Динамика подземных вод - Факультет геологии, горного и

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
«Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
по курсу «Динамика подземных вод»
составленная по кредитно-модульно-рейтинговому принципу
для направления 130101 «Прикладная геология»
для специализации (специалитет) «Поиски и разведка подземных вод и инженерно-геологические изыскания»
Новочеркасск 2013 г.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
«Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по ОД ГОУ ВПО ЮРГТУ(НПИ)
Л.И. Щербакова
«
»
20
г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
ДИНАМИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
для направления 130101 «Прикладная геология»
для специализации (специалитет) «Поиски и разведка подземных вод и инженерно-геологические изыскания»
Факультет геологии, горного и нефтегазового дела
Кафедра прикладной геологии
Курс 3
Семестр 6
Лекции
16 часов
Практические занятия
32 часа
Всего аудиторных
48 часов
Экзамен 6 семестр 1ЗЕТ
Всего самостоятельной работы 60 часов, из них:
Индивидуальная работа 52 часа
Домашняя работа 8 часов
Итого по дисциплине 144 часа с учетом часов на экзамен
Итого по дисциплине 4(ЗЕТ) (с учетом ЗЕТ на экзамен)
2013 г.
Рабочая программа составлена на основании рабочего учебного плана по
ФГОС, утвержденного ученым советом ЮРГТУ(НПИ) протоколом №4 от
29.12.2010 г.
Рабочую программу составил:
ст. преподаватель Масловская Е.Г.
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры Прикладная геология
утверждена «
»
20
г.
протокол №
Заведующий кафедрой ПГ, профессор
В.И. Щеглов
Содержание
1. Цели и задачи дисциплины, ее место с структуре ООП ....................... 6
1.1. Цели и задачи изучения дисциплины .............................................. 6
1.2. Краткая характеристика дисциплины и её место в учебном
процессе................................................................................................................ 6
1.3. Связь с предшествующими дисциплинами ..................................... 6
Требования к основным знаниям, умениям и компетенциям
студентов .......................................................................................................... 6
1.4. Связь с последующими дисциплинами ........................................... 8
1.5. Требования к результатам освоения дисциплины .......................... 8
2. Распределение тем и часов занятий по модулям и семестрам ............. 9
3. Содержание модулей ................................................................................ 9
3.1. Содержание модуля 1 ........................................................................ 9
3.1.1. Наименование тем лекций, их содержание и объем в часах .. 9
3.1.2. Практические занятия, их наименование и объем в часах ... 10
3.1.3. Лабораторные занятия, их наименование и объём в часах .. 11
3.1.4. Разделы курсового проекта, курсовой работы ....................... 11
3.1.5. Самостоятельная работа студентов......................................... 11
3.1.6. Самоконтроль полученных знаний ......................................... 11
3.1.7. Учебно-методические материалы по модулю ....................... 12
3.2. Содержание модуля 2 ...................................................................... 12
3.2.1. Наименование тем лекций, их содержание и объем в часах 12
3.2.2. Практические занятия, их наименование и объем в часах ... 13
3.2.3. Лабораторные занятия, их наименование и объём в часах .. 13
3.2.4. Разделы курсового проекта, курсовой работы ....................... 13
3.2.5. Самостоятельная работа студентов......................................... 13
3.2.6. Самоконтроль полученных знаний ......................................... 14
3.2.7. Учебно-методические материалы по модулю ....................... 14
3.3. Содержание модуля ......................................................................... 14
3.3.1. Наименование тем лекций, их содержание и объем в часах 14
3.3.2. Практические занятия, их наименование и объем в часах ... 15
3.3.3. Лабораторные занятия, их наименование и объём в часах .. 16
3.3.4. Разделы курсового проекта, курсовой работы ....................... 16
3.3.5. Самостоятельная работа студентов......................................... 16
3.3.6. Самоконтроль полученных знаний ......................................... 16
3.3.7. Учебно-методические материалы по модулю ....................... 16
4. Учебно-методические материалы по дисциплине............................... 17
4.1. Литература: ....................................................................................... 17
4.2. Печатные и рукописные методические указания ......................... 17
5. Учебная практика по дисциплине, краткая характеристика .............. 17
6. Интерактивные формы организации изучения дисциплины ............. 17
7. Методические материалы к тестовому контролю знаний студентов 18
7.1. Вопросы к модулю №1 (темы 1-3) ................................................. 18
7.2. Вопросы к модулю №2 (темы 4-6) ................................................. 19
7.3. Вопросы к модулю №2 (темы 7-8) ................................................. 20
8. Внеаудиторная самостоятельная работа студентов ............................ 21
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины ........................ 21
10. Календарный план (рейтинг-план) ...................................................... 22
1. Цели и задачи дисциплины, ее место с структуре ООП
1.1. Цели и задачи изучения дисциплины
Целью изучения дисциплины является приобретение студентами знаний
об основных формах и закономерностях движения подземных вод в земной
коре, овладение методами оценки гидрогеологических параметров, ресурсов
и эксплуатационных запасов подземных вод. Данная дисциплина должна являться теоретической и методологической базой гидрогеологических расчетов, необходимых для решения инженерных задач водопользования, осушения месторождений твердых полезных ископаемых, охраны окружающей
среды.
