序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇工程地質的概念，期待它們能激發您的靈感。

篇1

關鍵詞：工程地質 水利水電 勘察

中圖分類號：TV文獻標識碼： A

一般來說,工程地質是調查、研究、解決與人類活動及各類工程建筑有關的地質問題的科學。工程地質研究的主要內容有：確定巖土組分、組織結構（微觀結構）、物理、化學與力學性質（特別是強度及應變）及其對建筑工程穩定性的影響，進行巖土工程地質分類，提出改良巖土的建筑性能的方法；研究由于人類工程活動的影響而破壞的自然環境的平衡，以及自然發生的崩塌、滑坡、泥石流及地震等物理地質作用對工程建筑的危害及其預測、評價和防治措施；研究解決各類工程建筑中的地基穩定性，如邊坡、路基、壩基、橋墩、硐室，以及黃土的濕陷、巖石的裂隙的破壞等，制定一套科學的勘察程序、方法和手段，直接為各類工程的設計、施工提供地質依據；研究建筑場區地下水運動規律及其對工程建筑的影響，制定必要的利用和防護方案；研究區域工程地質條件的特征，預報人類工程活動對其影響而產生的變化，作出區域穩定性評價，進行工程地質分區和編圖。隨著大規模工程建設的發展，其研究領域日益擴大。除了巖土學和工程動力地質學、專門工程地質學和區域工程地質學外，一些新的分支學科正在逐漸形成，如礦山工程地質學、海洋工程地質學、城市工程地質及環境工程地質學、工程地震學。但是隨著我國經濟的迅速發展現代化建設與環境存在沖突，而且現在大學生雖多，但真正的人才卻少之又少，因此我們要抓住機遇，迎接挑戰，正確處理工程地質 環境 人才 機遇之間的關系，總之工程地質與人類的生活密切相關。

一、崩塌的概念

崩塌是指陡峻斜坡的巨大巖塊，在重力作用下突然而猛烈地向下傾倒、翻滾、崩落的現象。崩塌經常發生在山區河流、河谷的陡峻山坡上，有時也發生在高陡的邊坡上。它來勢迅猛，對道路交通可造成直接危害。在設計中應避免使用不合理的高陡邊坡，避免大挖大切。在施工中應清除坡面危石或采取坡面加固、調整水流等措施。

二、滑坡的概念:

滑坡的概念:滑坡是指斜坡巖土體在重力作用下，一定的軟弱面或華東帶整體下滑的現象。西南地區（云、貴、川、藏）是我國滑坡分布的主要地區，其他地區的山區、丘陵區、包括黃土高原，亦有不同類型的滑坡分布。

1、滑坡的發育過程

（1）、蠕動變形階:歷時長，是滑坡預測和預防的重要階段。

（2）、滑動破壞階段: 速度大、來勢猛、破壞力大。

（3）、漸趨穩定階段。

2、影響滑坡的因素

（1），邊坡形態；坡高，坡角。

（2）、巖土性質；強度，含水量，完整性。

（3）；構造面的產狀。

（4），水；靜水，動水

（5）、振動荷載；地震。

三、泥石流的概念：

由暴雨或冰雪迅速融化形成的一種突然爆發性的含大量泥沙、石塊的急驟水流，并且攜帶堆積在緩坡或山谷中的大量堆積物成為泥石洪流沖向山前地帶的現象，稱泥石流泥。石流是主要發生在地質不良、地形陡峻的山區或山前區，與水文氣象、人類活動有關，是突然爆發性的，由泥砂石塊組成的特殊洪流。泥石流的防治可考慮水土保持、跨越、排導和滯流攔截等措施。

其形成原因主要有；

（1）.溝槽縱坡較大、便于積水、集物的陡坡的地形地貌。

（2）.流域內有豐富的松散固體物。

（3）.流域中上游有大量的降雨，急劇消融的冰雪或水庫的潰決短時間內有大量的水源供給。

四、水利水電工程地質的特點

1 特殊性與復雜性

在水利水電、電力、工民建、交通、港航、航天、航空、地礦、市政建設等等凡是存在土建工程，要與地質體(地基)打交道的行業，都有工程地質專業，因此，我們稱工程地質專業是工程建設的基礎性專業，是不必爭議的。由于水利水電工程建設自身的特殊性和復雜性，使得水利水電工程地質又是所有這些不同行業的工程地質專業中涉及面最廣、問題最復雜、任務最艱巨、聲望最高、最具權威性的業界龍頭。

水利水電工程建設的特殊性首先表現在工程建筑物的特殊性。工業與民用建筑到處可以見到基本相同甚至完全相同的建筑物，可以部分或全部套用標準設計圖紙。而水工建筑物則不然，世界上有成千上萬座水庫大壩，你就很難找到兩座完全相同的大壩。決定大壩的規模、壩型、結構等工程要素的自然條件很復雜，而工程地質條件則是最主要的自然條件之一。水工建筑物的第二個特殊性是與水打交道，所承受的主要荷載是水荷載。水利水電工程不允許失事，一旦失事，損失將十分慘重。

2 實踐性與經驗性

水利水電工程地質的另一特點是強烈的實踐性與經驗性。在中國水利學會勘測專委會1999年度學術研討會上，工程地質界知名前輩專家天津院的李仲春教授語重心長地警示工程界：工程地質這個專業太難了，工程地質決策不是通過計算和試驗所能左右的，很大程度上取決于我們的工程經驗，即是十分成功的工程，也很難證明它既安全可靠又經濟合理。李仲春教授的肺腑之言充分表達了工程地質專業的實踐性與經驗性的深刻含義。 工程地質理論上的任何一項新進展，新方法，新技術，都必須通過大量試驗研究、分析論證和工程實踐的檢驗。例如，近二十年來隨著數理基礎學科和計算機技術的發展，壩基、洞室和邊坡穩定性分析計算的理論和方法有了長足的進展，但是這些計算成果仍然只能是工程設計和決策的一種參考，因此在工程界有一種通用說法：不可不信也不可全信。許多工程實例足以說明采取慎重態度的必要性。有些工程從分析計算上看是安全的，實際上卻出了問題；而另一些工程通過計算認為不安全，但卻安全運行了數十年。因此我們搞工程建設，工程經驗往往又是起決定作用的。

