、铁矿、铜矿等,找斑岩型铜矿、找构造2蚀变岩型金矿等。这种“单打一”的找矿对象,在计划经济时期和专门找矿工作中是常见的,也是无可厚非的,但这终究限制了找矿者的广阔视野,也造成了有可能避免的浪费。

当今,我国的综合性区域矿产调查和找矿预测工作正在全面展开,找矿的目标就不只是单个矿种和矿床类型,而应该是找寻该区存在的矿床组合或矿床系列,即由一定成矿系统产生的全部矿种和矿床类型。从另一个角度看,矿床分类过细,不利于在找矿中建立对区域成矿的整体认识。而加强对找矿目标的整体性、综合性研究则有利于建立起找矿的战略眼光。

(二)从矿化网络入手逐步缩小靶区

在区域找矿中,一般先发现示矿异常,再据以追溯矿体。因此, 深入研究矿致异常, 应该成为区域成矿研究的一项基本内容。在成矿作用中产生的各类异常地质的、地球化学的、地球物理的异常,或直接由矿体因素引起,或由矿化蚀变岩石及含矿地层、岩体、构造等引起。它们或反映矿化的化学异常或物理异常,或反映矿化体的生物异常。这些异常在时间、空间和成因上是密切关联的,由于矿致异常一般比矿体占有更大的空间,能显示更多的有关成矿的信息,因此,常常是有效的找矿标志。应充分运用地质成矿理论,区分和筛选这些有关异常,一步步地缩小找矿靶区,以达到发现矿床的目的。

(三)全面研究矿床形成条件和保存条件“来龙去脉”找矿法

矿床是地质历史的产物。区域成矿系统及其产物是一定的地质历史作用的结果。矿床系列及异常系列在其形成后又进入一个新的历史阶段, 即这些产物经受后来地质作用的变化和被改造的阶段。主要的地质改造作用有构造变形、流体溶蚀、变质作用和地表风化剥蚀、搬运和掩埋作用等。作为一个矿床, 其经受的后来变化有变形、变质、变位、变品位、变规模等, 其结局有几种可能:①保存完好;②部分保存, 即矿床规模缩小;③转变为其他类型;④消亡。目前,已知的地表和近地表的很多矿床都是经过众多地质事件磨难后的“幸存者”。一个区域中的矿床“幸存者”越多, 找矿的潜力就越大。

正是利用了历史分析的方法, 我们才注意到矿床和成矿系统的“来龙去脉”。对每一个矿床,都要问几句:你经历过哪些遭遇? 你是原状,还是残破状? 你是原来的规模(储量),还是剩余储量? 你损失的储量到哪里去了? ,它是一项并不亚于成矿条件研究的重要内容。在具体工作的地区, 还要研究一个成矿系统产生的矿床组合和异常系列的被改造过程和整体保存条件,包括哪些矿床类型被破坏了,哪些被保存下来, 保存在哪些地段? 等等,这对于区域矿产资源评价是十分必要的。

参考文献:

[1]张逸阳,区域成矿学及中国区域成矿特征研究[J],科技资讯,2008,(03)

[2]祁思敬,区域成矿学研究现状与发展趋势[J],西安工程学院学报,1999,(01)

[3]谢格洛夫,叶敬仁,成矿分析原理及构造-岩浆活化区成矿学[J],大地构造与成矿学,1983,(04)

[4]朱裕生,矿产预测理论区域成矿学向矿产勘查延伸的理论体系[J],地质学报,2006,(10)

[5]翟裕生, 王建平,邓军, 彭润民,成矿系统与矿化网络研究[J],矿床地质, 2002,(02)

第7篇

关键词:水工环;现状;问题,防治对策

中图分类号:F470.1 文献标识码:A 文章编号:

1.水工环地质研究现状概述

1.1水文地质研究现状

随着社会的额发展,水文地质学的发展速度也明显加快。在现代的水文地质学研究中,所研究的对象十分广泛且异常复杂。现代的水文地质学研究通常是对地下水进行研究,然后就地下水的实际情况进行总结,从而得出其是否能被人类所利用。在这一系列的工作中,虽然看似简单,但是却涉及到了各方面的知识。总而言之,随着可续技术的进步,一些先进的新理论和新技术不断产生,从而有效的促进了水文地质学的长足发展。

1.2工程地质研究现状

就工程地质学发展的实际情况而言,工程地质学起初只是地质学中的一部分,指导90年前才从地质学中分离开来。而工程地质学经过了这90年的快速发展,其早已成为了一门独立,并且具有丰富理论知识和研究内容的学科。随着工程地质学学科的独立,为促进现代工程地质研究工作起到了不可估量的作用。随着我国经济的快速发展,我国的工程地质学的发展速度也随之加快。在我国工程地质学的发展过程中,不断引进国外比较先进的工程地质研究理论,并且结合我国的实际情况,创造出了符合我国国情的工程地质研究新理论。

1.3环境地质研究现状

随着全球性生态环境的日益恶化和自然灾害危害的不断加大,人类的生存和发展受到了严重的威胁。世界各国都加强了环境保护和治理及自然灾害的防治工作,以保护和改善人类赖以生存的地球环境。环境地质工作作为环境质量评价、环境变化趋势预测、自然灾害防治和减轻的基础工作,在国土整治和规划及环境保护中起着重要的作用。20世纪80年代以来,环境地质工作得到了迅速的发展。在国际地质工作大波动、大重组、大调整的过程中。各地区加强了环境地质工作,环境地质工作成为当前地质工作的主要任务和内容之一,环境地质学已成为现代地质学的中心或焦点,地质科学发展的希望和重要的生长点。

2.我国现阶段水工环存在问题

2.1思想观念落后

相关部门和水工环工作人员在进行抵制勘察工作的时候,对于水工环地质的内涵和可持续发展认识不够,从而形成了工作中思想观念存在着滞后性。基于这种工作观念,容易引起工作人员单纯的追求眼前经济利益而忽略了与其相关的社会价值、生态价值以及科研价值的协调要求,造成长久利益受损和限制的弊端。

2.2工作人员素质不高

在一般情况下,水工环地质施工中施工单位并未曾建立科学、良好的思想道德素质的队伍,使得这些工作人员普遍存在着观念认识不高、研究能力不强、眼光短浅且人员分配不够科学,这就导致了在工作中无法真正有效的发挥工作人员才能和应有的劳动力,使得工作没有团结力与凝聚力。

2.3科研成果未曾得到落实

在通常情况下,我们在工作中往往对于前人工作研究成果没能够及时的得到落实,使得其对于社会经济的发展而言不具备任何作用,以致于我们在工作中要想发挥科研工作应有的作用于效果也能够得到有效的实施与发挥,还需要对其进一步的创新与优化。

2.4工作管理制度不科学

就目前有关部门工作管理制度分析而言,其中存在着诸多的缺陷与不足,主要表现在各种制度不健全或者是完善的管理制度得不到落实的情况。

3.水工环问题的防治对策

为了控制和防治水工环地质问题的发生、发展就必须对问题产生的原因进行全面系统的分析,深入了解,因地制宜提出具有针对性的防治对策:

3.1水文地质问题的防治对策

随着人口的快速增长以及工业活动的日趋频繁,使用水量不断上升的同时也在不断遭受污染,水质恶化的后果不仅会影响到人们的身体健康,而且还会破坏地下水的平衡,从而引发一系列水文地质问题,所以必须做好防治工作。对于水源极度匮乏的地区,无法保证人们的生活用水,需要查明地下水的埋藏条件以及各类含水层的富水程度,并圈出具有集中供水前景的富水区范围。计算与评价地下水资源,地下附属区范围内,根据《中华人民共和国地质矿产行业标准一地下水动态监钡8规程》地下水可开采量的计算精度应该达ND级以上的储量要求,并且论证开发利用的条件以及开采后对地质环境的影响预测,在开发利用是还要进行科学合理的规划,在开采的过程中时刻了解地下水含量变化以及空间变化规律,并且坚持可持续发展的原则,防止过度开采底下水,造成水位下降导致含水层变千形成降落漏斗,对于已经形成降落漏斗的区域应该及时采取人工回灌等补救措施。

3.2工程地质问题的防治策略

工程地质问题具有隐蔽性强,危害性大等特点例如泥石流、地震、滑坡、岩溶以及崩塌等,这些都会对工程的安全和使用起到不同程度的影响,所以防治工作的关键就是要事先做好地质勘探工作。调查工作区域地质构造,特别是活动构造,地震活动等,对区域地壳的稳定性作出客观评价。查明地貌形态特征以及外力地质象的分布规律,发育程度与规模,对区域地标稳定性机械能评价。查明各岩土体岩性、成因类型、地质时代、空间分布规律以及工程地质特征,划分岩土体工程地质类型,分别对地基稳定性进行评价。主要的防治对策要围绕预防为主,防治结合,综合整治的原则,然后再根据不同的工程地质问题采取适宜的防治方法。

3.3环境地质问题的防治策略

近年来环境的不断恶化以及自然灾害的频发,使得环境地质研究越来越受人们的关注。在进行防治时首先需要查明自然地质作用与人类工程经济活动所引起的环境地质问题,进行综合分析评价。初步调查天然建筑材料,旅游景观资源的分布,对开发前景作出正确估价。对适宜于生活和工业固体废物处置场地的地质条件进性客观评价。另外对区域环境质量作出综合评价与趋势预测,对重点防护地区要进行环境地质调查以及脆弱性评价。例如河北曹妃旬滨海地区海岸带环境地质调查评价,收集相关资料进行基础性图件编制,初步掌握曹妃甸新区地面沉降现状速率以及成因,简称曹妃旬岛区地面沉降分层标,补充完善已有的地面沉降监测网,并且与中科院。航遥中心合作开展地面沉降记录研究,从区域上开展近岸潮流场、悬浮泥沙、海床冲淤等水动力环境数值模型,开展曹妃旬工业区建设工程布局与海洋水动力环境的影响评价,为保障重大供餐诠释视以及曹妃旬的生态保护提供了重要依据。

4.结束语

在社会经济高速发展的新时代,水工环研究工作除了保证我国经济建设发展的需要,更为重要的是要保证人类社会的可持续发展。在水工环研究工作中,其应该与国民家经济宏观规划精密联系,且在研究工作中,要结合我国的实际情况和基本国情。从而合理进行相关的研究工作,从而有效解决我国人口、资源、环境可持续发展所面临的重大课题,最大限度地缓解我国水资源短缺、地质灾害频发、生态环境恶化等重大问题,提高国土资源的调查和研究程度,实现水工环地质为全社会服务,在理论水平与技术水平方面进入先进国家行列。

参考文献:

[1]殷跃平.关于水工环地质调查工作的思考[J].国土资源科技管理,2002,02:1-4.

[2]谢文涛.浅述水工环地质勘察技术应用[J].黑龙江科技信息,2013,10:15.

第8篇

中,涌现出了各种先进的技术手段和设备,从而为现代的提高现代水工环地质勘查工作的质量和效率打下了坚实的基础。本通过对水工环地质勘查的研究,然后对当前水工环地质勘查中的技术及应用范围进行了深入探析,并且对当前水工环地质勘查中的技术应用进行了详细的阐述,以供同行探讨。

关键词:水工环 地质勘察 技术

1 水工环在地质研究的重要作用

对水文地质学研究的主要内容为:对地下水的起源、形成以及分布规律等进行研究,然后探索出如何能够对其进行科学合理的开发利用;而对工程地质学研究的主要内容是:对岩土工程地地质的性质和工程动力地质作用以及工程地质勘查理论等方面进行研究;环境地质也即是水工环,对环境地质学研究的主要内容是:对自然摘花和环境地质问题以及全球地质变化等方面进行研究。虽然水工环研究工作中各个研究部分所研究的对象有所差异,但是这些研究对象却互相关联,并且对人类社会的生存发展能够起到重要的作用。

就工程地质学发展的实际情况而言,工程地质学起初只是地质学中的一部分,直到90年前才从地质学中分离开来。而工程地质学经过了这90年的快速发展,其早已成为了一门独立,并且具有丰富理论知识和研究内容的学科。随着工程地质学学科的独立,为促进现代工程地质研究工作起到了不可估量的作用。随着我国经济的快速发展,我国的工程地质学的发展速度也随之加快。在我国工程地质学的发展过程中,不断引进国外比较先进的工程地质研究理论,并且结合我国的实际情况,创造出了符合我国国情的工程地质研究新理论。

2 高科技手段不断引入水工环领域

随着科技水平的提高,应用高技术手段对提高水工环地质勘察工作效率具有重要的意义。纵观国内外水工环地址勘察中的技术的发展,我们可以看到整个领域的进步令人振奋,国外的主要进展20世纪90年代后开始的,从GPS仪器引入到水工环领域就开始有了一些新发展。相继推出了多态雷达系统、层析雷达系统。三维雷达技术具有明显提高解决浅层地质问题的能力,但却因耗时费力得不到普遍的应用。为此,FrankLehman等研制出空自动的组合地质雷达激光经纬仪系统。利用该系统,一人可在2h 内完成25m×25m 范围的三维数据采集。三个方向上的定位精度为2.5cm。数据处理、成图可在1h内完成,比传统方法的效率提高5~10 倍。20世纪90年代我国引进了一批地质雷达仪器并将它用于工程和灾害地质调查。近年来,国内地质雷达仪器的研制也取得了较大的进展,适用于矿山防爆要求的DVL 防爆型矿井雷达系列。原电子工业部第二十二研究所相继研究成功了LT-1,2,3 型GPS。航天工业总公司爱迪尔国际探测技末公司推出了商品化的撂地雷达系列产品。国内外生产的多种类型的GPS 仪器,一般都具有较好的性能,可供不同探测目标选用。

