ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано
_____________________________ Руководитель ООП
| Утверждаю
___________________________ Зав. кафедрой ГГ и ИГ профессор Антонов В. В. |
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«Инженерная геология и гидрогеология»
Направление подготовки: 022000 «Экология и природопользование»
Профили подготовки: Природопользование
Квалификация (степень) выпускника: бакалавр
Составитель: доц. Норова Л. П.
Санкт-Петербург
2012
1. Цели и задачи дисциплины
Целями освоения дисциплины «Инженерная геология и гидрогеология» являются: приобретение студентами знаний и представлений о структуре инженерной геологии и гидрогеологии, как современных комплексных науках о геологической среде и подземной гидросфере, влиянии инженерно-хозяйственной деятельности человека на основные компоненты геологической среды и подземной гидросферы, особенностях взаимодействия инженерных сооружений с геологической средой, условиях распространения и залегания подземных вод, часто являющихся одним из главных объектов природной среды, требующих защиты от загрязнения и истощения.
Задачи курса «Инженерная геология и гидрогеология»:
· изучение основных теоретических положений о закономерностях формирования горных пород (грунтов) различного генезиса;
· исследование горных пород (грунтов) как многокомпонентных систем;
· особенности изучения и оценки состава, физико-механических и физико-химических свойств горных пород (грунтов); изучение специфики обработки показателей физико-механических свойств горных пород;
· инженерно-геологическая характеристика и оценка различных геолого-генетических типов комплексов горных пород; типов и масштабов воздействия человеческой деятельности на геологическую среду; экологических последствий и их прогнозирование в процессе инженерно-геологических исследований;
· оценка гидрогеологических особенностей территорий – распространение водоносных горизонтов и водоупоров, фильтрационные свойства водовмещающих пород, химический состав подземных вод, защищенность водоносных горизонтов;
· ознакомление с методами инженерно-геологических и гидрогеологических исследований.
2. Место дисциплины в структуре ООП
по направлению подготовки 022000 «Экология и природопользование»
Дисциплина «Инженерная геология и гидрогеология» входит в «Математический и естественно-научный цикл» (Б.2.В.2). Ее изучение базируется на знаниях, полученных при освоении школьных дисциплин и дисциплин естественнонаучного цикла, в том числе: «Общая геология», «География», «Почвоведение» и др.
Изучение и успешная аттестация по данной дисциплине, наряду с дисциплинами «Гуманитарного, социального и экономического цикла» являются необходимыми для успешного освоения модулей профессионального цикла.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих общекультурных компетенций (ОК):
– владеть культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановки цели и выбора путей ее достижения (ОК-1);
– иметь базовые знания в области информатики и современных геоинформационных технологий, владеть навыками использования программных средств и работы в компьютерных сетях, умением создавать базы данных и использовать ресурсы Интернета, уметь работать с информацией из различных источников для решения профессиональных и социальных задач (ОК-6);
– осознавать социальную значимость своей будущей профессии, обладать высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности (ОК-8);
профессиональных компетенций (ПК):
– обладать базовыми знаниями в области фундаментальных разделов математики в объеме, необходимом для владения математическим аппаратом геологических наук, для обработки информации и анализа данных по экологии и природопользованию; использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности (ПК-1);
– обладать способностью выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлекать для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-2);
- иметь профессионально профилированные знания и практические навыки фундаментальных разделов общей геологии, теоретической и практической географии, общего почвоведения и обладать способностью их использовать в области геологии, экологии и природопользования (ПК-3);
В результате освоения дисциплины студент должен:
· демонстрировать и применять базовые представления об основах общей инженерной геологии и гидрогеологии, значимость и роль инженерной геологии и гидрогеологии в процессе планирования инженерно-хозяйственной деятельности при проектировании, строительстве и эксплуатации сооружений различного назначения, а также их влияние на геологическую среду;