3工程地質測不準原理

著名的量子力學測不準原理：“不能同時測準粒子在某一瞬間的速度和位置”。我們不妨借用這個原理來揭示工程地質的一些本質性問題事實上，地質體中的某些性質的確是測不準的。例如某一組結構面的產狀，你只能用一個區間值來表述，如果僅用一個確定值來表述則肯定不符合客觀實際。又如工程地基巖體的物理力學參數，它只能是一個區間值或統計值，因為地質體中每一點的性質都可能是變化的。地質參數精確到某一個具體數值的時候，千萬不要把它當成是絕對準確的，否則會誤導精確評價的可信性。

五、小結

人類社會的進步與發展，實際上又是一部人與自然相互協調和相互影響的壯麗史詩。以前我們把人與自然的關系當成是與天斗與地斗的斗爭關系，實踐證明，人與大自然斗爭的結果，雖然取得了一些局部性的小勝利，而大自然反過來對人類的懲罰卻是災難性的。人類的每一次產業革命，無不與工程建設有直接關系，與地質環境有直接或間接關系。建國以來，我國的基本建設此起彼伏，新一輪的建設正在興起。在多專業組成的基建隊伍這個龐大樂團中，地質師要起到指揮和首席演奏家的作用，甚至還要擔負起獨奏華彩樂章的作用。盡管工程地質學科正在經歷著前所未有的挑戰，工程地質工作也存在著這樣那樣的問題和難題，然而這更是機遇。抓住機遇迎接挑戰，順應自然，保護環境，防止災害，造福人類，是工程地質學家和地質師的艱巨任務和不可推卸的責任。

參考文獻

1：韋港 《工程地質隨想》 1996年4月24日

2：何培玲 張婷 《工程地質》 2007年1月

篇2

[關鍵詞] 實習；制藥工程；CDIO

[中圖分類號] G640 [文獻標識碼] A [文章編號] 1005-4634（2013）02-0083-03

0 引言

制藥工程專業是一個化學、藥學和工程學交叉的具有藥物特色的寬口徑工科類專業，它的目標是培養具備化學、藥學和工程學的科學基礎，具備從事藥品技術開發和工程設計的能力，在工程應用研究等方面具有良好的開拓精神、創新意識和實踐能力的研究創業型和技術應用型工程技術人才。所以，制藥工程是一個實踐性很強的學科，制藥工程專業實習環節就顯得尤為重要。

目前我國開設制藥工程專業的高校在制藥工程辦學理念上還存在很大差異，教學上偏重于理論知識的傳授，在實踐能力、創新能力等方面的教育和訓練還存在許多缺陷；同時，制藥企業的產品是一種特殊的產品――藥品，藥品生產過程以及產品質量等等必須滿足GMP的要求，學生進入工廠必須嚴格按照藥品質量管理規范的要求實習，實習內容涉及面廣且復雜。因此，為滿足社會對制藥工程專業人才的需求，實習環節的研究與改革成為當前專業改革的重點。

CDIO是2001年由美國麻省理工學院、瑞典哥德堡查爾姆斯技術學院、瑞典皇家技術學院和瑞典林雪平大學4所工程技術大學發起的一項工程教育改革計劃，它是一種全新的工程教育理念和實施體系[1]，是近年來國際工程教育改革的最新成果，主要體現了“學中做，做中學”的教育模式。目前已經有來自全世界30多個國家的大學加入CDIO國際組織，并在各自的工程院系實施CDIO模式。在國內，教育部CDIO工程教育模式研究與實踐課題組成立后，已經在多所高校進行試點。CDIO 代表構思（Conceive）、設計（Design）、實施（Implement）和運行（Operate），它以產品從研發到運行的整個周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、有機聯系的方式學習制藥工程專業知識，注重培養學生掌握扎實的工程基礎理論和專業知識，并在此基礎上將教育過程放到工程領域的具體情境中，通過貫穿整個人才培養過程的團隊設計和創新實踐訓練，培養專業基礎扎實、職業道德高尚的新一代高水平工程師[2]。

江蘇大學藥學院制藥工程專業成立于1999年，成立時間較早，2001年開始招生。從專業辦學開始就始終緊抓制藥工程專業培養目標[3]，在重視理論教學的同時，加強實踐教學工作，特別加強實習環節的教學實踐工作[4-8]，為培養制藥工程的高素質高水平技術人才而努力。制藥工程專業自2004年正式啟動實習環節的研究與改革，通過分析國內外制藥工程專業設置的時間、層次、教育計劃以及專業培養的差異等情況，根據國內高校各自設置背景差異大、專業側重點各不相同等特點，基于CDIO教育理念，以江蘇大學藥學院制藥工程專業辦學經驗為依據，系統探討和總結了制藥工程專業實習內容和思路的突破、實習隊伍的建設、實習基地的建設和維護、實習方向選擇、實習動員、實習安全教育、實習指導、實結和考核等實習環節的重要研究成果，期望對其他高校制藥工程專業實習提供一定的借鑒經驗，以促進制藥工程專業實習的質量，提高實習效果。