Основная задача изучения дисциплины заключается в том, чтобы студенты усвоили взаимосвязь геологических, гидрогеологических, гидродинамических и техногенных факторов при изучении движения подземных вод.
1.2. Краткая характеристика дисциплины и её место в учебном процессе
Государственным образовательным стандартом определено следующее
содержание дисциплины «Динамика подземных вод»:
Гидрогеологические, физические и гидродинамические основы движения подземных вод; принципы схематизации гидрогеологических условий;
математические основы изучения процессов фильтрации подземных вод;
численные методы решения дифференциальных уравнений; гидродинамические основы влагопереноса в гидрогеологических системах; гидрогеологические исследования плоско-параллельной, плановой и плоско-вертикальной
фильтрации; гидродинамические исследования водопритока к скважинам;
гидродинамические расчеты водозаборов и других инженерных сооружений;
определение гидрогеологических параметров по данным опытнофильтрационных и режимно-балансовых наблюдений; гидродинамические
основы массо- и теплопереноса в гидрогеологических системах; гидрогеологическое обоснование мониторинга подземных вод.
1.3. Связь с предшествующими дисциплинами
Требования к основным знаниям, умениям и компетенциям студентов
Знать:
– основные разделы и направления философии, методы и приемы философского анализа;
 основные философские понятия и категории, закономерности развития природы, общества и мышления;
 основные законы развития объективных процессов, происходящих в
материальном мире, обществе, в социокультурной сфере и человеческом сознании и познании;
- основные понятия и методы линейной алгебры, аналитической геометрии, дифференциального и интегрального исчислений, векторного анализа и теории поля, теории дифференциальных уравнений и элементов теории
уравнений математической физики, теории рядов и гармонического анализа,
теории функций комплексного переменного, теории вероятностей и математической статистики.
- физические основы механики;
- основные физико-химические свойства растворов
- происхождение, строение, химический состав и физическое состояние земной коры, Земли и планет земной группы, современные физикогеологические процессы; основные типы минералов и горных пород, геохронологическую шкалу.
- современные затруднения человечества, возникающие в результате
мощного развития цивилизации и антропогенного воздействия на окружающую среду;
Уметь:
– анализировать и оценивать социальную информацию;
 ориентироваться в мировом историческом процессе, анализировать
процессы и явления, происходящие в обществе;
 применять методы и средства познания для интеллектуального развития, повышения культурного уровня, профессиональной компетентности;
- использовать методы математического анализа, аналитической геометрии, линейной алгебры, теории функций комплексного переменного,
теории вероятностей и математической статистики при решении типовых задач.
- применять математические методы и физические законы для решения
типовых профессиональных задач;
- производить простейшие стехиометрические расчеты
- пользоваться горным компасом, геологической картой, различать основные типы горных пород и породообразующих и рудных минералов;
Владеть:
– навыками целостного подхода к анализу проблем общества;
 общенаучными (общелогическими) методами научного познания;
- достаточным объемом математических знаний (методов) для решения
задач, возникающих в своей предметной области.
- методами построения математических, физических моделей при решении производственных задач.
- навыками практического использования достижений общей и неорганической химии в интересах профессионального и эффективного решения
служебных задач.
- базовыми навыками в области геологии, необходимыми для освоения
геологических дисциплин.
Номера тем изу№ Наименование дисци- Уровень
Шифр компечаемой дисцип/п
плины и её разделы
знания
тенции
плины
ОКФилософия
1
1-5
2,3,9,10,13,14,
ПК-21
Математика
1,2
3-8
Физика
1,2
2,3,8
Химия
1,2
8
Общая геология (введение в специальность)
Экология
ОК-1, ПК2,6,24,25
ОК-1,2, ПК-4,25
ОК-1, ПК6,10,25
1,2,3
3-6
ОК-2,4,9,12,
ПК-17
1
7-9
ОК-10, ПК-9,17
1.4. Связь с последующими дисциплинами
1. Поиски и разведка подземных вод
2. Гидрогеологическое моделирование
3. Охрана водных ресурсов и подземное захоронение промстоков
4. Экогеология. Геоэнвирология
5. Гидрогеология нефтяных и газовых месторождений
8 сем.