· знать и квалифицированно оценивать инженерно-геологические особенности территорий, в частности составить ясное представление о геологическом строении участков работ, в том числе о таких геологических явлениях как карст, оползни и обвалы, суффозия, эрозионная и абразионная деятельность поверхностных и подземных вод; оценивать гидрогеологические особенности участков – распространение водоносных горизонтов и водоупоров, фильтрационные свойства водовмещающих пород, химический состав подземных вод, защищенность и уязвимость водоносных горизонтов;
· иметь представление об основных компонентах геологической среды и ее взаимодействии с инженерными сооружениями, а также о масштабах влияния инженерно-хозяйственной деятельности на геологическую среду;
· уметь грамотно использовать широкий спектр полученных знаний в области оценки достоверности инженерно-геологической и гидрогеологической информации для последующего ее использования в проектировании и эксплуатации сооружений.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единиц, или 144 часа
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры |
IV | ||
Аудиторные занятия (всего) | 68 | 68 |
В том числе: | ||
Лекции | 34 | 34 |
Практические занятия (ПЗ) | ||
Семинары (С) | ||
Лабораторные работы (ЛР) | 34 | 34 |
Самостоятельная работа (всего) | 76 | 76 |
В том числе: | ||
Курсовой проект (работа) | ||
Расчетно-графические работы | 32 | 32 |
Реферат | 24 | 24 |
Другие виды самостоятельной работы | ||
Оформление лабораторной работы | 20 | 20 |
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен) | Экзамен | Экзамен |
Общая трудоемкость 144 часа 5 зач. ед. | 144 | 144 |
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела |
1. | Введение | Объект, предмет, структура инженерной геологии и гидрогеологии; основные научно-практические направления и задачи дисциплины; этапы развития инженерной геологии и гидрогеологии; положение инженерной геологии и гидрогеологии в системе геологических наук; связь инженерной геологии и гидрогеологии с естественными, техническими и социально-экономическими науками; понятие об инженерно-геологических условиях территорий; компоненты инженерно-геологических условий. |
2. | Инженерно-геологическое изучение горных пород и грунтов | Грунтоведение (инженерная петрология) – раздел инженерной геологии об условиях формирования горных пород (грунтов) и их преобразования под влиянием природных и техногенных факторов; генетический подход к изучению горных пород (грунтов); систематизация горных пород как объекта инженерно-геологических исследований; общие и специальные классификации; горная порода – как многокомпонентная система; изучение минерального и гранулометрического состава горных пород и грунтов; показатели физических свойств, их значение в инженерной геологии при оценке горных пород и грунтов как основания и среды сооружений; физико-химические свойства дисперсных грунтов; водные свойства; механические свойства; изучение и интерпретация физико-механических свойств горных пород (грунтов); изучение горных пород в массиве; понятие о техногенезе горных пород (грунтов). |
3. | Основы инженерной геодинамики | Инженерная геодинамика – раздел инженерной геологии о закономерностях развития экзогенных и эндогенных геологических процессов и явлений под влиянием природных факторов и деятельности человека, их качественном и количественном прогнозе и разработке мероприятий по предупреждению и ликвидации негативных последствий; природные геологические и инженерно-геологические (техногенные) процессы; эндогенные и экзогенные геологические процессы и явления; техногенные процессы и явления в геологической среде; прогноз развития и возникновения опасных техногенных процессов и явлений вызванных строительством сооружений различного назначения. |
4. | Общие представления о подземных водах | Распространение воды на земле; уникальность свойств и структура воды; гидросфера и ее основные части; образование подземных вод; круговорот воды в природе; водообмен; залегание и распространение в подземной гидросфере: подземные воды зоны аэрации; грунтовые воды, их особенности, распространение, горизонтальная зональность, использование; артезианские воды, их особенности, виды вертикальной зональности, использование; подземные воды областей вечной мерзлоты; понятие об областях питания, движения и разгрузки подземных вод; основные законы фильтрации; простейшие расчеты водопритоков; подземные воды – важный фактор при оценке условий освоения территорий. |
5. | Химические формы переноса вещества в системе вода-порода-живое вещество | Источники вещества, растворенного в подземных водах; краткая характеристика основных ионов, содержащихся в подземных водах; газы подземной гидросферы; основные факторы и процессы формирования химического состава подземных вод; методы обработки данных по химическому составу подземных вод; критерии оценки качества подземных вод; виды загрязнения подземных вод; охрана подземных вод от истощения и загрязнения; оценка защищенности (уязвимости) водоносных систем от загрязнения; методы гидрогеохимического изучения загрязнения подземных вод; влияние современного техногенеза на изменение режима и качества подземных вод. |