1 實習內容和實習思路的突破

實習內容和實習思路的突破構思是CDIO的基礎，也是實習環節作用和效果的根本保障，因此實習環節要首先在實習內容和實習思路上尋求突破，將藥學知識靈活運用在工程中，圍繞重要的生產工藝和典型藥品的合成、分離純化和制劑生產進行實習，不斷在實習中實踐和總結制藥工程設計的內容，同時，強調實習的社會意義。

2 實習指導隊伍的建設

實習指導隊伍是制藥工程專業實習CDIO設計的保證之一，建立老、中、青年教師結合的教師隊伍指導實習，充分利用老教師豐富的生產和教學經驗優勢，充分發揮中年教師指導實習的方法和經驗，大力培養年輕教師指導實習的業務能力，使實習指導工作具有連續性，從而給實習提供了長效的質量保證。與此同時，江蘇大學藥學院還不斷派遣教師參加教學和科研交流，為武裝實習指導隊伍提供了保障。

3 實習基地的建設與維護

實習基地的建設與維護是制藥工程專業實習CDIO理念中實施和運行的基本條件，實習基地建設困難是目前高校制藥工程專業共同面臨的問題，要積極與藥企建立良好的合作關系，通過建立產學研研究機構等與企業形成資源互補，不同形式地拓展校外實習基地的數量；與此同時，學院也積極建設校內實習基地，彌補學生在企業無法動手操作的問題，提高學生的感性認識和理性認識，實習效果明顯提高；另外，積極探索高校間聯合實習基地的建設。實習改革過程中采取了多樣化的實習方式，集中式和分散式實習并存，促進實習基地的拓展。

長期維護實習基地可以避免和減少實習基地數量的減少，使實習單位接納學生更加穩定，通過控制實習的質量有效避免實習過程中可能給企業帶來的隱患，并與企業開展合作研究工作以及校企聯合等活動，維護了實習單位的穩定性，有效避免了指導教師因實習單位不斷更改無法掌握生產工藝，從而不能給予學生全面詳細的實習指導的弱點，保障了實習的質量。

4 實習模式的建立

基于CDIO理念，根據實習實施和運行的經驗，建立了“實習動員-實習方向選擇-安全教育-實習指導-實結和考核”的完整實習模式，為高校實習模式的建立奠定了基礎。

4.1 實習動員會議的召開

實習動員會議首先闡述實習的重要性，要求學生必須高度重視實習，努力在認識實習過程中不斷提高自己發現問題、分析問題和解決問題的能力，提高制藥工程專業知識的應用能力，為成為一名出色的制藥工程師而努力；其次，強調實習的安全性，進行實習安全教育。安全問題可以說是實習過程中最重要的問題，也是實習順利進行的保障，因此，實習動員會議中最重要的事項就是進行安全意識教育，全體同學應當從思想意識上高度重視，聽從領導、服從安排、順從要求，并對實習過程中容易出現的問題進行詳細解釋并做出要求；再次，明確實習的內容和要求，讓學生帶著問題和目標去實習；最后，根據學生的興趣進行實習方向的選擇，并對具體實習事宜做好安排。

4.2 實習方向的選擇

制藥工程專業主要分為化學制藥、生物制藥和中藥制藥三個方向，實習是根據學生對制藥方向的興趣進行，因此，專業教研室將組織全體參加實習的同學進行實習方向的選擇，將學生分為三個方向進行實習。這樣做既尊重了學生的興趣和選擇，提高了學生實習的熱情和動力，同時又避免了實習單位因學生人數過多、實習壓力過重而無法保證實習質量的弱勢，具有重要的現實意義。

4.3 實習安全教育

生產實習安全教育一般安排在實習單位進行，江蘇大學制藥工程專業生產實習基地都是生產規模較大、管理模式先進的企業，對實習生，企業教育科要進行三級安全教育：進廠實習安全教育、生產車間安全教育、班組安全教育。首先，針對制藥生產過程中的安全問題，從整體上對實習學生進行一次進廠實習安全教育，使學生從總體上了解制藥生產安全問題的重要性和應該注意的事項；其次，根據生產實習工藝流程的具體特點進行生產車間安全教育，對實習車間做出具體安全要求；另外，根據實習生產模塊的不同要求對學生進行班組安全教育。經過三級安全教育使學生明確制藥生產中所有的安全問題，為防止事故的發生起到了重要作用。

4.4 實習的指導

各個方向的實習指導教師都是由學生的任課教師擔任，這樣指導教師首先具備了理論基礎，在指導實習的過程中，要求指導老師首先理解學生實習的內容，做到真正的經驗指導。其次，充分發揮企業有實踐經驗的技術人員、操作熟練的工人、環境安全管理人員以及從事企業管理的人員等的作用，不僅可以讓他們把企業的安全知識和生產管理經驗傳授給學生，還可以讓他們協助指導學生的實習，真正的讓學生把理論應用于實踐。

4.5 實習的總結

實習前要求學生查詢實習生產流程資料，提高實習的針對性，增強實習效果；指導教師要合理指導工藝流程運行過程，為實習的快速入門奠定基礎。實習結束前，指導教師需在生產現場對學生的實習狀況進行考查；實習結束后，按照規定安排實結會議，總結會議按小組進行答辯。答辯中不僅由教師提問實習問題，也鼓勵學生提出一些實習的問題，調動學生的實結積極性和創造性。

4.6 實習的考核

實習的考核是保證實習質量最重要的因素，專業教研室采用對實習的準備、實習過程的表現、實習內容考核以及實結和報告水平有機結合的考核辦法全面考核實習內容[5，6]。考核時，實習班組長首先考核并給出成績，然后由指導教師組成考核小組，實行現場考核，并由考核小組指導教師共同評分，保證了實習成績的公平性和公正性。