9 сем.
9 сем.
9 сем.
8 сем.
1.5. Требования к результатам освоения дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование у обучаемого следующих компетенций:
- ОК-1 – обобщать, анализировать, воспринимать информацию. Ставить цель и выбирать пути ее достижения;
- ПК-20 – уметь проводить технические расчёты по проектам, техникоэкономические и функционально-стоимостной анализ эффективности проектов;
- ПК-21 – устанавливать взаимосвязи между фактами, явлениями, событиями и формулировать научные задачи по их обобщению;
- ПСК-2.5 - проводить расчеты гидрогеологических параметров и
устойчивости сооружений в связи с развитием негативных экзогенных геологических процессов.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать:
- методы поисков, разведки и оценки запасов различных типов подземных вод;
- методы моделирования гидрогеологических и экзогенных геологических процессов.
Уметь:
- оценивать гидрогеологические и инженерно-геологические условия
разведки и разработки месторождений полезных ископаемых;
- прогнозировать изменения гидрогеологической и инженерногеологической обстановок под воздействием природных и техногенных процессов.
Владеть:
- методами гидрогеологических и инженерно-геологических исследований;
- методами обработки и синтеза полевой и лабораторной гидрогеологической и инженерно-геологической информации.
2. Распределение тем и часов занятий по модулям и семестрам
Дисциплина
«Динамика подземных вод»
итого по дисциплине 144 часа
4 ЗЕТ
Модуль 1
39 часов
№
семест
ра
Номера
32 часа
39 часов
Количество часов
аудиторных занятий
Модулей Тем Лекции
1
1-3
6
2
2-6
3
7-8
Итого за 1 семестр
Модуль 3
Модуль 2
Самостоятельная работа
студентов
Пр.
Лаб.
Всего Индивид.
занятия занятия
Домашняя
всего
6
6
4
12
10
10
-
18
16
14
18
18
16
3
3
2
21
21
18
16
32
-
48
52
8
60
Экз.,
сессия
Итого
час
39
39
32
36
144
3. Содержание модулей
3.1. Содержание модуля 1 (39 часов)
3.1.1. Наименование тем лекций, их содержание и объем в часах
Тема 1. Предмет изучения динамики подземных вод, основные задачи,
этапы развития
2 час., УЗ-1, ОК-1
Динамика подземных вод как основа учения о движении подземных
вод в земной коре. Современное состояние и история развития. Связь с
предыдущими дисциплинами. Роль динамики подземных вод в решении хозяйственных задач.
Литература раздел 4 [1, 2]
Тема 2. Физические основы движения подземных вод 2 час., УЗ-2, ОК-1
Свойства воды как жидкости. Действующие силы и режимы движений.
Напряжения в водонасыщенных горных породах, геостатическое давление.
Понятие о сплошной геофильтрационной среде. Виды движения подземных
вод – фильтрация, влагоперенос, миграция. Фильтрационные и емкостные
свойства пород.
Основной закон фильтрации и его обобщенное выражение и пределы
их применимости. Гидродинамические элементы потока подземных вод.
Гидродинамическая сетка движения подземных вод и ее свойства. Закон преломления фильтрационных потоков. Область фильтрации и виды граничных
условий.
Литература раздел 4 [1, 2, 3, 4, 7]
Тема 3. Математические основы теории движения подземных вод. Задачи типизации и схематизации
2 час., УЗ-3, ОК-1, ПК-1
Виды потоков и их гидродинамические особенности. Принципы схематизации, последовательность и основные критерии: схематизация режима
фильтрации, структуры и формы потока, гидравлического состояния потока,
источников формирования водного баланса, фильтрационной неоднородности, граничных и начальных условий. Построение расчетной схемы и принципы обоснования ее достоверности.
Основные уравнения состояния фильтрационной среды. Уравнение неразрывности потока. Дифференциальное уравнение жесткого режима фильтрации. Дифференциальное уравнение упругого режима фильтрации. Дифференциальное уравнение планового безнапорного потока. Основные методы
решения дифференциальных уравнений движения подземных вод. Применение метода конечных разностей.
