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地下水动力学讲义 水文与水资源工程专业 地下水科学与工程专业 肖 长 来 编 吉林大学环境与资源学院 2009年 10月 地下水动力学 吉林大学 肖长来 i 前 言 地下水动力学是我校水文水资源系水文与水资源工程专业和地下水科学与工程专业 （原水文地质与环境地质方向）本科生开设的主干专业基础课，同时也是我校建设工程学 院岩土工程、工程地质等专业的必修课程，隧洞工程等专业的选修课程，此外该课程是许 多院校硕士研究生入学考试科目。本课程总学时 64 学时。 本课程教学目标是使学生掌握地下水渗流的基本概念、基本理论、基本定律、地下水 向各种水工建筑物运动的理论和方法，使学生毕业后能从事地下水资源勘察、规划、预测 预报及管理等方面的技术工作。 地下水科学主要课程包括水文地质学基础、地下水动力学、水文地球化学和专门水文 地质学，其中地下水动力学是重中之重，通过该课程的学习为地下水水量和水质研究奠定 了坚实的基础，起到了桥梁和纽带的作用。在生产实践中，地下水动力学的理论和方法为 解决许多实际问题提供了技术支持，在水文地质专业人才的培养中起到了重要作用。本课 程具有悠久的历史，是国内相关院校及科研院所硕士研究生的入学考试的必考课程。多年 来，我校考生得到河海大学、中国地质大学、南京大学、中国科学院、长安大学、成都理 工大学等国内知名科研院校的认可。 多年来，我校在地下水动力学方面以雄厚的教学、科研和生产力量闻名于国内，知名 于国外。20 世纪 70~80 年代，我校以刘金山教授为代表的地下水动力学课程组，集聚了林 绍志、李同斌、邹立芝等国内知名教授，在国内教育界、科技界以及工程技术部门产生了 重要影响，编著出版了地下水动力学教材以及有关教学参考书，特别是林学钰院士主编的 以地下水动力学为核心的专著《地下水水量水质模拟及管理程序集》（吉林科学技术出版社， 1988 年），不仅在地下水解析解方面闻名于国内，而且在地下水数值解的教学和研究方面更 是居于国内领先地位，国内许多科技攻关项目的地下水流数值模拟主要是由我校或在我校 指导下完成的。由此可见，地下水动力学课程不仅在教学方面具有重要的意义，更重要的 是可以用于解决大量的实际科技难题，具有重要的理论意义和实际意义。 在林学钰院士的指导下，在邹立芝、李同斌教授具体带动下，本课程教学研究小组在 教学过程中充分继承了地下水动力学的教学经验和优势，并吸收南京大学、中国地质大学、 长安大学等同类课程的教学内容、课程体系的优点，1993 年制定了 “地下水动力学”教学 大纲，2000 年进行了大纲修订，2005 年又进一步对教学大纲进行了完善。 目前使用的“地下水动力学”教材有两本，一本由南京大学薛禹群主编，我校李同斌 教授、林绍志教授参编（地质出版社，1995 年）；另一本由我校李同斌教授、邹立芝教授主 地下水动力学 吉林大学 肖长来 ii 编（吉林大学出版社，1996 年）。这两本教材使用时间较长，其中有些内容迫切需要更新。 在上述教材的基础上，我们编写了本课程的讲义和电子教案，并申请获得了吉林大学精品 课程“地下水动力学”的资助，为教材的修编奠定了坚实的基础，使我校地下水动力学课 程在国内同类课程中成为具有较大影响力、较高知名度的品牌课程之一。 近年来，课程组不断完善“地下水动力学”课程的教学内容、课程教材、实习和实验 教材、实验室、实习基地等；积极引进双语教学，进行电子教案的开发建设，编辑了地下 水动力学概念、基本问题题库；不断加强野外实践教学，建立了白城市抽水试验教学实习 基地，使其成为全国高校中唯一的一处抽水试验实习基地；积极编著系列的配套教材，主 编了地下水动力学习题集（国家十五规划教材，科学出版社，2005 年 6 月）、实习指导（吉 林大学出版社，2005 年 4 月）等。 总之，地下水动力学课程在国内具有较好的影响，有必要将其建设成为国内具有更大 影响力的课程。 目 录 前 言 I 绪 论1 0.1概念1 0.2课程的目的1 0.3地下水动力学的研究内容 1 0.4 学科发展历程 2 0.5 今后应重点突破的新课题 3 0.6 地下水动力学的应用 4 0.7 教材及参考书 4 第一章 渗流理论基础5 §1.1 渗流的基本概念 5 §1.2 渗流基本定