3 跨学科、综合性、系统化的应用范围

当今的水文地质、环境地质与工程地质工作,已经发生了一系列重大变化。改革开发以来,以耗竭资源与损害生态环境为代价的掠夺自然的发展道路,危及了人类的生存与发展,促使人类对于自身行为进行反思,终于认识到,人与自然只有协调相处,才能共存共荣。全面、协调、可持续发展的科学发展观,给水工环地质工作提出了新的要求。针对社会经济发展和生态环境保护中不断出现的实际问题,水工环新领域的调查工作越来越多如:环境水文地球化学与地方病和人体健康的研究、生物地球化学与土地资源利用规划农业生态地质研究等。城市水工环地质研究需求增加。城市化是经济发展的结果,城市化水平又是经济发展的标志。城市由于人口高度集中和经济活动的频繁,资源环境问题也非常严峻。伴随着全球城市化进程的不断加快,城市建设和规划中的地质调查评价工作也逐渐成为一项重要任务。其中城市环境污染防治和监测、土地利用规划、工程地质灾害调查和风险评价、垃圾填埋场地质调查等逐渐成为目前水工环地质研究的重要领域之一。地质―――生态学成地质学研究热点。21 世纪地球科学发展的一个重要特点是学科的交叉、渗透和融合不断加强,学科之问的界限逐渐被打破,代表新思想和新方向的边缘学科和交叉学科不断出现。地质学与生态学的交叉正是体现了跨学科、综合性、系统化的研究格局。

4 水工环地质勘察中的技术应用

4.1 G PS卫星定位技术在水工环地质中的应用情况使得节省了时间提高了效率。(1)GPS技术的基本原理。GPS卫星定位的基本原理是将无线电信号发射台从地面点搬到卫星上,组成一个卫星导航定位系统,应用无线电测距交会的原理,便可由三个以上地面已知点(控制站)交会出卫星的位置,反之利用三颗以上卫星的已知空间位置又可交会出地面未知点(用户接收机)的位置。用户使用GPS接收机在某一时刻同时接收三颗以上的GPS卫星信号, 并解算出该时刻GPS卫星的窄间坐标据此利用交会法解算出测站点的位置。实时动态测量的基本工作方法是在基准站上安置一台GPS接收机,在流动站上,GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时, 通过无线电接收设备, 接收基准站传输的观测数据和转换参数, 然后根据GPS相对定位的原理, 再通过预设的WGS一84 坐标系与地方坐标系的转换参数, 实时地计算并显示出用户需要的三维坐标及精度;(2) 采用差分GPS位置差分、伪距差分、相位差分三类中的相位差分,这三类差分方式都是由基准站发送改正数, 由流动站接收并对其测量结果进行改正, 以获得精确的定位结果。工作原理是将一台接收机置于基准站上, 另一台或几台接收机置于流动站上基准站和流动站同时接收同一时间,相同GPS卫星发射的信号,将基准站所获得的观测值与已知位置信息进行比较,得到GPS 差分改正值,然后将这个改正值及时地通过无线电数据链电台传送给流动站, 以求得流动站较准确的实时位置。流动站可处于静止或运动状态 。数据采集与处理GPS资料由单点采集过渡到连续采集使。GPS技术的应用向前迈了一大步。

实施步骤包括:原始资料编辑和归类、采集波至、利用矿业局的地震层析软件对资料进行层析成像处理绘制速度、衰减及波傲图件以及图像处理等。和数字模拟研究而对GPS 资料解释研究不够的现状, 提出了与GPS资料解释工作有关的基本理论和方法以及一些基本问题的求解。提出的基本问题:包括电磁波在地层中传播的波阻抗她层分界面上电磁波场强的反射与透射系数她层中电磁波速度和反射波的相位以及GPS探测深度等。

4. 2 结合推进“三农”现代化进程建设的需求应开展以下农业地质调查研究工作:一是农业生态地质结构的研究, 即“农作物一生态地质环境系统”运行机制的研究;二是农业生态水文地质的研究,即“农作物水土资源生态地质环境系统”的最佳运行机制的研究;三是农业生态经济地质的研究。通过开展以上工作,为耕地的合理开发利用、农作物的合理布局、名优果品或高效益经济作物的开发、土壤的改良与旱、 涝等自然灾害的综台治理以及为建立高技节水农业等提供地质资料和科学依据。

参考文献

第9篇

【关键词】工程地质勘察;目的;主要因素;问题;对策

工程地质学早在20世纪30年代就已成为一门独立学科,近期的研究成果更是高深至运用非线性科学研究其复杂性问题[1]。随着测量、物探、钻探、试验等在仪器、设备、新技术、新方法、新手段方面的不断进步,特别是新时代计算机技术的广泛应用,工程地质有了新的革新,无论是外业资料的收集还是内业资料的整理,工作程序、方法、产品、质量标准等,与传统的工程地质相比,均有了较大的进步。作为一种逐步深化、由浅入深的调查研究过程,我们有必要对工程地质勘察进行探讨和研究。

1工程地质勘察的目的

工程地质勘察是运用工程地质理论和各种勘察测试技术手段和方法,为解决工程建设中地质问题而进行的调查研究工作。工程地质勘察是工程建设的先行工作,其成果资料是工程项目决策、设计和施工等的重要依据。是为了获取建筑场地及其有关地区的工程地质条件的原始材料和工程地质论证,为工程建设、规划、设计、施工提供可靠的地质依据,以充分利用有利的自然和地质条件,避开或改造不利的地质因素,保证建筑物的安全和正常使用,而以坑探、钻探、触探、地球物理勘探等手段和方法,调查研究和分析,评价建筑场地和地基的工程地质条件,为设计和施工提供所需的工程地质资料。

2、决定勘察任务的主要因素

决定勘察任务的主要因素有三个方面,即建筑场地的复杂程度、工程所在的场地地质条件研究及当地建筑工程的经验。根据建筑场地地形情况的不同,可以将建筑场地的复杂程度分成三个级别:复杂场地、中等场地和简单场地。其对建筑的地基的影响程度一次递减。如果是在陌生的区域,由于缺乏对当地地质条件的研究,因此会使勘察的工作量增加;反之,如果有工程施工的经验,那么花费的时间和工作量就会相应的减少。因此,必须认识到工程地质勘察的绝对重要性。

3、工程地质勘察工作存在的问题

3.1对工程地质勘察的重要性和价值认识不够

地质勘察主要有揭示地质构成和提供土体的力学指标两个方面。地质构成决定了基础的处理方案的选择,而力学指标则对工程的造价上的有很大的影响。我们都知道,地下是无法看见或者摸到的,只能够靠钻探来勘察,而建设场地只能是唯一性的,所勘察出的结果也没有任何的可比性,因此勘察单位专业是否技术够强,操作是否足够规范严谨,可以准确的提供出成果就变得尤为重要,这建筑的安全以及工程施工的顺利进行都意义重大。