Литература раздел 4 [1, 2, 3, 5, 9]
3.1.2. Практические занятия, их наименование и объем в часах – 12
часов
№ Наименование тем
п/п
занятий
Определение расхода потока грунтовых вод и по1
строение кривой
депрессии в однородных пластах
Определение расхода потока грунтовых вод и построение кривой
2
депрессии в междуречном массиве
при наличии инфильтрации
Количество
часов
Форма
контроля
Сроки контроля
2
Литература
4[5, 11]
Рубежный
IV
тестовый аттестация
контроль 15-20 марта
4
4[5, 11]
3
4
5
Определение расхода потоков подземных вод в неоднородных пластах
Расчет подпора
грунтовых вод под
влиянием водохранилища
Расчет фильтрации
под плотиной при
многослойном основании
2
4[5, 11]
2
4[5, 11]
2
4[5, 11]
3.1.3. Лабораторные занятия, их наименование и объём в часах
Не предусмотрены учебным планом
3.1.4. Разделы курсового проекта, курсовой работы, реферата. домашнего задания, их содержание и характеристика
Не предусмотрены учебным планом
3.1.5. Самостоятельная работа студентов – 21 час
Самостоятельная работа студентов по учебному плану распределяется
следующим образом
Всего (час)
Индивидуальная (час)
Домашняя (час)
21
18
3
1. Домашняя самостоятельная работа:
- подготовка к лекциям – 1 час
- подготовка к практическим занятиям – 2 часа
2. Индивидуальная самостоятельная работа:
- конспектирование учебного материала – 3 часа
- самостоятельное изучение дисциплины – 14 часов
Тема 2. Физические основы движения подземных вод – 6 часов
Тема 3. Плоскопараллельная фильтрация – 8 часов
- самоконтроль полученных знаний – 1 час
3.1.6. Самоконтроль полученных знаний
Подведение и проведение рейтингконтроля, час
Всего на
№ мо№
Текущий Промежуточный Итоговый
Уровень
контроль
дуля
тем Тестовый
Допуск к модуля
контроль
Экспресс-опрос
экзамену
по модулю,
1
1,2,3
коллоквиум
1-5
0.5
0.5
-
1
3.1.7. Учебно-методические материалы по модулю
Литература раздел 4 [1, 2, 3, 4, 5, 7, 9]
3.2. Содержание модуля 2 (39 часов)
3.2.1. Наименование тем лекций, их содержание и объем в часах
Тема 4. Плоскопараллельная плановая и профильная фильтрация. Прямые и обратные задачи
2 час., УЗ-3, ПК-20, 21
Математическая постановка и основные типы расчетных схем: схема
Дарси – однородный напорный пласт; схема Дюпюи – однородный безнапорный пласт; схема Гиринского – слоистый пласт на горизонтальном водоупоре. Уравнения расхода и депрессионной поверхности. Фильтрация в
планово-неоднородных пластах. Фильтрация в пластах с инфильтрационным
питанием.
Литература раздел 4 [2, 3, 4, 9]
Тема 5. Принципы изучения динамики естественного потока
2 час., УЗ-3, ПК-1, 20
Гидродинамические методы изучения режима и баланса естественных
потоков подземных вод. Основные режимообразующие факторы. Определение гидрогеологических параметров по аналитическим зависимостям и конечно-разностным уравнениям.
Литература раздел 4 [2, 4, 5]
Тема 6. Гидродинамические основы водопритока к скважинам (радиальная и планово-радиальная фильтрация)
4 час.,УЗ-3, ПК-20,21,ПСК-2.5
Одиночные скважины при стационарном режиме. Уравнение радиальной стационарной фильтрации (Дюпюи). Учет сопротивления прискважинной зоны.
Совершенные скважины в изолированном пласте при нестационарном
режиме. Решение основного уравнения нестационарной радиальной фильтрации (задача Тейса) в изолированном напорном и безнапорном пластах.
Совершенные скважины в полуограниченных и ограниченных пластах. Диагностический анализ снижения уровня в скважинах.
Планово-радиальная нестационарная фильтрация (системы взаимодействующих скважин). Метод суперпозиции, метод «большого колодца».
Несовершенные скважины (плоско-радиальная и сферическая фильтрация). Виды несовершенства скважин. Основные расчетные схемы и математические модели. Метод фильтрационных сопротивлений.
Скважины в многопластовых системах (планово-пространственная радиальная фильтрация). Предпосылки перетекания. Уравнение нестационарной фильтрации к скважинам в двухпластовых системах, ее диагностические
особенности.
