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《地下水环境工程》教学大纲
作者:管理员 来源:本站原创 发布时间:2016-05-19浏览量:

Groundwater Environmental Engineering

课程编码:21A43014 学分:2.0 课程类别:专业任选课

计划学时:32 其中讲课:32 实验或实践:0 上机:0

适用专业:环境科学、环境工程、地下水科学与工程、水文与水资源工程

推荐教材:王焰新.《地下水污染与防治》.高等教育出版社,2007年

参考书目:

1. C. W. Fetter著,周念清、黄勇译,《污染水文地质学》,高等教育出版社,2011年

2.高廷耀等,《水污染控制工程》,高等教育出版社,2007年

3.潘懋,《环境地质学》,高等教育出版社,2005年

4.缪应祺,《水污染控制工程》,东南大学出版社,2002年

5.任南琪,赵庆良,《水污染控制原理与技术》,清华大学出版社,2007年

课程的教学目的与任务

《地下水环境工程》是我校水文与水资源工程专业必修课,授课重点是地下水污染问题研究与治理的思路和方法。地下水环境工程主要讲授地下水污染的基本概念、特殊类型地下水污染、地下水脆弱性评价、污染土壤修复、污染地下水修复技术和超采区地下水环境问题。本课程在授课方式上采取课堂讲授的形式,适当穿插问题讨论。

使学生掌握有关地下水污染及其防治技术的基本概念、基本理论和基本方法,提高学生的独立思考能力以及理论联系实际、分析、解决地下水环境问题的能力。

课程的基本要求

(一)课程要求

1、掌握地下水污染及其防治、地下水开采引起的环境地质问题的基本概念、理论和方法。

2、课程的主要任务包括学生平时作业和期末考试。

3、学生应根据授课计划提前预习讲课内容,课堂上认真听讲,勤于思考,积极参加小组发言和课程讨论,课后认真复习,独立、认真完成作业。

(二)教学活动项目及学时分配

本课程32课时用于理论教学,小组发言、课程讨论在教学时间视情况安排。课程考试一次,为期末考试。课程作业包括课后计算题和课后思考题;授课方法采用教师主讲与学生讨论相结合、多媒体教学辅助的教学方式;辅导答疑采用集中答疑、网上答疑和课前课后临时答疑相结合的方式,其中集中答疑每周安排一次。

第一章 绪论 建议学时:2

[教学目的与要求]了解地下水环境工程的目的和任务,了解当前地下水污染的趋势及危害。

[教学重点与难点] 环境问题的研究方法、地下水污染的特点。

[授 课 方 法]以课堂讲授为主,课堂讨论和课下自学为辅。

[授 课 内 容]

一、环境问题与环境学科的发展

二、中国的地下水环境问题

三、地下水环境工程的概念

第二章 基本概念 建议学时:4

[教学目的与要求] .掌握地下水污染的基本概念和特征,把握地下水中主要污染物,掌握地下水污染的途径

[教学重点与难点] 地下水污染途径及主要污染物

[授 课 方 法]以课堂讲授为主,课堂讨论和课下自学为辅。

[授 课 内 容]

第一节地下水污染的概念

一、地下水污染概念、发展及辨析

二、地下水污染判断条件

三、引起地下水污染的原因

第二节 地下水污染源特征

一、地下水污染源分类

二、工业污染源

三、农业污染源

四、生物污染源

五、区域性水体污染源

第三节 地下水中的污染物

一、化学污染物

二、生物污染物

三、放射性污染物

四、当前地下水中已发现的有机物

第四节 地下水污染特点及污染途径

一、地下水污染的特点

二、地下水污染的途径

第三章 污染物在地下水中的运移 建议学时:4

[教学目的与要求]了解地下水系统状况,掌握污染物在地下水中迁移的规律和方式。

[教学重点与难点]污染物在地下水中的运移规律。

[授 课 方 法]以课堂讲授为主,课堂讨论和课下自学为辅。

[授 课 内 容]

第一节 地下水系统特征

一、地下水系统组成特征

二、地下水系统结构特征

三、地下水含水系统与地下水流动系统

第二节 污染物在地下水系统中的运移

一、扩散迁移

二、对流迁移

三、机械弥散

四、水动力弥散

五、溶质迁移的对流-弥散方程

六、对流-弥散方程解析解及近似解

第四章 污染场地水文地质调查 建议学时:4

[教学目的与要求]了解污染场地水文地质调查的方法和手段,掌握监测孔的钻进、安装等技术,掌握调查报告的编制内容和程序。

[教学重点与难点]监测孔的钻进和安装以及报告的编制。

[授 课 方 法]以课堂讲授为主,课堂讨论和课下自学为辅。

[授 课 内 容]

第一节初步场地勘察及初始评估

一、收集前人资料

二、初步现场踏勘

第二节 初步野外调查

一、调查目的、要求

二、调查方法及手段

三、调查成果及分析

第三节 详细场地调查

一、钻进方法

二、监测孔设计

三、监测孔安装技术

四、群井及多水平监测孔

第四节 野外试验与室内试验

一、水力学参数测定

二、包气带监测

第五节 调查工作总结及报告编写

一、试验结果的分析

二、潜在污染源分析

三、报告编制

第五章 水化学调查 建议学时:2

[教学目的与要求]了解污染途径的调查方式,掌握水化学监测网的设计方法,掌握地下水样的采集方法和测试。

[教学重点与难点]样品采集和保存、现场监测方法。

[授 课 方 法]以课堂讲授为主,课堂讨论和课下自学为辅。

[授 课 内 容]