6. | Методы инженерно-геологических и гидрогеологических исследований | Инженерные изыскания - определения и терминология; стадийность проектирования и инженерно-геологических изысканий; состав инженерно-геологических изысканий; виды инженерно-геологических и гидрогеологических исследований, в том числе полевые и лабораторные методы исследования горных пород; опытные фильтрационные и миграционные работы; инженерно-геологическое картирование и районирование; режимные наблюдения и мониторинг, сбор, хранение и обработка информации. |
7. | Экологические и нравственные аспекты инженерно-хозяйственной деятельности. | Экологическая оценка воздействия различной сферы деятельности человека на основные компоненты геологической среды: горные породы, подземные воды, микробиоту. Проблема загрязнения (контаминации) геологической среды на различных уровнях ее освоения. Становление и развитие новых направлений – геоэкологии и экологической геологии. Нравственные позиции общества и экологические последствия деятельности человека |
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспе-чиваемых (последующих) дисциплин | № № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||
1 | Геохимия окружающей среды и ландшафтоведение | - | + | - | + | + | + | + |
2 | Водопотребление и водоотведение | - | - | - | + | + | - | + |
3 | Безопасность хранения и захоронения отходов | - | + | + | + | + | + | + |
4 | Геоэкология | - | + | + | + | + | + | + |
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекц. | Практ. зан. | Лаб. зан. | Семин | СРС | Все-го час. |
1. | Введение | 2 | - | - | - | - | 2 |
2. | Инженерно-геологическое изучение горных пород и грунтов | 8 | - | 12 | - | 24 | 44 |
3. | Основы инженерной геодинамики | 6 | - | 6 | - | 12 | 24 |
4. | Общие представления о подземных водах | 4 | - | 6 | - | 14 | 24 |
5. | Химические формы переноса вещества в системе вода-порода-живое вещество | 6 | - | 4 | - | 12 | 22 |
6. | Методы инженерно-геологических и гидрогеологических исследований | 4 | - | 4 | - | 8 | 16 |
7. | Экологические и нравственные аспекты инженерно-хозяйственной деятельности | 4 | - | 2 | - | 6 | 12 |
Всего: | 34 | - | 34 | - | 76 | 144 |
6. Лабораторный практикум
№ п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ | Трудо-емкость (час.) |
1. | 2 | Визуальное описание и макроскопическое определение горных пород (грунтов) | 2 |
2. | 2 | Интерпретация результатов лабораторных экспериментов по оценке состава горных пород. | 2 |
3. | 2 | Исследование плотности, плотности минеральной части и показателей консистенции глинистых пород в лабораторных условиях. Интерпретация результатов по оценке физического состояния и свойств песчано-глинистых пород. | 2 |
4. | 2 | Исследование водных свойств песчано-глинистых пород в лабораторных условиях | 4 |
5. | 2 | Изучение показателей деформационных свойств и параметров сопротивления сдвигу с использованием современной аппаратуры | 2 |
6. | 3 | Оценка трещиноватости горных пород и ее влияние на водопроводимость и устойчивость горного массива | 2 |
7. | 3 | Знакомство с методами расчета коэффициента устойчивости оползневых склонов. | 4 |
8. | 4 | Построение и анализ карты гидроизогипс. Построение гидрогеологического разреза | 4 |
9. | 4 | Простейшие расчеты водопритоков к совершенным скважинам | 2 |
10. | 5 | Обработка результатов химических анализов воды. Оценка загрязненности подземных вод и их пригодности для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Оценка агрессивности подземных вод к металлам и бетону. | 2 |
11. | 5 | Работа с гидрогеологическими картами м-ба 1: 200000. Характеристика водоносных горизонтов и комплексов и их защищенности от загрязнения. | 2 |
12. | 6 | Обработка результатов полевых инженерно-геологических исследований (штамповые испытания, зондирование, вращательный срез) | 4 |
13. | 7 | Инженерно-геологические основы рационального использования геологической среды (на примере городских агломераций) | 2 |
Всего: | 34 |
7. Практические занятия (семинары): не предусмотрено.
8. Примерная тематика курсовых проектов (работ): не предусмотрено.
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература:
1. Ананьев В. П., Инженерная геология. М. Высшая школа, 200 с.
2. , , Инженерная геодинамика: учебник. М.:КДУ, 2007.-456 с.
3. Бондарик Г. К., Ярг Л. А.. Инженерно-геологические изыскания. Учебник. М.: КДУ, 2007.-424 с.
4. Грунтоведение / Трофимов В. Т., Королев В. А., Вознесенский Е. А., Голодковская Г. А., Васильчук Ю. К., Зиангиров . ред. .- 6-е изд., перераб. и доп.- М.:Изд-во МГУ, 2005.-1024 с.