Литература раздел 4 [1, 2, 3, 5, 6, 8]
3.2.2. Практические занятия, их наименование и объем в часах – 10
часов
№ Наименование тем Количество
Форма
Сроки конЛитература
п/п
занятий
часов
контроля
троля
Расчеты систем взаимодействующих
6
2
4[5, 11]
скважин по методу
обобщенных систем
Гидродинамические
исследования
и
7 оценка возможности
2
4[5, 11]
загрязнения
подземных вод
Расчет водопонизительной установки с
8
2
4[5, 11]
целью осушения
V
котлована
Рубежный
аттестация
тестовый
Расчет параметров
15-20 апконтроль
поглощающей
реля
скважины в грунто9
2
4[5, 11]
вом и напорном водоносных горизонтах
Определение гидрогеологических параметров водоносного горизонта по
10
2
4[5, 11]
данным кустовой
откачки из артезианского водоносного горизонта
3.2.3. Лабораторные занятия, их наименование и объём в часах
Не предусмотрены учебным планом
3.2.4. Разделы курсового проекта, курсовой работы, реферата. домашнего задания, их содержание и характеристика
Не предусмотрены учебным планом
3.2.5. Самостоятельная работа студентов – 21 час
Самостоятельная работа студентов по учебному плану распределяется
следующим образом
Всего (час)
21
Индивидуальная (час)
18
Домашняя (час)
3
1. Домашняя самостоятельная работа:
- подготовка к лекциям – 1 час
- подготовка к практическим занятиям – 2 часа
2. Индивидуальная самостоятельная работа:
- конспектирование учебного материала – 3 часа
- самостоятельное изучение дисциплины – 14 часов
Тема 4. Гидродинамические основы водопритока к скважинам – 7 часов
Тема 5. Теоретические основы оценки гидрогеологических параметров
по данным опытно-фильтрационных работ – 7 часов
- самоконтроль полученных знаний – 1 час
3.2.6. Самоконтроль полученных знаний
Подведение и проведение рейтингконтроля, час
Текущий Промежуточный Итоговый Всего на
№ мо№
Уровень
контроль
Тестовый
дуля
тем
контроль
Допуск к модуля
Экспресс-опрос
по модулю,
экзамену
коллоквиум
1
1,2,3
1-5
0.5
0.5
1
3.2.7. Учебно-методические материалы по модулю
Литература раздел 4 [1, 2, 3, 4, 5, 7, 9]
3.3. Содержание модуля 3 (32 часа)
3.3.1. Наименование тем лекций, их содержание и объем в часах
Тема 7. Теоретические основы оценки гидрогеологических параметров
по данным опытно-фильтрационных работ
8 час., УЗ-3, ПСК-2.5
Постановка обратных задач. Принципы диагностики и интерпретации
данных опытных откачек. Аналитические способы определения параметров.
Способ эталонных кривых при обработке данных откачек в одно- и многопластовых системах. Графоаналитические способы определения параметров
(способы линейной анаморфозы). Определение параметров по данным наливов и нагнетаний в скважины и шурфы.
Литература раздел 4 [1, 2, 3, 4, 8, 9]
Тема 8. Гидродинамические основы массо- и теплопереноса в подземных водах
7 час., УЗ-2, ПК-21, ПСК-2.5
Понятие о массопереносе и гидрогеохимической миграции. Основные
механизмы массопереноса. Основные решения прямых задач массопереноса
– поршневое вытеснение подземных вод одинаковой и разной плотности:
конвективно-диффузионный и конвективно-дисперсионный перенос, диффузионный вынос через разделяющие слои.
Оценка движения контура некондиционных вод в районе водозабора на
основе поршневого вытеснения. Расчет зон санитарной охраны водозаборов.
Оценка процессов загрязнения подземных вод на основе моделей микро- и
макродисперсии. Аналогия тепло- и массопереноса. Оценка изменения температуры подземных вод на основе конвективной и гидродисперсионной моделей. Лабораторные и полевые методы определения миграционных параметров.
Влагоперенос в зоне аэрации. Действующие силы и параметры влагопереноса. Основной закон влагопереноса.
