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「地下水科学与工程」专业是一门什么样的专业?

本问题被收录至活动 「十万个是什么」 中。 「地下水科学与工程」专业的主要课程有哪些? 开设院校及专业排名是怎样的? 就业方向和发展前景如何? 活动时…
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2 个回答

  • 由于对地下水科学的了解不断增多,回头再看这个版本的回答显的有些过于笼统,看完之后可能还是一头雾水。
  • 我写这个回答的受众对象不是本科生,因为本科生拥有足够的手段在各种书籍、论文、贴吧、论坛上获取自己想了解的信息。最初我预想着这个问答的受众群体是高中生,因为分数而不得不选择地质、煤炭、石油类等大学的高中生,当然也包括那些对高中地理很感兴趣的,愿意从事地质类行业的高中生。当然我会另外写一篇文章,文章里面会详细的介绍我所从事的方向,只是讨论的范围远比这个问答小的多。权当是我自己的对这些年学习的一种记录吧。
  • 因此我会修改这个版本的问答,我也会去考虑怎么样、尽可能的全面概述主流的地下水科学研究方向。当然,新的版本可能仍然会存在着与我美好想法不相符的情况,甚至对某些方向因为自身的不了而导致表述上的错误,所以,欢迎批评。
  • 最后,新的版本将仍然保持之前两个版本的传统——100%的原创和正确的引用。因此,新的内容可能会花费我大量的时间,我最近也比较忙,所以更新的将会比较慢,就先写下引子,相当于督促我去做这件事。当然,我也欢迎同行和我讨论关于地下水科学方面的问题和看法。

旧的版本仍然保留在页面上,就先将就看吧


前言

之前的文章在结构和语言的组织、内容方面都不太理想。所以我对之前的文章做了如下修改:一:删减掉了课程设置,不同的学校,该专业所属学院不同,地学的课程设置与环境学的课程设置不太一样,我所能提供的只有西安科技大学的课程。但地下水的核心课程如:构造地质学、古生物地层学、地下水动力学、水文地质学应该是不变的;二:之前对地下水作用的解释太过单调,增添了地下水在地质、工程方面的影响;三:对地下水科学的一些研究方向的内容做了一点优化,提出了一些科学比较前沿的方向。当然我所掌握的资料有限,知识储备有限,这里我仅列出了部分的研究方向;四:添加了关于地下水行业的就业情况,这些情况均是我自己所总结,所听闻的。所以只能做一个参考;五:如果你想从事地下水行业,还是之前的建议:学好专业知识,增强自己的学科素养,薪资问题也就基本上得到解决。同时方向选择也很重要;为了使专业描述更加准确,欢迎大家与我探讨关于这门科学的相关问题。最后文章的图片和数据均来自互联网,出于对相关作者的致谢,本文的参考文献列于文章最后。当然,我也会在之后对文章再一次的做修改,以保证文章的准确性,可信性、丰富性。

定义与作用

地下水是指赋存于地表土层和地下岩石缝隙中的水。通俗地讲,相当于一瓶鹅卵石空隙中的水。当然这是一种比较直观的理解方法。

地下水富存的空间

高中的地理知识已经告诉过我们,地球上的水资源丰富。但是淡水资源对于人类而言,是远远不够的。扣除以冰川储存的淡水资源和因人类活动污染的淡水资源,可以被真正利用的淡水资源很少。地下水在作为一种重要的改造自然环境的因子(地质营力)的同时,还被作为人类淡水资源重要来源。目前全世界大约有15亿人口将地下水作为饮用水。就中国而言,由于自然地理条件的影响,北方和西部地区对地下水作为饮用水源的依赖程度相对于南方而言要重的多。从人类社会迈向工业化之后。自然环境恶化,生态系统破坏迅速。地下水的污染问题也开始凸显,根据研究显示:目前中国大约有2000万在饮用砷超标的地下水。(数据来源于互联网)

地下水含水系统

在许多的工程建设中,地下水理化性质、运动状态会对工程建筑的稳定性产生一定的影响。其大致表现在:对地基的腐蚀,地下水位的动态变化对建筑物的防潮、防水、稳定性的影响,地下水的渗透问题,地下水压力改变对工程建筑的影响;除此之外,地下水也是一种致灾因子。许多常见的地质灾害诸如:滑坡、崩塌、地面沉降等。都能见到地下水的身影。一方面,地下水减小了岩土之间的内摩擦力,增大不稳定性。另一方面,地下水改变了岩土的物理力学性质,破坏了岩土本身的结构,降低岩土体的力学强度。

因超采地下水引起的地面沉降

地下水科学的部分研究领域

1:水文地球化学

水文地球化学是研究地下水化学组分的迁移规律、演化、矿化过程,水-岩相互作用,以及溶质的迁移规律的学科。目前的水文地球化学更加注重与水文、化学、生物过程的耦合;发展地下水测年新技术、理论;借助计算机技术发展适合地下水化学演变过程的模拟和精确计算等方面。

2:地下水污染

在西方国家,特别是美国。民众对地下水污染保护意识强,促使政府加大了对地下水污染治理的资

地下水污染示意图

金投入。这使得西方国家对于地下水污染相关法律法规更加的完备,地下水修复行业更加的规范。我国对地下水污染问题的研究最早开始上世纪80年代,在90年代以后,随着环境问题的日益严重和测试技术的发展,我国的地下水修复技术开始进入高速发展的阶段。地下水具有一旦被污染,修复缓慢,修复周期长等特点。当前的地下水修复行业迫切需要开发高效、经济的新技术。

