安徽巢湖水文地质测绘实习教学方法探讨

郑丽萍，刘志新，于宗仁，徐智敏，董贵明，刘博，杭远

（中国矿业大学资源与地球科学学院，江苏徐州 221116）

“加强基础、拓宽专业、强化实践、培养素质”是21世纪高等教育改革的重要目标之一。水文地质教学中首要的野外实践教学环节就是水文地质测绘实习，它对提升人才的综合素质实践能力、创业创新精神有重要意义。在“陆地水文学”“普通地质学”“构造地质学”“水文地质学基础A”“地下水动力学A”等课程理论学习基础上，教师带领和指导学生过对巢湖北地区基本地质及水文地质现象进行分析，然后又走出去到实地野外进行现场实践和现场考察，从而让学生了解并知悉野外水文的地质测绘、调查，以及解剖实地测试并填图方面的基本方法，认识野外地质、水文地质及地下水形成、埋藏与分布条件的重要手段，培养学生利用水文地质学的基本知识解决野外复杂水文地质问题的基本能力和综合分析能力。

一、巢湖地区水文地质条件概况

实习区属扬子地层区，下扬子地层分区，六合—巢县地层小区。位于安徽省巢湖市市区北部山区，三面环山一面傍水，南邻我国五大淡水湖泊之一的巢湖之滨，北依江淮丘陵区南缘，西北距合肥市约65km，南距芜湖市80km，东距南京市约120km，是二级水文地质单元，水文地质结构清晰，水文地质现象小而全。

巢湖地区志留系——三叠系地层发育连续，实习区内地层总厚度达3485～4397m。沉积构造多样，覆盖少，加之大量采场、路基坡，露头极好，也是进行科研、教学、地质旅游的良好地区。在构造控制下，呈现M形分布。在平顶山西南侧有一处地层，层序稳定，沉积环境标志明显，地层保存完好，被誉为是一个“天然的地质博物馆”[1]。

巢湖主要入湖河流有三河、派河、南肥河、柘泉河、烔煬河、蒋口河等。出湖河流为裕溪河，湖水由此注入长江，巢县以上流域面积为9270 km2。巢湖形如菱角，湖盆平浅，环湖分布有岸滨浅滩，湖中有姥山、孤山二岛。湖长为54.5km，最大宽度为21.0km，平均宽度为15.1km，当最高水面为13m时，湖水面积为825 km2，岸线长为181.0km，岸线弯曲系数为1.76，补给系数为11.2，湖泊容积为55.6亿m3。巢湖湖流基本上以吞吐流为主，并受风力作用影响的混合流。湖流总的趋势是由西向东，与入流出流状况一致[2]。

二、水文地质测绘实习主要内容

（一）实习任务

中国矿业大学资源与地球科学学院水文与水资源工程专业根据教学计划，结合技能考核项目制订了五周实习任务，其中两周为野外实习。主要掌握对地质、地貌、水文地质点进行观测、描述和测量的基本方法，加深对地球科学基本理论及基本概念的理解，培养学生野外实践能力。

巢湖实习区气候温和湿润，属季风副热湿润气候，降雨丰富，本区水源主要来源于大气降水，因此汇水条件主要取决于地层岩性以及褶曲，断层等构造。本区较明显的水文地质是金银洞的幸福泉、王乔洞、紫薇洞等一系列溶洞。以紫薇洞为例，该洞发育在栖霞组灰岩段，含燧石结核，形成的“龙脊长廊”非常壮观。洞长1500m，有两处溶蚀至地表，又称为双井洞。洞内裂隙发育，有多处方解石充填，洞高最高可达10m，溶蚀规模大，有陷落柱。

通过野外调查与搜集有关资料，初步查明：地下水的基本类型及各类型地下水的分布状态，地下水的补给条件、径流条件和排泄条件；主要含水层、含水带及其埋藏条件，包括产状、地层、岩性、厚度、分布范围、埋藏深度、水位、进水量和水的化学成分，以及含水层之间的水力联系、含水层的特征和分布、泉水的类型和分布，包括矿泉的调查，初步确定其实际价值和发展前景区域地下水资源、水化学特征及其动态变化。水文地质各种结构的特点对地下水资源及其开发前景进行了初步评估，并大致了解了沉积物的充水条件和灌溉区的排水条件，论证与地下水有关的环境地质问题[3]。