Литература раздел 4 [1, 2, 3, 6]
3.3.2. Практические занятия, их наименование и объем в часах – 10
часов
№ Наименование тем Количество
Форма
Сроки конЛитература
п/п
занятий
часов
контроля
троля
Определение гидрогеологических параметров водоносного горизонта по
11
2
4[5, 11]
данным кустовой
откачки из грунтового водоносного
горизонта
Определение гидрогеологических параметров напорного
и грунтового водо12
2
4[5, 11]
носного горизонта
Рубежный
VI
по конечному ретестовый аттестация
зультату кустовой
контроль 15-20 мая
откачки
Расчет берегового
13
2
4[5, 11]
дренажа
Определение параметров фильтраци14 онного потока по
2
4[5, 11]
данным режимных
наблюдений
Определение проницаемости по дан15
2
4[5, 11]
ным экспрессналивов в несовер-
шенную скважину
3.3.3. Лабораторные занятия, их наименование и объём в часах
Не предусмотрены учебным планом
3.3.4. Разделы курсового проекта, курсовой работы, реферата. домашнего задания, их содержание и характеристика
Не предусмотрены учебным планом
3.3.5. Самостоятельная работа студентов – 18 часов
Самостоятельная работа студентов по учебному плану распределяется
следующим образом
Всего (час)
Индивидуальная (час)
Домашняя (час)
21
16
2
1. Домашняя самостоятельная работа:
- подготовка к лекциям – 1 час
- подготовка к практическим занятиям – 1 час
2. Индивидуальная самостоятельная работа:
- конспектирование учебного материала – 2 часа
- самостоятельное изучение дисциплины – 12 часов
Тема 4. Гидродинамические основы водопритока к скважинам – 6 часов
Тема 5. Теоретические основы оценки гидрогеологических параметров
по данным опытно-фильтрационных работ – 6 часов
- самоконтроль полученных знаний – 1 час
3.3.6. Самоконтроль полученных знаний
Подведение и проведение рейтингконтроля, час
Текущий Промежуточный Итоговый Всего на
№ мо№
Уровень
контроль
Тестовый
дуля
тем
контроль
Допуск к модуля
Экспресс-опрос
по модулю,
экзамену
коллоквиум
1
1,2,3
1-5
0.5
0.5
1
2
3.3.7. Учебно-методические материалы по модулю
Литература раздел 4 [1, 2, 3, 4, 5, 7, 9]
4. Учебно-методические материалы по дисциплине
4.1. Литература:
Основная
1. Мироненко В. А. Динамика подземных вод : учебник для вузов / 4-е
изд., стер. - М.: Горная книга, 2005. - 519 с.
2. Шестаков В. М. Гидрогеодинамика : учебник / - М.: КДУ, 2009. - 334
с.
Дополнительная
3. Гавич И.К. Гидрогеодинамика. Учебник для ВУЗов. – М.: Недра,
1998. – 349 с.
4. Климетов П.П., Кононов В.М. Динамика подземных вод. – М.: Высшая школа, 1985. – 384 с.
5. Шестаков В.М., Кравченко В.П., Штенгелов Р.С. Практикум по динамике подзмных вод. – М.: изд-во МГУ, 1987. – 223 с.
6. Жернов И.Е. Динамика подземных вод. Учебное пособие. – Киев:
Высшая школа, 1982. – 324 с.
7. Бэр Я., Заславски Д., Ирмей С. Физико-математические основы
фильтрации воды. – М.: Недра, 973. – 452 с.
8. Мироненко В.А. Теория и методы интерпретации опытнофильтрационных работ. – М.: Недра, 1978. – 325 с.
9. Гавич И.К. и др. Оновы гидрогеологии. Гидрогеодинамика. – Новосибирск: Наука, 1983. – 241 с.
10. Шестаков В.М. Опытно-фильтрационные работы. – М.: Недра,
1984. – 204 с.
11. Ленченко Н.Н. Динамика подземных вод (теоретический курс). –
М.: изд-во МГГУ, 2004. – 209 с.
4.2. Печатные и рукописные методические указания, рекомендации, инструкции по изучению дисциплины (разработанные в ЮРГТУ(НПИ)):
11. Васильченко В.А., Масловская Е.Г. Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Динамика подземных вод». – Новочеркасск: изд-во ЮРГТУ, 2003. – 32 с. Методобеспеченность 1:1.
5. Учебная практика по дисциплине, краткая характеристика
Учебная практика по дисциплине «Динамика подземных вод» учебным
планом не предусмотрена.
6. Интерактивные формы организации изучения дисциплины
Модуль
Вид аудиторных занятий
Лекция
1
Практическое
занятие
Вид интерактивной формы проТема
ведения занятий
Мозговой
Физические основы двиштурм
жения подземных вод
Расчет подпора грунтоКейс-задание
вых вод под влиянием
водохранилища
Часы
2
2
Лекция
2
Практическое
занятие
Лекция
3
Практическое
занятие
Принципы изучения диВизуализация
намики естественного
потока
Гидродинамические исследования и оценка возКейс-задание
можности загрязнения
подземных вод
Теоретические основы
оценки гидрогеологичеДискуссия
ских параметров по данным опытнофильтрационных работ
Расчет берегового дренаМозговой штурм
жа
2
2
2
2
3
0.5
1
4-6
0.5
0.5
1
33 вопроса
7-8
0.5
0.5
1
13 во-
2 просов
Количество к.е.