3.2工程地质勘察质量问题

在工程地质勘察的这个过程中,一般会出现较多以下问题:工程的概念不清楚,针对性也不强,手段落后,勘探侧重点不明确,方法不当;工程地质分析工作中所选择的理论、方法、计算公式等所适应的条件的物理意义混淆不清,与实际情况有很大差别;地质报告中的主要工程地质问题界定不够准确或者提供的论证不够充分充分,如果基本地质条件不是很清楚清楚,那么就会导致遗漏问题,甚至会出现结论性错误;有些地质报告根本就没有做出地质结论,或者还没有做多少地质工作就已经先下结论,工作态度及其不负责任。这些问题通常会造成阶段性工程审查工作无法一次性通过,以致延误开发时机;或者通过了审查,却给工程留下了极大的隐患。

3.3勘探的方法不正确

一些勘察部门用其所谓的静载荷,试验压裂探坑两侧土层为准来确定承载力,这种做法也是不科学的。

3.4工程地质勘察缺乏监管

这种问题主要存在两种情况。第一种情况,工程地质勘察都是在工程的前期进行,而且是由建设单位自主的对勘察单位进行选择,一般的建设单位缺乏相关方面的专业知识,对地质勘察重要性也缺乏认识,因此造成了对勘察单位要求不够高,有成果即可,另外,钻探费用上如果考虑多一点,相对的技术要求就轻了些。第二种情况,地质勘探是野外作业、土工试验和资料整理,这一系列过程只是由勘探单位自己独立完成,而没有任何监督,所以到底钻了多少孔,取了多少土样,钻了多深,土工试验做了多少,等等,这些问题可能都存在很多漏洞。

4、工程地质勘察问题的解决对策和机遇

解决问题首先要分清责任。责任分清楚了,落实要有人来抓,所有问题虽然我们不敢说都能很好地得到全面解决,但至少可以前进一大步。[2]但是,如果人们都只是在讨论其必要性或者重要性,却没有实际行动,那么也就只是纸上谈兵,没有意义。随着勘测设计市场化进程的加快,新旧技术与管理上产生的冲突,新旧思想和思维上的交锋,不仅是矛盾,也是改革前进的动力。因此,我们必须明确责任,确定负责人,精心指挥,追踪落实。

高标准的要求就是勇于面临挑战和抓好机遇,人类社会的发展进步与进步,实际上也是一部人与自然互相协调与影响的壮史。人类社会的产业革命,都与工程建设有直接的联系,而与地质环境也有直接或者间接的关系。当今社会上,工程地质工作正存在着这样或者那样的问题,工程地质学科也正在经历着前所未有的挑战,然而,对于我们来说,这更是一种机遇。抓住机遇,迎接挑战,造福人类,是工程技术人员和地质学家的不可推卸的责任和艰巨任务。

5、结束语

工程地质勘察是工程建设过程中的一个十分重要环节,与工程造价和建筑物的安全都有着十分紧密的联系。因此,工程地质勘察工作技术人员,一定要良好的职业道德和有高度的责任感。在专业水平上,要业务精通,并且努力做好工程地质勘探工作,争取不断提高地勘水平。掌握主要工程地质特征等关键因素,通过缜密的经济与技术评价分析,为设计和施工提供出最为合理、最为优化的工程地质依据。

参考文献

第10篇

[关键词]普通地质学;小组合作;实验教学 

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2017)10-0028-04 

普通地质学是地质类专业的入门基础课,是地质类专业学生学习有关后续课程的基础课程,而实验课是普通地质学必不可少的组成部分,实验课不但教授理论知识,也传授实际技能,同时还是矿物学和岩石学等后续地质课程学习的主要环节,因此,其无论是教学方法还是考核方式都需要与时俱进。实验课是普通地质学课程的重要组成部分,综合了理论和实践技能内容。普通地质学课程包括理论课、实验课及野外实践教学三个环节。由于地质学是一门实践性很强的学科,实验课就显得尤为重要,是地质教学过程中不可缺少的实践性教学环节。在教师的直接指导下,通过实验课的实践训练,学生能获得基本地质现象的感性认识,更好地掌握课堂所学的抽象理论知识,初步学会基本的地质工作方法,还能学会如何去思考,如何去理解、掌握地质现象,最重要的是培养对地质专业的兴趣,学会科学的推理方法。[1][2]因此,重视实验教学不仅可以帮助学生更好地掌握本门课程的知识,还能培养学生的动手能力以及综合分析、解决问题的能力。普通地质学实验课有四部分,分别是常见矿物鉴定、常见岩浆岩鉴定、常见沉积岩鉴定和常见变质岩鉴定,主要以矿物、岩石的肉眼鉴定实习为主。[3] 

中国石油大学(北京)作为油气地质及环境科学领域重要的人才培养基地、科學研究基地和学术交流基地,一直非常重视普通地质学课程的教学及学科建设工作,对学生的培养要求夯实基础、提高动手能力;在教学学时紧张的情况下,要求保证实验课程保障教学质量,为学生后续发展打下坚实的基础。目前,中国石油大学(北京)为地球科学学院、石油工程学院和地球信息科学学院学生开设了普通地质学课程,学时均为48学时,其中实验课程根据不同专业需要设置为10~12学时。 

一、普通地质学实验课教学现状及存在问题 

目前中国石油大学(北京)普通地质学教学存在以下问题: 

(一)实验课目前为大班教学,师生间沟通时间有限 

作为我校的专业基础课,普通地质学主要教授学生地质学基本概念以及野外实际工作技能。现在每学期石油工程专业普通地质学课程学习人数大约为180~200人,由于师生比例较低,现在课程理论教学采取大班教学方式,集中讲授理论知识。实验课是对理论课所讲知识的重要实践环节,要求授课教师与学生“面对面”进行指导,而大班实验课教学只能提供有限的机会让学生和实验课教师单独交流。为了适应实验课师资力量不足、实验室空间有限的情况(容纳30~40人),建议开展实验课小组合作的教学模式,从而增加师生互动以及学生之间交流。 

(二)实验课以教师讲授为主,学生以记忆学习为主 

由于实验课时间、空间有限,实验课课堂教学以教师讲授为主,学生以记忆学生为主。2014年初我们收集了关于普通地质学课程的学生反馈意见。相关调查反馈结果显示,学生希望在实验课能够由教师引导自学,并且能够得到教师的指导与帮助,最不喜欢的是需要在短短的实验时间内完成太多理论学习,缺少实践锻炼。 

(三)实验课成绩考核评价缺乏科学性 

在传统实验课考核方式下,评价学生学习程度的唯一标准是作业成绩,而对学生综合素质、实践应用能力和创新能力的评价十分缺乏。因此,学生在实验课学习过程中普遍存在厌学现象,学生学习没有动力,对课程缺乏学习兴趣,逃课现象比较严重;并且学生作业存在抄袭现象,实验课作业成绩不能全面反映学生掌握知识的程度。这对于教学效果的实现是非常不利的。 