5 結束語

制藥工程專業自2004年正式啟動基于CDIO理念的實習研究和改革以來，通過研究改革，形成了“學生自主選擇實習方向――實習動員――安全教育――實習指導――實結和考核”的完整實習模式組織和指導實習，多年來運行效果較好，達到了實習的目的和要求，受到了師生的一致好評，已發表有關實習方面的具有影響力的教學論文5篇，并被多次引用，在兄弟院校中產生良好的反響，表明實習研究和改革在高校實踐環節中發揮了預期的作用，對高校深化教學改革、提高教學質量有實際指導意義。基于CDIO理念的制藥工程專業實習研究與改革成果對高校專業實習有較大指導作用，具有較高的學術價值和社會價值，值得推廣應用。

參考文獻

[1]王碩旺，洪成文.CDIO：美國麻省理工學院工程教育的經典模式――基于對CDIO課程大綱的解讀[J].理工高教研究，2009，28（4）：116-119.

[2]鄒祥，胡昌華，李逐波. 基于CDIO理念的制藥工程類專業工程素質培養體系建立與對策[J].西南師范大學學報（自然科學版），2011，36（4）：235-238.

[3]劉瑞江，張業旺，李紅霞，柳春華. 制藥工程專業課程體系改革[J].教學研究，2012，35（2）：88-91.

[4]張業旺，劉瑞江，李紅霞，等.制藥工程專業實習基地的建設與維護[J].實驗科學與技術，2012，10（4）：155-157.

[5]張業旺，劉瑞江，李紅霞，等. 嚴肅性和趣味性并舉提高生產實習動員效果[J].新課程研究，2011，190（12）：147-148.

[6]劉瑞江，張業旺，湯建，等.制藥工程專業認識實習模式探討[J].教學研究，2010，33（4）：66-68+81.

篇3

關鍵詞：生態系統；排水系統；城市污水；治理

中圖分類號：TU992.3

文獻標識碼：B

文章編號：1008-0422（2013）06-0117-03

1 序言

某市城市水系環境的破壞和水質的惡化與作為旅游城市的定位極不協調。2006年某市的決策者通過考察，決定引進德國漢諾威水協的治污理念對城市水系進行綜合治理。隨后德國漢諾威水協對某市的管網、水文、氣候、地理、人口、人們生活習慣進行了詳細的普查，并查閱了大量的歷史資料，針對某市的情況制定了水敏性城市發展和可持續性水資源利用框架，設計了對結合管網模擬的機埠改造及配套的人工生態濕地的治污工程綜合治理方案，且已陸續開始施工建設，部分工程已經接近尾聲，筆者通過對某機埠改造和人工生態濕地配套建設，領略到德國漢諾威水協針對城市治污理念一些特點。

2 通過對現有管網進行普查和建立水力/水文數學模型模擬后，對現有機埠的運行方式的改變及對調蓄池的改造，實現了截污和對不明污水及初期雨水進行預處理

2.1 機埠現狀及改造前后的運行情況：目前接近完工的機埠改造工程機埠總匯水面積為415hm2，城市硬化徑流面積為290hm2，機埠有兩個進水口，一個9712m2的調蓄池，非降雨期來水量平均約0.5m3/S，原機埠的總抽排能力為12.6m3/S，調蓄池的水排向一條長17.3km的城市水系，由于某市的雨、污排水管道存在錯接、漏接現象，形成雨污合流現象，由于雨、污水未有效的分離，兩個進入機埠污水口CoD濃度最高僅296mg/L和154mg/L，最低時還只有93mg兒和53mg/L，所以送往污水處理廠的污水COD濃度過低造成污水處理廠負荷過重，有時機埠在應急時污水未經任何處理就直接排入了城市水系，且隨著城市的發展該水系已經逐漸成為某市城市中心的水系，近年來由于沿岸機埠排污形成了水體惡臭、水生植物消失、棲息動物絕跡的臭水溝，與某市旅游城市的定位極不協調，在短時間內解決雨、污排水管道錯接、漏接短期難以實現，針對雨、污合流及水系污染的實際情況，漢諾威水協提出了終端治污的理念，即改造現有的排水機埠和調蓄沉淀池，對來水進行預處理，然后對預處理的水進行分流。首先將原敞開式調蓄池改造成為兩個調蓄池，一個為封閉式，一個為敞開式。在非降雨情況下，不明污水在封閉式調蓄池內沉淀、隔離污染物，然后將COD濃度較高的污水直接送往污水處理廠，溢流后COD濃度較低的污水通過人工生態濕地進行生態處理后再排向城市水系，在降雨情況下，從沉淀池溢流的未水進入敞開式調蓄池，再通過排洪渠排入水系內，這種根據來水水質和水量進行區別對待的處理方式，最大限度的解決了雨、污水合流的問題，城市管網中的來水不再是只經過簡單的沉淀就直接排入城市水系，同時因送往污水處理廠的污水濃度提高、水量減少而使污水處理效益更佳，且這種終端治污的方式也為很多老城區未雨污分離的城市提供了一個示范。