0.5
20
марта
20
апреля
20
мая
Количество часов
1-3
Сроки контроля, № недели,
№ семестра
Метод. материалы к рейтингконтролю
2
Всего на рейтинг-контроль модуля
6
1,2,3
1
Подготовка и проведение рейтингконтроля, час
ПромежуИтогоТекущий
точный
вый
тестовый
контроль
Допуск
Экспресспо модук экзаопрос
лям, колмену
локвиум
22 вопроса
№ темы
Уровень модуля
№ модуля
№ семестра
7. Методические материалы к тестовому контролю знаний студентов
39 2.3
39 2.4
32
2
7.1. Вопросы к модулю №1 (темы 1-3)
1. Динамика подземных вод как наука. Круг рассматриваемых вопросов, связь с другими науками.
2. Системный подход в гидрогеодинамике. Природные и природнотехногенные гидрогеологические системы.
3. Основные характеристики гидрогеологических систем. Границы,
свойства элементов, структурные связи между элементами и внешней средой.
4. Гидрогеодинамические системы и их свойства.
5. Понятие о потоке подземных вод. Виды потоков и их характеристики.
6. Понятие о гидростатическом, гидродинамическом напоре, гидростатическом давлении.
7. Основной закон фильтрации. Закон Дарси.
8. Обобщенные законы фильтрации. Пределы применимости линейного
закона фильтрации.
9. Фильтрационные и емкостные свойства пластов как гидрогеодинамических систем.
10. Понятие о стационарном, нестационарном, плоскопараллельном и
радиальном потоке.
11. Дифференциальное представление уравнений давления подземных
вод.
12. Закон преломления фильтрационного потока и его следствия.
13. Гидродинамическая сетка и ее свойства.
14. Структура и мерность потока.
15. Понятия области фильтрации и расчетной схемы.
16. Граничные условия. Границы проницаемые и непроницаемые. понятие о свободной поверхности грунтового потока и зоне высачивания.
17. Виды граничных условий. Границы I-IV рода.
18. Понятие о типизации и схематизации гидрогеологических условий.
19. Основные задачи схематизации гидрогеологических условий.
20. Гидродинамические особенности, виды потоков, в зависимости от
формы и числа границ, и вида граничных условий.
21. Гидродинамические особенности и виды потоков по изменчивости
свойств фильтрационной среды.
22. Основные уравнения состояния фильтрационной среды.
7.2. Вопросы к модулю №2 (темы 4-6)
1. Уравнение непрерывности потока.
2. Уравнение стационарной фильтрации для планового потока. Уравнение Лапласа.
3. Понятие о прямых и обратных задачах фильтрации.
4. Численные методы решения дифференциальных уравнений.
5. Уравнение в конечных разностях. Почему оно выражает гидродинамические свойства режима и баланса потока подземных вод?
6. Определение основных гидрогеологических параметров по уравнению в конечных разностях.
7. Расчет величины инфильтрационного питания по уравнению в конечных разностях.
8. Понятие о гидрогеологическом моделировании. Виды моделирования.
9. Одномерная плоскопараллельная фильтрация. Типы расчетных схем.
10. Понятие напорной функции и функции Гиринского. Их выражение.
11. Уравнение потока в однородных пластах в напорных и безнапорных
условиях.
12. Уравнение потока в неоднородных пластах с кусочнонеоднородным строением (уравнение Каменского).
13. Инфильтрационные потоки. Расход потока и уравнение депрессионной кривой при наличии инфильтрационного питания.
14. Определение гидрогеологических параметров по наблюдениям за
стационарным режимом подземных вод.
15. Уравнения одномерной нестационарной фильтрации без инфильтрационного питания.
16. Типы режимов подземных вод.
17. Планово-радиальная фильтрация. В каких условиях водоприток к
скважинами отвечает понятию планово-радиальной фильтрации?
18. Уравнение стационарной и нестационарной фильтрации к совершенной скважине.
19. Водоприток к одиночной совершенной скважине.
20. Квазистационарная фильтрация. Время наступления квазистационарной фильтрации и зона ее развития на заданный момент времени.
21. Уравнение стационарной фильтрации для систем взаимодействующих скважин.
22. Понятие о методе «большого колодца».
23. Гидродинамический смысл метода зеркальных отображений. Уравнение фильтрации для полуограниченных пластов с границей первого рода.
24. Расчетная схема для несовершенной скважины. Водоприток к несовершенной скважине с коротким фильтром.