高校基础类课程是学生进行后续专业课程学习的基础,在学生学习过程中起着举足轻重的作用,特别是实验课程,可以起到培养学生动手能力、加深巩固课堂学习效果的作用。[4]但随着教育理念和技术的不断发展,高校教学也在不断变化,实验课程教学在新的环境下受到了很大的冲击,学生不重视、课时量减少等因素都会导致实验教学质量不断下滑。在这种背景下,教师应该根据学科和学生的特点及时调整实验教学内容和方法,借鉴国外课堂教学的先进理念和方法,提高教学效果。笔者根据自己的实际教学经验,对中国石油大学(北京)普通地质学实验课程教学改革做了一些探讨与思考,启动教改项目来研究如何重建该课程,主要目标是改进实验课的教学方法,采用“小组合作学习”的形式,鼓励学生积极学习,提高教学质量。 

二、采用“小组合作学习”方法的实验课教学改革探索 

(一)“小组合作学习”的理论基础 

“小组合作学习”兴起于20世纪70年代初的美国,是目前被许多国家普遍采用的一种富有创意和实效的教学理论与策略体系,它具有区别于传统班级教学的显著特征。“小组合作学习”是以合作学习小组为基本形式,以小组成员合作性活动为主体,以小组目标达成为标准,以小组总体成绩为评价和奖励依据的教学策略体系。[5]“小组合作学习”包括以下几个内容:(1)合作学习是以学习小组为基本形式的一种教学活动。合作学习并不排斥班级教学,但其特色在于小组活动的科学组织与展开。(2)它是以教学动态因素的互动合作为动力资源的一种教学活动,其中教学动态因素主要是指教师与学生。(3)它是一种目标导向的教学活动。所有的合作学习活动都是围绕所要达成的特定的共同目标而展开的。(4)它是以团体成绩为奖励依据的一种教学活动。合作学习通常不是以个人成绩为评价的依据,而是以各个小组在达成目标过程中的总体成绩作为评价与奖励的标准。这种机制可以把学生个人之间的竞争转化为小组之间的竞争,从而促进小组内部的合作,使学生在各自的小组中各尽其能,得到最大限度的发展。[6] (二)“小组合作学习”的基本策略 

1.小组活动学习 

课堂上的小组活动主要包括小组讨论、合作创作和合作演示三种形式,每种活动都有特定的目标。小组合作活动将教学变成了一种教师与学生、学生与学生之间的多向型互动,这种互动能够有效调动所有参与者的积极投入,充分发挥每个人的聪明才智,激发高度的求异思维。[7]学生在这种多变互动与协作的群体活动中,能够积极主动地学习和思考,通过小组讨论集思广益,学习新概念、加深理解,或者是遇到问题并寻找解决方案,提高学习自主性;通过小组成员分工合作,查找课程相关资料,针对授课教师布置的问题进行构思,设计学习思路和进行任务分配;最后通过合作演示的方式将自己的小组的研究成果展示出来,在交流信息、探讨问题、分享成果的过程中,增长知识、提升能力、培养合作精神。 

2.切块拼接法 

美国大学课堂上的切块拼接式学习是通过伙伴教学的形式进行的学习活动,它是在斯拉温的切块拼接式学习的基础上产生并发展而来的。切块拼接式学习改变了传统的“教师讲、学生听”的授课式课文讲解模式,教师将课文切块,由学生分组阅读、合作备课、互教互学。[7]切块拼接式教学强调的是学生自主学习的“主体地位”,授课教师自始至终都参与到学生的自主学习当中,给予必要的指导和帮助,创造一个动态的学习氛围。每个小组不仅是学习小组,更是教研组,组中每个学生轮流担任组长,以培养学生的责任感与集体荣誉感。组长与组员讨论共同制定小组学习方案,小组成员在互教互学中学习知识,并且通过组员间的互助行为培养合作精神和领导力。 

3.团队研究式学习 

研究式学习是模拟科学探究过程完成课题研究的一种情景式教学模式。美国大学课堂普遍采用团队研究方式,一般由教師根据教学内容制订一个研究主题和一系列子课题,每个小组选择一个子课题,分工协作,用一定时间寻找问题答案,完成研究报告,并且向全班报告和演示研究成果。[7]研究性学习能够激发学生学习的主动性。同时,教师主张学生积极运用发散思维去思考问题,而不是用书本知识进行知识灌输。授课教师与学生之间、小组成员之间的互动,能够激发起学生的创造精神、增强主体意识,学习体验科学研究的过程,在这个过程当中学会收集筛选信息,并且提高人际交往能力。每个学生在自己的小组当中承担一部分的研究任务,随着课程学习的深入,学生的自身潜能能够充分发挥,小组成员间的关系也会从刚开始的磨合阶段进入到默契配合阶段,这样学生不仅能够学习到新知识,也提高了多方面的能力。 

4.小组调查法 

小组调查法(GI)是最成功的一种任务专门化的小组合作学习策略,其代表人物是以色列特拉维夫大学的沙伦夫妇。在小组调查法中,学生在设计他们将要学什么和怎样学的问题上具有重要作用。首先,他们按照对某一论题的共同兴趣来组成合作学习小组,小组所有成员都积极参与设计如何研究他们的问题;然后,将任务进行分工,每一个小组成员都承担一部分调查任务;最后,小组综合和总结他们的工作,并向全班展示或汇报他们的研究结果。小组调查法适合于把获得、综合、分析信息融为一体的探究性问题的教学,如历史、文学等学科的教学。[8] 

(三)“小组合作学习”在普通地质学实验课教学中的实施——以沉积构造和颜色实验课为例 

第一,合理异质分组。以石油工程专业普通地质学课程为例,实验课一般安排在学期中旬。在学期期中考试结束后,授课教师根据期中考试成绩并结合调查问卷对全班学生的学习兴趣、特长爱好以及对普通地质学的掌握程度,充分了解学生的基本情况,然后按照异质原则,根据实际情况合理进行分组,以4~5人的规模组建学习小组。为了更好地利用小组成员的特长,使小组合作学习能够顺利进行,在进行分组时应考虑以下几个因素:(1)组员的性别。合作学习小组中不同性别的组员组合可以丰富小组考虑问题、解决问题的思路,而不同思维互相补充促进可以使认识更加充分,也可以充分发挥男女学生各自的性格特点及特长。(2)组员的能力。根据期中考试的成绩可以大概了解班级学生对课程的掌握程度,从而选取掌握程度相对优秀的学生带动掌握程度稍微欠缺的学生,起到很好的帮扶效果。(3)组员的性格。如果同一学习小组内有的学生善于表达,乐于分享自己的观点,有的学生性格相对内敛,前者可以带动后者参与到小组讨论当中来。 

同时,由小组全体成员共同协商轮流担任小组长的顺序,小组长负责组织团队活动,分配每次的学习任务、协调成员间的关系。这样有助于提高每一位组员的责任心和领导力,也敦促小组中每个成员都遵守纪律,积极参与到小组活动当中来。 