2.1.1 機埠改造前后平面布置對比（圖1、圖2）

2.1.2 排水機埠改造前后運行流程對比（圖3、圖4）

2.2 調蓄池和泵房改造后的運行原理

此次設計將原來全部敞開的調蓄池分封閉式和敞開式兩個調蓄池，來水首先進入封閉式調蓄池，在非降雨期，來水的COD濃度平均約為140mg/L，在進水渠初步沉淀，通過閘門和水位標高的控制，新建的非降雨期泵房以300L/S送往污水處理廠進行處理，這時抽往污水處理廠的都是來水沉淀下來的污水，上層COD濃度較低的污水通過底板較高的閘門進入封閉式調蓄池沉淀池，封閉式調蓄池沉淀池分為A、B池，來水首先到達A池，在A池沉淀且達到一定水位后通過設置在A池上部三根設有滲水孔的滲透管溢流到B池，（滲透管起到隔離漂浮物及控制水位的作用）再次進行沉淀調蓄，（通過實踐證明污水在沉淀池沉淀一小時污水的COD濃度可以減少20%），然后以每兩天一次，每次3000m3的頻率通過非降雨期泵房抽向人工生態濕地進行生態處理過濾，最后排入城市水系，當B池及人工生態濕地全部注滿后，如水位繼續上漲，沉淀后的污水通過設置在A、B池尾端的溢流堰溢流到敞開式調蓄池，然后通過降雨期泵房排向人工生態濕地及城市水系，溢流堰能夠阻隔污水中的漂浮物及雜物。在小雨時，未水混雜著雨水，COD濃度較低，水位持續上升后開啟進水渠通往B池的兩個閘門，水流在A、B池沉淀后通過A、B池尾端的溢流堰溢流到敞開式調蓄池。如果在暴雨期，水位上漲過快，在進水渠還設置了一道45m長的溢流堰，污水通過溢流堰溢流至敞開式調蓄池，保證了封閉式調蓄池的安全，這時來水的COD濃度已經很低了，在敞開式調蓄池蓄滿后可直接通過排洪渠排入城市水系。降雨結束后，為了清理A、B池廊道內沉淀下來的污泥及雜物，在清空A、B池后，通過設置在A、B池尾端溢流區的沖洗水收集池蓄滿的水，開啟沖洗門產生一股很強的水浪將封閉式調蓄池沉淀池廊道內淤積物及雜物沖往非降雨期泵房，經過自動格柵隔離較大的沉淀物和漂浮物后抽往污水處理廠進行處理。封閉式調蓄池內產生的臭氣則由生態處理裝置進行凈化后再排出。圖5、圖6是調蓄池示意圖。

3 通過配套人工生態濕地的建設，對預處理后的污水實現生態凈化

此次把人工生態濕地建設在原有的河道上，分為六個分區，為垂直潛流式人工生態濕地，面積約為8300m2，改造后泵房把經過調蓄池沉淀、雜物隔離的不明污水及初期雨水通過管道輸送到人工生態濕地的配水渠，配水渠采用溢流的方式把來水集中、均勻的一次性分配到每個分區（配水渠的作用是均勻的分配污水，且在進水口設置了消力裝置，避免損傷人工生態濕地內的水生植物），在人工生態濕地的池床上層由一米厚過濾砂組成過濾層，過濾砂下面則是根據不同級配鋪設卵石層，以防過濾砂滲入卵石層內的帶孔過濾水收集管網，所選的過濾砂必須按照級配鋪設，其含鈣量、孔隙率、陽離子含量都有明確規定，達不到要求則需進行相應的調配，如含鈣量達不到要求則需鋪設石灰石等措施，在過濾砂上根據特定的間隔種植蘆葦等水生植物，可有效吸附、攔截懸浮物。同時其發達的根系能使過濾砂內產生空隙，補給氧氣，避免產生厭氧環境，使過濾砂發臭板結。將污水投放到人工建造的類似于沼澤的濕地上。當以富營養化為主的污水流過一定長寬比及底面有坡度的生態濾池時，經石英砂填料床過濾，污水可以在床體的過濾砂縫隙中曲折流動，或在床體表面流動，最后通過收集管網排向城市水系，污水的BOD5（生物5日需氧量）去除率為85%，SS（固體懸浮物）去除率為87%，T-P去除率為85%，氨氮去除率為54%，污水中的無機污染物（重金屬）和有機物也很大限度的被濕地蘆葦吸收，且水生植物根際的多種微生物活動，增加了濕地基質的透水性，與周圍環境的原生動物、微生物等形成各種小環境，通過氧的傳遞，更加增強了凈化廢水的能力。生態濕地的顯著特點之一是其對有機污染物有較強的降解能力，因此更適用于處理生活污水以及城市污水一類。生態濾池可分別處理廢水中的不溶性有機物與可溶性物質。不溶性有機物通過濕地構造中的過濾砂層被沉淀、過濾、截留，進而被微生物利用，而可溶性有機物則可直接通過植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代謝降解過程而被分解、去除。每天向生態濕地輸送3000m3污水，可在24小時內處理完畢，全部排向城市水系，出水COD可以達到約30mg/L至40mg/L。人工生態濕地放空后通過水生植物根系重新補氧，然后再次注水使用。當城市水系水位連續三天高出人工生態濕地水位而無法排出時，配水渠還設置了緊急排空裝置，通過開啟閘門，人工生態濕地的水可以經過一根輸送管回流到敞開式調蓄池，再通過水泵排出。人工生態濕地的結構示意圖如圖7。

4 通過對河床斷面結構的改造及對已經破壞了的河道生態系統進行修復，達到進一步凈化水質的作用

原有河道堤岸較陡，駁岸風光帶建設在堤岸的外面，采用剛性護坡的方式進行護坡，對河床生態系統有較大的破壞，河道內淤泥較多，河道內的沉水植物已經消失。德國漢諾威水協通過這次改造把堤岸后移，這樣一來，緩坡式柔性河岸同時也成為了駁岸風光帶，解決了市民休閑的時候無法親水的問題，同時也增大河床的調蓄容積，發揮防洪功效，河岸浸水區鋪設椰棕植物墊及椰棕植物輥進行護坡，防止波浪沖刷堤岸，同時在河灘和植物墊上栽種水生植物，河道內進行清淤后栽種沉水植物，還在水上安裝若干人工浮游島，上面栽種浮水植物，通過這些水生植物根系的吸收，不同的水生植物對水體中各種污染物有吸收、富集效果，達到進一步凈化水質的作用。河道堤岸改造前后斷面對比示意圖如圖8、圖9。