比例尺是实际的地形情况在图上缩小的程度。可行性研究阶段一般为1∶200 000～1∶50 000；初步勘察阶段为1∶50 000～1∶25 000；详细勘察阶段为1∶10 000或更大的比例尺。为保证不同比例尺的测绘精度，分别以每km2中平均应有观测点数和观测路线长度进行控制，比例尺愈大，观测点愈密，观测线路愈长。观测点选在地貌单元边界、岩层边界、断层、井、泉等处，观测路线应尽可能垂直于岩层和构造线的走向以及山谷沿线的地下水露头。在测绘过程中，将点和线放置在地图上，以连接由不同点和线划定的地质和水文地质边界，并绘制水文地质底图。小比例尺测绘观测点的位置，用地物定点或用地质罗盘以地物交会定点；大比例尺观测点的位置用经纬仪施测。测绘中有时为弄清岩层和构造的结构形态，在覆盖层较薄时，可布置少量的坑探、槽探和钻探工作，以揭露地质、水文地质特征；当覆盖层较厚时，或在岩溶地区，为探测某些特殊现象，可适当布置工程地球物理勘探工作。测绘中重视应用遥感技术，以节省野外工作量和提高成图精度。

（二）实习主要内容

观测巢湖凤凰山实习区自然露头及人工揭露的地质点、水文地质点，研究地层岩性组合及岩相特征。进行地形地质图判读，定点（岩性点、界线点、构造点、井点、泉点等）；绘制实习区相应的地质剖面图、水文地质图、综合水文地质柱状图、地质素描图等；地下水天然和人工露头点的观察、描述和分析，室内水样分析；分析区域构造单元及汇水、导水、控水条件等；编写野外实习报告。

地貌观测：确定地貌单元的形态、成因类型、边界和相互关系、地貌特征和含水层的分布以及地下水补给、径流和排水之间的关系，并确定新构造运动的特征以及作用强度对地貌和区域水文地质条件的影响。

地层岩性观测：对于沉积岩，确定岩石名称、序列，描述成分和结构，划分地质年龄，确定产状和厚度，并划定范围。当遇到可溶性岩层时，应注意调查岩溶的发育程度和规律。除了命名火成岩和变质岩外，我们还应查明其成因类型、产状和规模。对于第四纪地层，应确定其名称、来源、成分、颜色和结构。

地质构造观测：重点观察断裂构造、褶皱构造、节理裂隙发育规律。确定断层走向，绘制平面形状，划分类型，观察断层破碎带的充填和胶结程度，确定褶皱位置、轴向平面和倾斜方向，绘制平面痕迹。统计裂缝和节理，确定主要方向。

地下水露头观测：包括自然露头和人工露头。典型的水点应位于地图上，以确定地质结构和地下水流出层，测量流量、水位和水温，调查环境污染，取样进行物理和化学分析，确定水的化学类型，根据精度要求为井和钻孔制作简单的水文地质试验仪，确定含水层的基本参数，并判断富水的程度。

（三）主要成果

在野外进行水文地质测绘实习必须掌握地质、地貌和水文地质点的观测、描述和测量的基本方法，绘制水文地质图，编制水文地质测绘工作报告，管理各种地下水点和地表水体的调查数据。绘制综合水文地质图，全面、系统、清晰地反映工作区的水文地质规律，明确地下水的类型和埋藏条件，反映地下水的形成特征、水岩组的水量、水质、水量变化规律以及地下水资源的分布，为水文地质未来的工作和地下水资源开发提供可靠的数据和依据。测绘实践完成后，指导教师教授地质图的成果规范、方法和要求，并介绍地质报告编制的内容和要求。每个实习团队整理现场记录簿和手图等原始数据，绘制实际材料图和清理地质图，并编制实习报告。

三、发挥教师的主导作用，做好实习的指导工作

（一）深化实习教学改革

要提高实践教学质量，必须改革实践体系，突出水文地质测绘实践内容，改进实践教学方法，对实践教学内容进行更新和调整。通过几年的团队领导实践经验，我们认识到所使用的实践指南在实践方法和内容方面存在一些不足，使用的资料需要更新，应规范水文地质填图，丰富教学实习内容，完善《安徽巢湖北地区水文地质测绘实习指导书》。