第二,教师教学引导。课前授课教师根据该节实验内容设计出能够综合运用普通地质学基本知识的若干问题,问题可以由浅入深,有一定的思考价值和发散意义。实验课程前,教师要利用一定时间简要介绍实验相关内容,向学生说明该节课程的基本要求及相关实验课习题,并且引出该节实验的作业及问题。随后,让学生以小组为单位自行设计学习方案和问题的解答思路。 

在沉积构造和颜色实验课当中,需要观察并掌握层理构造、层面构造、化学成因的构造、生物成因的构造、变形构造、沉积岩的颜色六方面内容,这些内容在理论课学习中都已经讲授过,授课教师需要带着学生进行简单的课程回顾,同时讲述观察描述的重点,随后引出课程相关问题和探讨。 

第三,小组合作自学。每个小组要根据授课教师讲授的重点内容及问题进行讨论,小组长最终制定出学习方案并在课上进行自学;在完成作业时采取自愿优先、组长分配任务的形式使每位小组成员都有明确的分工,如搜集材料、问题分配、PPT制作等。分工完成学习任务并根据需要在图书馆或上网查找相关资料,如果遇到疑问随时请授课教师进行指导,从而达到对知识有深入理解和准确把握的目的。之后,授课教师把学生自学时遇到的问题以及答疑过的问题进行集中整理。上课期间,教师要观察记录每个学生在小组讨论时的表现,并随时了解各小组学习的进展情况和遇到的各种问题,并且有针对性地与学生进行交流。 第四,学习成果展示。小组成员在自学和小组讨论的基础上,共同完成教师布置的问题及作业,以PPT报告和纸质作业的形式提交学习成果。每组小组长走上讲台,借助PPT进行报告,向全班展示其小组学习成果,其余报告人担任评审成员进行打分。学生可针对其他小组做的报告提出相关问题,借鉴学习其他小组的优点。 

第五,教师总结点评。教师在听取每个小组合作学习成果报告之后,结合学生在进行小组讨论时的表现和评审小组的评分情况,用一定的课时对各小组的合作学习情况进行评述,指点迷津,必要时进行补充讲解,对学生存在疑问的内容给予指导,确保问题的解决。在最后的评价阶段,教师一般以表扬和激励为主,同时对于个别学生在学习过程中暴露出来的问题要及时进行批评和纠正。[5] 

三、小组合作学习法的应用效果 

(一)激发学生学习兴趣,培养学生资助探索能力 

“小组合作学习”能够充分激发学生的学习兴趣,并确立了以学生为中心的教学模式。学生通过查找资料自学或小组内讨论获得的知识是经过自己的思考和再创造而主动获取的,他们对所学知识的理解会更加深刻、运用也更加灵活,学习自觉并且富有兴趣,不容易走神分心。学习过程中唱主角的始终是学生,整个课堂气氛生动有趣,极大地激发了学生学习和训练的积极性,使学生最大限度地获取并且记忆相关知识。 

(二)提升学习的合作能力,有助于培养学生领导能力 

对于传统学习方式的“单兵作战”法,在“小组合作学习”中,学习小组是一个整体,组员之间必须同心合力,才能配合默契,达到最好的学习效果。在合作学习过程中出现了问题,掌握程度好的学生要学会照顾掌握程度稍欠缺的学生,先完成的学生要照顾速度慢的学生,否则小组的整体利益将无法保障。要采取轮流当组长的方式,让每个人都有机会成为组长;组长制定学习计划和方案,分配给组内每个学生不同的任务,有助于培养学生学习的逻辑性和领导能力。 

(三)发掘学生自身的潜能,提高学生学习逻辑能力 

“小组合作学习”能够激发学生学习的主动性,让学生学会思考,能够积极主动地提出学习过程中出现的问题。同时,在小组合作学习中,教师不是把书本上的观点强加给学生,而是主张学生积极运用发散思维,引导学生能够按照学习的逻辑先后顺序进行自学,同时鼓励学生能够提出不同的观点和疑问,以自己独特的视角来发现问题并且通过教师引导从而解决问题。在小组共同学习讨论当中,学生只要言之有理、言之有據,教师就可以对其进行鼓励并将问题和学生观点分享给全班同学,这样不仅可以使“小组合作学习”的效果得以实现,同时可以提升整个班级的学习氛围,使学生的自学能力得到充分发掘。 

(四)改变了传统的考核方式,教师可以更全面地了解学生 

在“小组合作学习”中,每个学生都是被评价者,同时也是评价的参与者,学生可以找出自己的优点和不足,对比其他小组完成情况找到自己小组存在的不足;学习其他小组的优点,找到自己小组今后的努力方向,从而达到共同进步的目的。任课教师不仅可以从卷面作业完成情况考核每个小组的成绩,并且能够将时间和精力更多地投入到学生在完成作业过程中的表现上,可以更全面深入地了解每一个学生,从而从不同的角度进行全面评价,目的主要是通过激励性评价,给予不同学生个性化的指导,让每个学生的长处都能在小组中发挥出作用,并且给予一个合理的平时表现分数。 

四、结语 

根据学生的反馈以及实际的教学效果来看,普通地质学实验课“小组合作学习”取得了一定成效,学生的学习热情明显提高了,课堂参与重心也从授课教师向学生转移。在普通地质学实验课中,我们将继续使用这种“小组合作学习”教学形式。“小组合作学习”可以增加学生积极主动学习和思考的能力,挖掘学生的自学潜力,拓展学生思维。授课教师在教学方面需要做更充分的准备工作,才能引导学生更深入地思考,提升教学质量,提高教学效果。如何更好地设置问题并吸引研究生参与到课程助教工作中,是我们下一步努力的方向。 

[ 参 考 文 献 ] 

[1] 王家生,谢树成,龚一鸣.普通地质学野外和室内实践教学改革与体会[J].中国地质教育,2009(2):79-82. 

[2] 周鼎武,赖绍聪,张成立,等.地质学实践教学新体系[J]. 中国地质教育,2006(4):47-53. 

[3] 舒良树,解国爱,王博,等.新形势下普通地质学教学内容和课程体系建设的思考[J].高等理科教育,2012(4):143-147. 

[4] 刘学锋,张伟伟.理工基础类课程教学改革探索——以力学课程为例[J].大学教育,2017(1):6-8. 