5 通過駁岸景觀與凈水系統的一體化的建設，做到了既留住了雨水又凈化了初期雨水，同時也美化和改善了環境

通過水系駁岸風光帶建設，在景區建設大量的草地式洼地，表面上看起來與一般草地無異，但實際上暗藏玄機，這些洼地具有蓄水和凈水功能，景區的雨水通過洼地下層的卵石層過濾后由滲透管收集后才允許排往河道內，同時也能保證洼地內水生植物的水分，且和景觀融為一體，這種方式還可以擴展到整個城市建設，在城市道路綠化帶、居民小區綠化帶等區域廣泛的建設帶有蓄水和凈化功能的洼地、溝渠，對城市道路及硬化地區產生徑流所含的硫及重金屬有很好的吸收和凈化作用，且能對雨水進行調蓄，減少城市水系因暴雨所帶來的壓力。這些洼地、溝渠的建設除具有調蓄功能外，儲存下來的水還可以回收利用，如澆花、洗車等，而且在干旱少雨季節通過蒸發有利于緩解當地的氣候炎熱和無水的問題，這也就是漢諾威水協提出的“水敏性城市”即“海綿城市”的理念。（圖10）

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通過互聯網以及信函咨詢的方式，對國內同濟大學、清華大學、浙江大學、哈爾濱工業大學、中南大學和湖南大學6所高校的土木工程地質教學課程內容設置進行了調查，通過調查發現，以上學校主要存在以下幾個共同點：

1、強調對工程地質基本概念的學習。在課堂學習過程中，主要課時都集中于學習在工程實踐中經常用到的專業術語，強調概念的厘清。課堂學習的主要內容主要包括以下幾個方面：(a)地質作用與地質構造的基本知識，包括地質年代的識別、地質圖的識圖、常見地質結構的概念（褶皺、節理、斷層等）；(b)三大巖石（巖漿巖、沉積巖、變質巖）的成因、歸類和鑒別；(c)第四紀地質的基本知識，包括殘積土、沉積土、沖積土、坡積土等概念、成因及對工程的影響；(d)地下水的基本知識，包括地下水的分類、運動基本規律、補給與排泄方式、對工程的影響等；(e)工程地質勘察與分析在具體工程的應用，包括在隧道工程、邊坡工程等方面的應用。

2、強調室內實驗是課堂書本學習的延伸。室內實驗主要目的是為野外地質實習做準備，學習地質羅盤等地質考察工具的使用，同時亦學習通過巖石標本來鑒別各類巖石，還要學習地質圖的填圖和閱讀等。

3、強調課堂學習與室外地質調查相結合的學習方式。從書本上學習到的知識僅僅停留在理論階段，書本上對地質相關概念的描述仍比較抽象，因此，各所高校皆強調野外地質實習對學習該門課程的重要性，把課堂上學習到的基本概念與現實工程中的真實地質條件一一對應起來，加深對基本知識的理解和掌握。一般而言，野外地質實習內容常包括野外巖石的識別、地質構造和地質年代的識別、巖層、節理等產狀的測定和描述等。各所大學對以上工程地質基本知識的學同小異，其目的是對工程地質這門課程有一個基礎的認識和感知，但是，同時，各所高校之間在這門課程內容設置方面有各有所側重。清華大學、同濟大學增加了現代先進的地質勘查技術的學習內容，介紹了地質超前預報的相關方法、原理及應用，比如介紹了地質雷達、紅外線探水、TSP等先進手段在隧道工程建設的應用。中南大學、湖南大學對野外地質實習極為注重，實習內容包括地質認識實習和工程實踐實習兩個階段，實習實踐時間長達20~30天，考察湖南西部地區在建或已建項目所處較為復雜的地質條件，以一個工程建設者的角度參與到實際項目的建設中去認識地質現象。石家莊鐵道大學地質教研室現有8名教師，教授2名，副教授3名，講師3名，其中具有博士學位的4人，碩士學位的4名。獲得的獎項包括校級講課比賽特等獎1名，二等獎1名，校級優秀教師1人，今年主持或參研的省部級及以上科研項目10余項，并承擔省級精品課程1項。雖然教研室在老師們的努力下取得了不錯的教學和研究成果，但是，和兄弟院校的工程地質教研相比，我們仍然存在諸多不足之處。首先就是教師隊伍建設的不足，工程地質是一門經驗型極強的專業，需要足夠豐富的現場工程經驗，因此需要老中青傳幫帶，讓青年老師盡快熟悉和掌握工程地質教學的技巧和方法。其次，對工程地質教學的重視程度不夠，課時設置偏少。最后，教學內容更新不夠及時，工程地質中先進的技術方法在教學中介紹的內容不夠多。因此，為了跟上國內兄弟院校土木工程地質教學的步伐，教學改革刻不容緩。

二、當前土木工程地質教學存在的問題

通過以上詳細的調查和對比分析，目前土木工程地質教學仍存在以下問題：

1、土木工程地質教材的使用各自為政。目前各個高校使用的教材基本上是各自高校的老師根據自己的講義編排而成，缺乏一個統一的標準，因而導致經典精品教材較少。單從教材的題目上足可看出目前教材缺乏統一性和協調性。例如中南大學所用的教材為《土木工程地質概論》，浙江大學的教材題名為《土力學與工程地質》，石家莊鐵道大學所用教材題名為《工程地質學基礎》等。