25. Понятие о методе фильтрационных сопротивлений. Основные
принципы использования метода.
26. Критерий перетекания (критерий Мятиева-Гиринского).
27. Понятие о гидродинамическом расчете водозаборов. Расчетные параметры водозаборов и гидродинамические критерии.
28. Оптимизационные задачи расчета водозаборов.
29. принципы диагностики и интерпретации донных опытнофильтрационных работ при решении обратных задач.
30. Аналитические способы определения гидрогеологических параметров в условиях стационарной и нестационарной фильтрации.
31. Способ эталонных кривых.
32. Методы линейной анаморфозы. Способ временного прослеживания.
33. Способы площадного и комбинированного прослеживания.
7.3. Вопросы к модулю №2 (темы 7-8)
1. Принципы исследования движения подземных вод в зоне влияния
инженерных сооружений на основе теории массопереноса.
2. Уравнение стационарного подпора грунтовых вод в полуограниченных пластах.
3. Фильтрация из каналов. Уравнение свободной фильтрации по схеме
впитывания.
4. Особенности фильтрации в зоне плотин. Фильтрация под плотиной.
5. Фильтрация в обход плеч плотины.
6. Особенности фильтрации на массиве орошения.
7. Сущность регулирования запасов подземных вод и классификация
методов регулирования.
8. Структура ресурсов и запасов подземных вод.
9. Основные положения гидрогеологических основ охраны подземных
вод от загрязнения.
10. Дифференциальное уравнение влагопереноса.
11. Понятие о влагопереносе, его действующие силы и параметры.
12. Гидродинамические и молекулярно-кинетические основы массопереноса и теплопереноса в гидрогеологических системах.
13. Понятие о миграционных параметрах и их определение.
8. Внеаудиторная самостоятельная работа студентов
№ п/п
1
2
3
Итого
Наименование
Подготовка к лекциям
Подготовка к практическим занятиям
Индивидуальная работа, из нее:
- на конспектирование учебного материала
- на самостоятельное изучение дисциплины
- на самоконтроль полученных знаний
- на подготовку к экзамену
Всего, час
3
5
8
40
4
36
96
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Для чтения лекций, проведения практических занятий по данной дисциплине нет необходимости в специализированных лабораториях.
Незачет – менее 50 баллов
Лекции
Название модуля
Тема
Балл
Модуль1
1. Гидрогеологические
Основные законы основы
исследования
движения подзем- движения
подземных
ных вод
вод – 2
2. Принципы типизации
и схематизации гидрогеологических условий –
1
3. Математические основы изучения движения подземных вод – 1
Для студентов специальности
130101
На весенний семестр 2012/13
учебного года
Лектор Масловская Е.Г.
Самостоятельная
Практ.
Л/р
работа
занятия
Балл
1.Экпресс-опрос
–3
№1 –2
2.Самоконтроль
полученных зна№2 –2
ний – 2
№3 –2
№4 –2
№5 -2
Практические - 32
Срок контроля
Зачет – более 50 баллов
Самостоятельная работа
домашняя – 8 часов
индивидуальная – 52 часа
Лекции – 16 час
Лабораторные – нет
Итого – 144 часа
k
Рубежный
контроль
Максимальный
балл модуля
2
Тестирование
P1max  20
Март
По дисциплине «Динамика подземных вод»
Весовой коэффициент модуля
10. Календарный план (рейтинг-план)
№6 –2
1. Экпресс-опрос
–3
2.Самоконтроль
полученных знаний – 2
№7 –2
№8 –2
2
Тестирование
P2max  20
Апрель
1. Численные методы
решения дифференциальных уравнений – 1
2. Гидродинамические
основы теории плоскопараллельной и плановой фильтрации в гидрогеологических
системах – 2
3. Гидродинамические
и вероятностные основы изучения режима и
баланса подземных вод
–1
Модуль 3
1. ГидрогеодинамичеРадиальная, пла- ские основы водоприново-радиальная тока к скважинами в
и пространствен- гидрогеологических
ная фильтрация
системах – 2
2. Основы теории влаго-, массо- и теплопереноса в гидрогеологических системах – 1
3. Принципы исследования движения подземных вод в зоне влияния инженерных сооружений – 1
2
Экзамен
P3max  20
Май
Модуль 2
Теория динамики
естественных потоков
№9 –2
№10–2
№11–2
№12–2
№13–2
№14–2
№15–2
1. Экпресс-опрос
–2
2.Самоконтроль
полученных знаний – 1
3. Подготовка к
экзамену – 2
Всего по дисципл.
РΣ
15
30
15
40
Pmax  100
Июнь