第11篇

关键词:天然气地质学;天然气特征

天然气是现代三大能源支柱中最洁净又最有发展潜力的一种能源。天然气的发现和利用比石油有更为悠久的历史,我国是世界上最早开发和利用天然气的国家。早在晋代,四川就有了“火并沉荧于幽泉,高焰飞煽于天垂”的记载。到明末清初时期,在四川就已出现气田地质专业队伍,专门从事勘探定井位,研究井下地质情况,判断“气、卤(水)”,分析“通腔”(井间连通)关系,划分连通系统,并进行钻井和采气的地质监督等方面的工作。

世界油气勘探实践证明,天然气最初依附于石油,处于从属地位。石油、天然气均属流体矿产,但在勘探、开发实践中人们发现,天然气的物理化学特性与石油有许多不同点,随着天然气工业的兴起和发展,针对天然气的特性不断进行研究、总结和提高,逐渐形成了《天然气地质学》这门独立的学科,并在实践中不断发展和完善,成为指导天然气勘探开发的理论和应用学科。

一、天然气与石油的差异

石油和天然气都是流体矿藏,虽然在形成机理和分布特征上具有相似性,但也存在许多差异。认识这种差异,对于更深入地认识天然气生成、运移、聚集的机理,划分和鉴别天然气藏与气田的类型,分析和总结天然气藏的形成条件及时空分布规律,具有重要的理论意义和实用价值。

1.在物质来源、生成方式等方面,天然气比石油广泛得多。天然气的形成具有多源性和多阶段性。多源性一方面体现在既有有机成因的天然气,也有无机成因的天然气;另一方面还体现在各种类型的有机质都能形成天然气,既有油型气,又有煤成气。而石油主要是由腐泥型和腐殖—腐泥型有机质生成的。煤及煤系有机质可以提供形成大型气田的气源,但对于石油生成并不重要。因此,天然气不仅与石油共生,也往往与煤系共生,聚油盆地和聚煤盆地都可以寻找天然气。

有机成因天然气的生成具有多阶段性。有机质演化成烃的各个阶段都伴随有天然气的生成。在成岩作用早期,有机质的未熟阶段,可由生物化学作用形成生物气(细菌气);在石油生成的成熟和高成熟阶段,可形成热解气;在过成熟阶段,可形成高温裂解气。而石油则大量生成于一定埋藏深度的“液态窗”范围内,具有明显的阶段性和局限性。虽然目前在世界各地发现了许多具有工业价值的未熟或低熟油,但绝大多数石油仍然是有机质处于成熟阶段,即所谓“生油窗”阶段的产物。因此,石油形成于特定的时间和空间范围,生油的时空范围远比生气的时空范围小得多。

2.天然气的分子直径小,其密度和粘度比石油低几百倍到几千倍,因此,天然气易扩散、易运移、易渗漏,难保存,气藏对储层的要求低,对盖层的要求高。就勘探而言,天然气可以运移更远,成藏更为复杂,勘探领域更大。对开发而言,气藏评价的物性下限更低,许多不能产油的储层可以是很好的气层。

3.天然气藏形成具有多源、多阶连续的特点,在气藏形成过程中往往是多种来源天然气的复合,单一圈闭中聚集的天然气可能是来自不同烃源岩、不同成因气体的混合物。天然气藏形成的多源复合现象具有普遍性,是天然气成藏的一大特色。

4.气藏形成始终处于聚和散的动平衡中,成藏期晚有利于气藏的保存。与石油相比,天然气的聚集效率要小得多,天然气聚集系数一般在1%以下,个别情况才会超过1%;而石油主要为渗滤损失,聚集系数较大,一般大于10%。

5.气藏与油藏在空间分布上存在较大的差异,天然气的分布远比石油广泛得多,凡是发现石油的地方,都分布有一定数量的天然气,“有油必有气”,但“有气不一定有油”。在气源岩有机质演化程度很低或很高两种极端情况下,这种现象表现得尤为突出。

6.天然气的压缩性强,膨胀系数大。气藏储量的确定、可采储量的评价,都与地层压力、温度系统息息相关。对凝析油含量不同的这类特殊气藏,气藏压力、温度更是决定地下流体是以气态存在还是液态出现的关键。因此,气藏流体组分、原始压力、地温梯度的确定比原油更有意义。

7.气液两相的流度比差异大,天然气与水的亲和力小,具有天然的亲水特性。气藏一旦水淹,将对气体渗流带来极大的阻力,受储层毛细管力的作用,将使大量的天然气封闭在孔隙中难以采出,导致采收率降低。因此,天然气一般采用枯竭式开采,而且尽量避开水的危害。

8.天然气运输储藏困难,这使得天然气的生产直接与用户相关。对于一个新区,气藏往往在投入开发前只能用少量的井和资料确定气藏开发规模,用以指导和决策下游市场投资和建设。由于下游市场投资比重和份额巨大,对上游约为7:1~10:1的关系,因此,资源的落实和可靠程度对下游至关重要,使得对气藏早期的资源评价和对构造储层的描述就需要特别谨慎,对各类预测技术的发展更为敏感。

二、能源发展的需要

天然气作为洁净的能源,尤其是现代低碳经济的要求,越来越受到人们的重视,作为廉价的化工原料,用途也越来越广泛。从世界天然气产量在油气产量和能源结构中所占比重的增长趋势来看,天然气的产量和消费量将继续保持增长势头,随着天然气在能源结构中的比重不断增加,天然气可能在不久的将来取代石油,成为主要能源,因此,二十一世纪将是一个天然气的时代。

我国天然气资源较为丰富,常规天然气资源量近60×1012m3,非常规天然气资源潜力超过150×1012m3,对天然气资源的勘探开发和综合利用,不断提高资源勘探开发效益,是我国可持续快速发展的重要保证。尽管我国天然气增长近年已进入快车道,而且增长速度排在世界前列,但和俄罗斯、美国等发达国家相比差距甚大。目前,在我国一次性能源消费结构中,天然气只占4%,俄罗斯联邦天然气占能源结构的比例是53.9%,美国27.2%,显然我国天然气在整个能源消费结构中所占比例较低,仍是煤炭为主。全球天然气人均占有量508m3,中国人均占有量60m3,与全球平均水平相差9倍。其主要原因之一就是我国天然气的勘探工作相对滞后。

自上世纪80年代以来,我国虽然通过几轮国家天然气攻关,天然气工业有了长足发展,找到和开发了一批大中型气田,增加了天然气储量和开发已有的气田来加快天然气勘探和开发步伐,以保障能源安全和推动节能减排。但勘探实践证明,我国气藏的主要特点是气藏类型众多,地质条件复杂,埋藏深且跨度大,储量多集中在深层,储量规模较小的气田居多,随着国民经济的快速发展,我国对能源的需求量越来越大,天然气供求矛盾已经严重威胁到国家的经济发展和战略安全,这就要求大量的从事天然气研究和勘探开发的专门技术人员,因此,在石油高校设置《天然气地质学》就是为了适应新世纪新形势能源发展的需要,无疑具有重要的理论和现实意义。

三、教学内容

第12篇

在我们居住的地球上,生长着绚丽多彩的生物。它们种类繁多、形态各异,但都有生命,即有生殖、发育、遗传、变异的能力。这些形形的生物是怎样来的呢?人们对这个问题的认识,经历了漫长的岁月。

基督教的《圣经》上说:全能的上帝用六天时间创造了天地和万物,之后又按照自己的形象创造了人。这就是所谓的“神创论”。“神创论”的个别说法虽然也有某些合理的因素,如认为创造的顺序是先有天地(宇宙和地球),后有植物、动物和人类等,但总的来说,是属于唯心主义的妄说。在很长一段时期里,“神创论”被人们奉为经典,占据统治地位。