2、在教學內容上與其它課程交叉重復，無法突出本門課程的特色。工程地質是一門基礎課程，是巖土工程、隧道工程等課程學習的基礎，因此，由于與其它學科老師交流不夠充分，往往存在重復講授的情況。比如，以有效應力這個概念為例，在工程地質、土力學、基礎工程等課程都涉及到，由于這個概念的重要性，各科老師為了追求各門學科的系統性和完整性，都會著重講解這個概念，雖然在一定程度可以加深學生對這個知識點的理解，但是從側面也可說明知識的重復交叉導致學業內容的累贅。

3、課時安排過少。目前各所高校對土木工程地質這門課的重視程度，課堂課設課時大多是32~48個學時，因此，老師在安排教學進度時顯得極為緊張而緊湊。從實際教學安排來看，基本上講解完三大巖石、地下水、地質構造基本概念后，沒有足夠的時間深入來探討地質條件對工程的影響，往往后面工程應用的章節皆為學生自學。

4、知識學習與工程案例結合程度不夠。由于部分老師本身參與的工程項目不多，同時又由于課時的不夠，這兩部分原因導致學習的主要內容集中在枯燥的理論知識部分，學生容易產生枯燥情緒。

三、土木工程地質教學改革措施

為了很好地解決當前土木工程地質教學中存在的問題，讓學生從這門課程中更多地學習到有助于工程實踐的知識，必須有針對性對當前教學實踐中存在的問題進行改革，具體改革措施如下所述：

1、建立和完善土木工地質程精品課程精品課程建設既是壓力，又是動力。通過精品課程建設，可以找出當前教學中存在的薄弱環節，精簡重復的教學內容，突出本門課程的特色，使土木工程地質這門課的教學目標和任務更加明確。精品課程建設首先就是教材建設，因此，有必要根據新時期土木工程培養目標，并結合當前土木工程建設中出現的新問題、新方法、新技術，編寫一本深入淺出的教材，教材中不僅包含傳統的知識要點和概念，還應包含當前新的地質知識觀點、新的地質勘查手段等，同時還應包含工程實例，讓學生盡可能地更深入地建立起工程地質與工程項目的聯系。精品課程建設中重要的一條就是教師隊伍的建設，因此，有必要加大對教師隊伍的培養力度，引進和培養一批有新視野、新知識的老師，以此給課堂注入新的氣象。

2、注重教學手段和教學方法的革新注意授課的科學性與藝術性，在教學過程中，善于發揮學生的主導地位，采用“討論試”、“啟發式”教學模式。同時，要注重課前的準備，精心備好每一節課，善于總結歸納每節課的重點，以“主線法”講授課程知識。

3、增強對工程地質教學的重視對工程地質教學的重視首先就體現在教學和學習的時間上。盡量安排更多的課時，讓老師有足夠充分的時間去講解基礎概念和工程實例。同時，老師也可以通過其它方式來增加學生們的學習時間，比如規定某個主題，要求學生自主獨立進行文獻調研，完成該主題相關文獻的歸納總結，并加大平時學習報告在總成績中的比例。另外，強化考試試題庫建設，完善考試規范和制度，強化對學生進行專業知識訓練。最后，要重視工程地質實習在教學中的作用，因為該門課程的實踐性很強，需要從大自然中去認識和掌握工程地質現象，使學生鞏固在書本上學到的知識，有感性認識上升到理性認識，同時在野外地質實習過程中，亦可鍛煉學生們的體魄和吃苦耐勞的能力。

4、緊密聯系工程實踐學習的目的最終是為解決實際工程的問題，在教學的過程中融入工程實例有助于學生在正式進入工作崗位之前對其有初步的認識和了解，因此，工程實例教學是一個非常重要的手段。比如，老師可以把自身主持或參與的工程項目作為案例，結合書本知識講解如何解決工程問題，分享在解決工程問題過程中的心得體會，這樣寓教于樂的方式既能激發學生的學習興趣，又能讓他們積累相應的工程經驗知識。

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文獻標志碼：A

文章編號：1009―4156（2014）08―114-02

工程地質條件和工程地質問題是土木工程專業工程地質學教學的核心內容。由于工程地質學的研究對象是變化多樣的土體和巖體，其研究方法是將地質分析法、力學分析法、工程類比法與實驗方法的緊密結合，即綜合定量分析和定性分析相結合的方法。查明工程建設區域的工程地質條件的形成和發展，在工程建筑作用下的發展演化，分析由此可能導致的工程地質問題，并提出防治這些工程地質問題的工程治理方案和措施。由此，通過對工程地質學的學習，學生能準確地把握工程地質學的研究對象和基本任務，具備在各種工程建設的勘察、設計、施工等階段對工程地質條件進行評價和預測可能發生的工程地質問題的能力，并能提出合理的工程防護和治理措施。另外，在工程地質教學過程中，加強和改進工程地質條件和工程地質問題的教學過程、措施和方法也具有重要的意義。

一、工程地質條件的教學探討

準確地把握和了解土木工程建設場地的工程地質條件，是工程建設的基礎。工程地質條件貫穿于整體工程地質教學的過程之中，包括建設場地及其周邊區域的地形地貌、地質構造、地層巖性、水文地質條件、地表地質作用。

（一）地形地貌教學

地形地貌是人類對地球地表形態的直接感受和評價，也是制約工程建設的基本工程地質條件，我國幅員遼闊，地形地貌類型復雜多樣。由于學生來自于全國的不同地區，對工程建設可能遇見的地形地貌條件并沒有一個整體的認識。因此在教學過程中，通過地形地貌的兩種分類方法，即地表形態分類法和地貌成因分類法，并結合各種地貌類型的圖片、動畫和影像資料直觀地展示。加強課堂教學互動，讓學生列舉出自己曾經到達的地區，并說明該地區的地形地貌條件及類型。結合學校周邊的地形地貌類型與工程建設的布局、分布和結構形式，學生直觀地理解地形地貌條件對工程建設的作用和影響。