目前的野外教学实习，让学生动手参与的内容太少，学生野外独立工作能力有所下降。为解决这一问题，应增加学生野外独立观察、测量时间，强化学生独立工作能力。在野外实习过程中，我们可以根据不同的水文地质现象提出问题作为知识兴趣点，培养学生独立思考的能力和团队精神，增强学生实际动手、野外观察和独立解决实际问题的能力，只有这样，才能实现从验证到全面创新的转变，逐步形成新的教学体系。积极开展思想教育，严明纪律。以党和团支部为核心，发扬团队精神，扎实细致地做好思想工作。结合实践基地的特点，开展国情民情教育，从思想和组织上确保野外实习的顺利完成[4-5]。

（二）实习过程中教师认真指导

实习前教师按班级人数把学生分成几个实习小组，每位指导教师所带学生不超过15人。每组选一名组长，组长负责组内的一切工作，组内成员必须明确任务，互相配合进行实地测量、图件的绘制。因在实习区需重新认识水文地质，在野外实习前，教师应提前进行3～4天的地质调查，精心准备教学和预习，以掌握实习区地层层序中常见矿物的岩性特征、构造、断层性质、地层接触关系、地形和主要测量方法，了解区域地质和水文地质。教师耐心细致地指导学生识别地质现象和实际操作，使学生学会识别和描述各种地质现象，掌握地质素描、得心应手的剖面测量、剖面综合地层直方图、地质填图GPS、数字制图等野外工作和技能。实习期间，教师带领团队进行调查，系统讲解实习内容，深入浅出，指导学生掌握实习目的、内容和具体操作方法，及时要求学生拿出指南针，测量地层、节理和断层的产状，并了解各种结构表面的特征和识别标记绘制信手剖面图、地质素描图等；对实习区地下水天然和人工露头点进行观察、描述和分析。要求学生仔细观察，如实测量，认真记录，准确取样以及对某一水文现象进行详尽追踪以全面把握。

在巢湖北地区，向学生讲述地层的空间分布特征、产状、岩石类型和成分，并进行地质剖面实践。教师指导，学生实地测量，完成利用地形地质图确定观测点的位置；根据岩性及组合特征结合层理、构造等认识各岩层的富水性，分析温泉形成的必要条件及特征；分析地层中沉积地质现象及其他水文地质问题。教师要不断巡视，随时解答学生提出的问题。学生分组水文地质调查、分组实测剖面、分组水文地质填图、野外成果总结汇报、野外考察、室内资料整编等环节，充分发挥教师指导、学生自主的作用。

实习完成后，负责实习教师应仔细总结和讨论实习情况，包括实习计划的完成是否符合要求和期望，目的的新发展和新进展是什么，以及对未来实习的建议。

四、严格考核办法，做好成果总结工作

以前的实习成绩评定是依据学生的实习报告、图件的汇编，没有对学生进行全面调查。为此，我们对实践结果评价进行了改革，采取了过程评价与成果评价相结合的方法。实习考核注重过程考核，包括野外实习表现与记录、野外总结汇报与考察、室内报告编写与图件等几个方面。各实习小组上交的成果有区域综合水文地质图、水文地质柱状图；学生个人上交的成果有野外地质记录、实习报告。

最终实习成绩分为五个等级，即优秀、良好、中等、及格与不及格。实习总评成绩100分。成绩构成比例主要包括野外实习表现占20%，手写总结汇报与考察占30%，实习报告占50%。实习报告全面、分析和总结了实习期间看到的各种地质现象，是对实习内容的系统化、巩固和提高，是进行地质思维的训练。报告要求以现场收集的地质资料为基础，主题鲜明，逻辑严密，图文并茂，评估学生对实习内容的了解、掌握程度。如能对实习区野外水文地质现象提出自己的独特见解并撰写专题报告及小论文，可适当加分。

五、结束语

水文地质测绘实习是水文与水资源工程、水文地质与工程地质专业极为重要的实践教学环节。通过对基本水文地质现象的野外实地考察和现场实践，使学生获得感性知识并加深对课堂理论教学相关内容的理解，掌握野外水文地质测绘、调查以及填图的工作方法，培养学生理论与实践相结合，意味着将书本上的知识与现场的各种水文地质现象联系起来，培养和提高学生的实践能力，分析问题解决问题的能力，学习典型水文地质现象的观测、描述和综合分析的基本方法，以及水文地质地图和实践报告的编制方法。这样才能为学生顺利开展毕业生产实习、毕业设计（论文）的编写及走上工作岗位打下扎实的专业基础。