随着历史的发展,人们在实践中不断认识真理。很早以前,不论在中国和外国,都有人提出生物是可变的,各种不同的生物源于一个祖先。希腊人阿那克西曼德(公元前610—540)认为,人是由鱼变来的。1759年,德国人沃尔弗(1733—1794)提出,生物体内各种组织和器官都是在胚胎发育中从原始的组织发展而来的。这些都是生物进化思想的萌芽。真正提出比较系统的进化论观点的,是法国的生物学家拉马克(1744一1829)。拉马克根据他对地质学、古生物学和现代生物的初步研究,认为,①生物有适应自然环境的能力,在发展过程中,经常使用的器官就发达,不经常使用的器官就退化,这种“用进废退”的变异是可以遗传的;②生物有适应环境的能力,生长在不同自然条件下的同一物种,会产生不同的体质形态和生理机能,环境的多变性决定了物种的多样性;③因此,生物是在漫长的地质历史时期内,由简单到复杂,由水生到陆生进化而来的。进化论象一个晴天霹雳,从“神创论”紧紧控制的堡垒中冲开了一个缺口。但是,在拉马克时代,科学还远没有掌握充分的材料,还不能对物种起源问题作出完整的科学答案。因此,他的学说还有许多不足之处,例如过分强调了外因的作用,错误地提出动物器官的变异是由于动物本身有一种向上发展的欲望,他的一些假说得不到科学试验的证明等。

拉马克学说发表后,立即受到了当时法国著名古生物学家居维叶(1769—1832)的激烈反对。居维叶研究过巴黎郊区保存有哺乳动物化石标本的地层。他已经看到:在不同的地质年代的地层里,埋藏着种类不同的化石;地层的年代越早,保存的化石的类型就越原始而低等;地层的年代越晚,保存的化石类型就越进步而高等。但是,他所研究的巴黎郊区地层,有过沉积的间断,即地质学上所说的一种不整合现象。这只是地质变化的一种情况。由于他是一个虔诚的基督教徒,头脑被“神创论”象缠头布一样束缚着,因此他认为,这种岩层的沉积间断表明整个地球上发生过灾变;各个不同的地质年代的地层里所以有不同类型的化石,是因为地球上曾经发生过多次大灾变;每次灾变后,上帝又重新创造新的类型生物;物种是不变的,上帝创造过多少,现在就有多少。这就是所谓的“灾变论”。“灾变论”是根据局部的客观事实作出的错误推论。但是,居维叶是生物学中比较解剖学和古脊椎动物学的创立者。他对脊椎动物的器官的形态、结构进行了解剖研究,从多方面阐明了脊椎动物各

个类别间的系统进化关系,并指出器官的构造同生活条件的关系。居维叶的这一研究成果是正确的,实际上为生物进化论提供了有力的论据。尽管如此,当时的欧洲,自然科学还牢牢地被禁锢在唯心论的“神创论”的枷锁之中,不仅居维叶没有看到他的“灾变论”与自己的解剖学研究成果有矛盾,而且许多生物学工作者也都相信居维叶的“灾变论”。拉马克的进化论没有得到普遍的承认。

过了二十多年,英国著名地质学家赖尔(1797—1875),研究了大量的地质现象,他根据新的观察材料指出,地球是持续不断地缓慢地变化着,现在看到的地球表面的状况,是逐步变化而来的,并不是经过灾变后,上帝再创造的。他还指出:灾变论的错误在于把一千年作为一百年看待,或者把几百万年误认为几千年。赖尔把万物皆变的进化观点带进了无机自然界,把进化论带进了地质学,给了“灾变论”致命的打击。起初,赖尔把有机自然界和无机自然界割裂开来,认为只有无机界受自然规律支配,而有机界受超自然的力量一一上帝的控制。因此不同意物种是变化的。后来,他又深入研究了地层中的生物遗体和遗迹——化石,承认有机自然界也是逐渐变化的,生物是在漫长的岁月中逐渐进化的。恩格斯说,只有赖尔才第一次把理性带进了地质学中,因为他以地球的缓慢变化这样一个渐进作用,代替了由于造物主一时兴发所引起的突然革命。

在自然科学史上建立了完整的进化论思想体系的,是英国的生物学家达尔文(1808—1882)。达尔文生活的时代,正是英国资本主义迅速发展的时期。当时,在农业和畜牧业中,已经进行了广泛的培育优良品种的活动,这为生物学研究提供了实践基础;同时,在植物学和动物学领域内,都积累了大量的观察材料。达尔文结束了大学生活之后,跟随“贝格尔”号军舰进行了五年环球旅行,收集了大量生物标本,进行了多方面的观察,又经过多年潜心研究,于1859年发表了有划时代意义的伟大著作《物种起源》。在这本书中,达尔文通过解剖学、胚胎学、生物的地理分布、化石等方面,全面论证了生物是进化的观点,并且阐明了“自然选择”是生物进化的主导力量。达尔文指出,生物经常发生的细致的不定变异,通过累代的选择作用,比较适合当时外界环境的个体可以生存,并且逐渐积累有利的变异,发展成为新种;比较不适合的就不能生存或不能传种。尽管达尔文主义还有不足之处,如受了马尔萨斯人口论的影响,错误地认为生存竞争是生物进化的决定性因素。但它毕竟是为生物进化论奠定了科学的理论基础。因此,不仅在科学界,而且在整个思想界起了巨大的反响。马克思和恩格斯对达尔文给予了高度的评价。马克思写信给恩格斯说,达尔文的《物种起源》为我们的观点提供了自然史的基础。恩格斯在马克思的墓前演说中,把达尔文发现生物界的发展规律和马克思发现人类社会的规律相媲美。当然,进化论思想还要继续发展。恩格斯指出,进化论本身还很年轻,进一步的探讨将会大大修正现在的关于物种进化过程的观念。

从进化论的发展过程,我们可以看到:一种科学的理论决不是一蹴而就的。起初,科学的假说仅仅是以有限数量的事实和观察为基础的。随着新的观察材料的不断发现,使这些假说逐渐纯化,取消一些,修正一些,直到构成比较完整的科学定律和体系。因此,每一种科学理论,每一个科学家的认识,都要受到时展进程所提供的认识条件的限制。即使是一个伟大科学家提出的正确理论,有一些错误的结论夹杂其中,也是难免的。英国科学家、唯物主义创始人培根曾经说过:“要认识真理,先要认识真理的条件。”因此,我们后人在研究和评价每一个科学家——自然科学家和社会科学家的理论时,不仅要研究分析他的结论,而且要认真地历史地研究分析他们所以会得出这些结论的客观条件。只有这样,才能吸取其真理性认识,抛弃其错误,并作出科学的评价。我们青年在学习科学——不论是自然科学或革命理论中,都应该学会运用这种历史的分析方法。