（二）地質構造教學

地質構造是地殼構造運動的產物，不同的地質構造具有各自典型的地質現象和特殊的工程地質條件。地質構造的許多概念與地質特征需要通過比較分析向學生解釋概念、現象、特征。然而概念的講述不能依靠單純的灌輸，更應該注重啟發、思考和引導，讓學生主動思考、積極參與和分析總結，應用和拓展學生豐富的想象力，將枯燥的基本概念、基本要素和特征構成一個有機聯系的整體。比如在講述褶皺、節理和斷層等三個基本地質構造的概念時，著重采用啟發、引導的教學方法，由教師提出它們之間的區別與聯系。

（三）地層巖性教學

在工程地質中，地層巖性的教學內容，分布于巖石、地質年代與第四紀地質和巖層產狀的章節之中。因此，如何將這些章節中關于地層巖性的內容聯系起來，讓學生能夠完整、系統地掌握地層巖性在工程地質條件中的作用和意義至關重要。在教學過程中，采用典型的工程實例教學，列舉不同的巖石類型的工程，對比分析不同巖石的結構和構造、巖石的地質年代和巖層產狀和接觸關系來講述不同的地層巖性對工程建設可能造成的影響，以及不同地層巖性的有利和不利的工程地質條件。

（四）水文地質條件教學

水文地質條件包括地表水和地下水的地質條件和類型。地表水包括河流和坡面水流的地質作用，而在坡面水流的地質作用中，結合第四紀沉積物分布、形成和堆積特征，比較分析殘積物、坡積物、洪積物和河流沖積物的形成條件、堆積位置、顆粒形態特征。讓學生形成對坡面水流地質作用沉積物的直觀印象，并結合周圍環境中的沉積物分布特征以及典型的圖片資料使學生能深切理解各種地表水地質作用對工程建設的影響和作用。在此部分內容的教學中，通過在課堂展示典型旅游景區的溶洞、水井的照片，提出這類地下水的來源、分布和變化特征，使學生能夠從身邊常見的現象來歸納和演繹地下水的基本特征、分布位置和變化規律。

（五）不良地質作用教學

不良地質作用包括風化作用、巖溶作用、斜坡與邊坡地質作用、地面塌陷和地面沉降。采用實例講述法（風化和巖溶）、比較分析法進行講述。巖石風化程度愈深的地區，工程建筑物的地基承載力愈低，巖石的邊坡愈不穩定。巖溶作用的巖體中有許多裂隙、管道和溶洞，在進行水庫、大壩、隧道、基坑等工程活動時，如存在承壓水并有富水優勢斷裂作為通道，則可能會遇到地下突水而導致基坑、隧道等工程的排水困難甚至淹沒，也可能因巖溶滲漏而造成水庫無法蓄水。在斜坡和邊坡作用是則需要明確斜坡和邊坡的概念、形成機制的差異以及工程防護措施。比較分析地面塌陷和地面沉降產生的機制、類型以及動力條件、治理措施。

二、工程地質問題的教學分析

（一）地基穩定性問題

在工業建筑和民用建筑中地基的強度和變形問題的講述中，結合近年來在工程建設中出現的住宅樓“樓歪歪”事件以及其他典型的工程事故，分析產生這類事故的原因和工程地質條件。在不良地質作用的地基穩定問題中，結合分析由于地下水的作用導致2009年的上海樓盤倒塌事件。近年來，我國的高鐵建設取得高速發展，而高鐵建設中對路基穩定性提出更高的要求，通過舉例分析在我國不同的地質條件下，對高鐵路基穩定的分析和建設措施，增強學生對此部分內容的深刻印象，激發學生的學習積極性。

（二）斜坡穩定性問題

斜坡穩定性是山區工程建設需要面臨的工程地質問題，通過我國的地形地貌分布圖，展示給學生我國的山區面積占國土面積的2/3，讓學生了解斜坡穩定性問題在我國工程建設中的突出地位。通過典型的汶川地震誘發的斜坡災害，如北川王家巖滑坡、青川東河口滑坡、汶川的牛圈溝滑坡碎屑流等災害的資料，學生能直觀地感受斜坡穩定性問題對山區工業和民用建筑的重要性。通過斜坡地質災害對公路、鐵路毀壞的資料和圖件，以及工程建設中的邊坡防護等措施，學生可以理解和體會斜坡穩定性對山區交通基礎設施建設的重要作用。

（三）洞室穩定性問題

地下工程建設是人類獲取更大的生存和活動空間的重要方法，隨著大量地下工程的建設和特殊工程地質條件的出現，洞室的穩定問題成為許多重大工程建設中的難點和控制性工程。以目前我國城市地鐵建設和長大隧道建設中圍巖塌方、地下涌水、地面塌陷等工程事故，讓學生了解在工程建設規劃和選址時，對不良的工程地質條件進行分析、評價的重要性。并結合典型洞室建設過程中的防護措施和方法，通過討論和課堂交流，使學生明確這些措施和方法對洞室穩定性的作用。

（四）區域穩定性問題

區域穩定性的概念是學生在開始接觸時不容易理解和掌握的工程地質問題。在課堂的教學中，結合2011年日本東海岸的大地震，導致距離地震震中一百多千米遠的福島核電站發生事故，導致核泄漏；地震、震陷、液化和活斷層對大型水電工程、地下工程以及建筑密集的城市地區可能導致的災害，使學生了解和認識區域穩定性對工程建設的主要作用和采取的工程措施。