第一节污染源及污染途径调查

一、污染源调查

二、污染源种类

三、针对不同污染源的调查方式

第二节调查范围及水化学监测网设计

一、调查范围

二、水化学监测网设计

三、监测项目

第三节地下水采样与保存

一、采样容器的选择与洗涤

二、采样基本要求

三、采样保存技术

第四节 现场分析与监测

一、现场分析指标及监测方法

二、现状监测仪器及监测限

第五节 地下水化学数据分析

一、分析方法

二、统计分析法

第六章 地下水污染评价方法 建议学时:4

[教学目的与要求]了解地下水污染评价的方法,掌握权重确定的方法和主要的污染评价方法。

[教学重点与难点]评价方法。

[授 课 方 法]以课堂讲授为主,课堂讨论和课下自学为辅。

[授 课 内 容]

第一节 地下水污染评价方法概述

一、概念与内涵

二、程序和内容

第二节 确定权重方法

一、专家打分法

二、调查统计法

三、数理统计法复杂度分析法

第三节 评价方法

一、综合污染指数法

二、系统聚类分析法

三、人工神经网络分析法

四、实例分析

第七章 地下水风险评价 建议学时:2

[教学目的与要求]了解人类健康风险评价方法和基本要素,掌握评价中危害识别、接触方式、毒性评价及风险定量评价的具体做法。

[教学重点与难点]识别关注污染物和风险定量评价方法。

[授 课 方 法]以课堂讲授为主,课堂讨论和课下自学为辅。

[授 课 内 容]

第一节 人类健康风险基本要素

一、有关概念

二、评价目的及方法缺陷

第二节 人类健康风险评价基本要素

一、人类健康风险评价定义及评价过程

二、评价要素

第三节 危害识别

一、识别被关注污染物

二、目标污染物判定

三、目标污染物危害类型及等级判定

四、有毒有害物质参数确定

五、关注污染物毒性效应

第四节 暴露评估(接触方式评价)

一、暴露情景

二、暴露途径

三、计算住宅类敏感用地暴露量

第五节 毒性评价

一、危害性鉴定与剂量-反应评价

二、致癌性与非致癌性因子

三、计算住宅类敏感用地暴露量

第六节 风险定量评价(剂量-效应评价)

一、风险表征

二、风险计算

三、不确定分析

第八章 地下水脆弱性评价 建议学时:4

[教学目的与要求]了解地下水脆弱性的意义和目前各种评价方法。掌握DASTIC方法的应用。

[教学重点与难点]DASTIC方法。

[授 课 方 法]以课堂讲授为主,课堂讨论和课下自学为辅。

[授 课 内 容]

第一节 基本概念

一、地下水脆弱性定义及发展

二、地下水脆弱性评价方法分类

第二节DRASTIC模型

一、七大评价因子

二、各因子权重确定

三、脆弱性指数计算

第三节DRASTIC模型存在的问题

一、在承压水脆弱性评价中的局限性

二、评价因子的修正

三、银川平原区地下水脆弱性评价实例

第九章 污染物自然衰减作用 建议学时:2

[教学目的与要求]了解污染物自然衰减作用的意义,掌握自然衰减的生物及非生物过程。

[教学重点与难点]内生生物作用。

[授 课 方 法]以课堂讲授为主,课堂讨论和课下自学为辅。

[授 课 内 容]

第一节 概述

一、基本概念

二、主要自然衰减作用

三、自然衰减作用的证实

第二节 自然衰减作用的非生物过程

一、对流

二、弥散

三、吸附

四、稀释

五、挥发

六、水解与脱氢卤化作用

第三节 内生生物作用

一、在生物作用下的污染物的归宿

二、有机化合物被用作主要生长基质的反应

三、共代谢

四、溶解性有机污染物的生物降解动力学

第十章 地下水环境修复技术 建议学时:4

[教学目的与要求]了解国内外地下水修复的各种方法和优缺点,掌握地下水修复方法的原理和具体实施方法。

[教学重点与难点]反应性渗透墙技术、原位化学氧化技术、电动力学修复技术。

[授 课 方 法]以课堂讲授为主,课堂讨论和课下自学为辅。

[授 课 内 容]

第一节 概述

一、地下水环境修复技术的发展状况

二、地下水环境修复技术分类

三、治理不同污染介质的技术类型

第二节 水力学方法

一、抽水(排水)系统

二、注水系统

三、水动力屏障系统

四、水力学方法的不足

第三节 污染地下水的抽出-处理技术

一、物理法

二、化学法

三、生物法

第四节 反应性渗透墙技术

一、安装方法

二、反应物

三、实施障碍

第五节 原位化学氧化技术

一、氧化剂

二、概念模型

第六节 电动力学修复技术

一、基本原理

二、技术优缺点

三、电动力学修复工艺

四、电动力学修复技术应用

第七节 真空增强回收技术

一、基本原理

二、概念模型

第八节 表面活性剂增溶的DNAPL污染含水层修复技术

一、基本原理

二、应用

撰稿人:刘本华 审核人: 张明亮

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