3:地质微生物与生物修复

该领域是当今地学最活跃的领域之一,对微生物的研究极大的促进了地下水修复技术的发展。特别是对于解决复杂的有机物污染问题。由于微生物本身的特点,当前的研究多集中于寻找在野外条件下应对不同有机物污染的高效降解途径。同时,对于水中病原体的迁移机制和治理方法也是一个不错的研究方向。

利用微生物墙修复地下水模型

4:生态水文学

生态水文学在我国主要研究侧重于在流域层面上的“大气-土壤-植物”系统的水分能量交换模型,森林对降水过程、汇流过程、土壤侵蚀过程的影响等;以及生态水量的计算与评价。

SPAC模型示意图

5:地下水管理方法

地下水管理方法主要致力于建立区域性的地下水资源、水资管理、监测网设计等一整套的管理、预测、监控模型。地下水管理方法考虑因素众多,包括:经济发展,农业、工业、生态等方面。如何建立起正确、有效的管理模型,以达到对地下水资源的合理、可持续利用的该方向的难点和重点。

6:地下水模拟与计算

地下水模拟与计算在国内的应用十分的广泛,涉及地下水相关的各个部门。但是理论研究落后,同时对于软件的开发远不及西方发达国家;随机水文地质学是该领域的一个重要分支,是一门通过统计学和随机方法研究非均质介质流体的流动、溶质运移规律的科学;地下水模拟与计算对于我国来说,起步较晚,应用广泛,但理论研究相对落后。

7:非饱和带水文学

非饱和带水文学,是地下水科学与工程中最具有挑战性的研究方向。由于非饱和带的复杂性,决定了该领域的困难性。非饱和带位于潜水含水层的上方,是潜水连接地表的重要地带。由固液气三相共同组成,同时存着大量的微生物。非饱和带的水流特征和化学组分特征,直接影响着地下水的流动特点和化学特征。可以这样说,非饱和带是地下水与大气、地表沟通的重要门户。地下水科学的研究中,非饱和带水流、溶质运移的研究是必不可少的。

中国开设地下水科学的院校

专业发展简介

地下水涉及工程,环境,资源等众多学科。总的来说是一门综合的多学科边缘学科。地下水科学与工程专业从建国以来经历了多次专业调整。从建国之初的水文地质与工程地质,再水文与水资源工程,再到现在的地下水科学与工程。从之前的隶属地质资源与地质工程,到水利类,再到现在环境科学与工程。目前一些高校的研究体系和课程设置仍然保留着地质资源的特色。如:中国地质大学、吉林大学。另外一些高校则更偏向环境影响与能源开发。如河北地质大学(这是一个老牌地质院校)。还有一些高校将这个专业分解的更加细化,以地学为基础的还叫地下水科学与工程。研究地下水环境问题的,则改名成水文与水资源工程,比如长安大学。但不管怎么样,地下水科学与工程是以地学为基础的一门科学,地学的熟练程度极大的影响了学习者在该专业的活跃程度。

地质行业总的来说相对不景气。有的人说,属于地质行业的黄金时代已经过去了。是的,地质行业、煤炭行业,当然,如果你所在的学校更注重地学的话。发展遇到瓶颈期,就业相对困难。刚刚毕业的工资也相对较低。但是,这个并不代表这这个行业已经落寞了。不仅仅是地质、煤炭行业会遇到瓶颈期,每一个行业都会遇到,但是在这个困难的时期中保留优势是行业发展的最优选择。随着矿井水害方面的灾害触发却日渐增多,同时城市地质的兴起和城市地下工程的建设日益繁茂也给地下水行业带来了新的契机。

我国陆续颁布的水十条、土十条等一系列的环境法律法规,也为地下水行业带来了新的发展道路。之前曾经说过,人类社会工业化后,对环境的破环是空前的。地下水污染,土壤污染问题的大量出现,地下水科学与工程专业被赋予了新的研究任务。地下水修复与土壤修复行业逐渐崛起。很明显,这是一个朝阳产业,前景相对广阔的行业。但是机遇与挑战总是并存的。高效、经济的修复方法成为制约该行业的瓶颈;大量的企业的出现,对行业的规范性和统一性产生了巨大的冲击。该行业一系列的问题也逐渐凹陷出来。

参考文献:

[1]中国地下水科学战略研究小组,地下水科学的机遇与挑战[M]. 科学出版社,2009

[2]王贵荣等,工程地质学[M].机械工业出版社,2017

[3]张人权,梁杏等,水文地质学基础第七版[M].地资出版社,2018

编辑于 2023-12-11 23:51

地下水科学与工程其实是以前的水文地质专业,只不过后来为了适应时代更改了名字。

本专业以地质学、水文地质学理论为基础,培养系统掌握地下水科学与工程专业基本理论,具有良好的科学素养,富有创新精神和实践能力的地下水科学与工程的高级专门人才。本专业在解决中国当前资源环境压力中的水环境保护、水资源安全问题,人与自然和谐发展中发挥着越来越重要的作用,具有日益强劲的国家和社会需求。

主干课程:地下水科学基础、水文地球化学、地下水动力学、专门水文地质学、地下水污染与防治

职业愿景:学生毕业后可在国土资源、环境保护、水利水电、海洋、能源、冶金、城市建设、交通、国防等部门的企业、政府、科研院所、学校从事科研、设计、教学、管理等工作;也可进一步攻读地下水科学与工程及相关专业的硕士学位。

开设院校主要有 吉林大学,南京大学,地大武汉,地大北京,中国矿大(2019水文地质更名为地下水科学与工程),长安大学,南方科技大学,成都理工大学。

发布于 2019-05-22 21:13