5. Дмитриев В. В., Ярг Л. А. Методы и качество лабораторного изучения грунтов Учебное пособие. М.:КДУ, 200 с.
6. Иванов И. П., Тржцинский Ю. Б. Инженерная геодинамика.- СПб.: Наука, 200с.
7. Кирюхин В. А. Общая гидрогеология. Учебник/; Санкт-Петербургский государственный горный институт (т ехнический университет). СПб, 2008.-439 с.
8. Мониторинг геологических, литотехнических и эколого-геологических систем. Под ред. Трофимова пособие для ВУЗов. М.:КДУ,2007.-416 с.
9. Словарь по инженерной геологии. СПб.199с.
10. , Г. Экологическая геология. Изд-во «Геоинформмарк» М., 2002.
11 Трофимов В. Т. Инженерная геология массивов лессовых пород: учебное пособие. М.:КДУ, 200 с.
12. Шварцев С. Л. Общая гидрогеология. Недра, М., 1996, 424 с.
б)дополнительная литература:
1. , А., Зайцев и инженерная геология. М., Недра, 1989.
2. Геологический атлас России м-ба 1:; СПб., 1996
3. Карта обеспеченности России подземными водами хозяйственно-питьевого водоснаб-жения м-ба 1:5 ВСЕГИНГЕО, М.,1994.
4. , , Гидрогеохимия. Недра, М., 1993, 384 с.
5. Ломтадзе В. Д. Инженерная геология. Инженерная петрология. Л.: Недра, 198с
6. Ломтадзе В. Д. Специальная инженерная геология. М. Недра, 1978.-496 с.
7. Матусевич А. В., Матусевич В. М. Основы инженерной геологии и гидрогеологии: учебное пособие.- Тюмень: Феликс, 2007.-118 с
8. Методические рекомендации по изучению загрязнения подземных вод. М.: ВСЕГИНГЕО, 1991.
9. , Общая гидрогеология. Практикум. СПб: Изд-во СПГГИ (ТУ), 1993, 65 с.
10. Пешковский Л. М., Инженерная геология. Под общей редакцией проф. . Учебное пособие для ВУЗов. М.: Высшая школа, 1971.-368 с.
11. Сергеев Е. М. Грунтоведение.-М.: МГУ, 198 с.
12. , и др. Техногенная метаморфизация химического состава природных вод. Екатеринбург, 1999, 444 с.
13. Фундаментальные свойства и механизмы геологической самоорганизации системы вода-порода / Фундаментальные проблемы воды и водных ресурсов на рубеже третьего тысячелетия, Томск, 2000, с. 76-81
14. Гидрогеохимия зоны гипергенеза. М.: Наука, 1987.
15. Оценка защищенности и уязвимости подземных вод с учетом зон быстрой миграции. Киев: Изд-во института геологических наук НАН Украины, 2007.
16. Трофименков Ю. Г., Воробков Л. Н. Полевые методы исследования строительных свойств грунтов. М.: Стройиздат, 1974.-176 с.
• Microsoft Windows (актуальная версия);
• Microsoft Office Professional (актуальная версия);
• Microsoft Visual Studio Professional (актуальная версия);
г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы:
• Информационная система «Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам» (http://fips.ru/);
• Информационная система «Единое окно доступа к образовательным ресурсам» (http://window. *****/).
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Для проведения лекционных занятий необходима аудитория, оснащенная компьютером и мультимедийным оборудованием.
Для проведения лабораторных занятий используются лаборатории кафедры гидрогеологии и инженерной геологии и центра инженерно-геологических изысканий Горного университета. Предполагается использование наглядных пособий, коллекций горных пород и породообразующих минералов и посещение музея.
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
Дисциплина «Инженерная геология и гидрогеология» является самостоятельной для изучения.
На лекциях при изложении материала следует пользоваться иллюстративным материалом, ориентированным на использование мультимедийного презентационного оборудования, содержащим запись основных положений раздела, а также отображающим характерные примеры использования того или иного метода. Посредством проведения лабораторных занятий и примеров решения задач следует добиваться понимания обучающимися сути и прикладной значимости решаемых инженерных задач, а также сути и назначения осваиваемых вопросов.
Образовательные технологии: метод проблемного изложения материала, как лектором, так и студентом; самостоятельное чтение студентами учебной, учебно-методической и справочной литературы и последующие свободные дискуссии по освоенному ими материалу, использование иллюстративных видеоматериалов (видеофильмы, фотографии, аудиозаписи, компьютерные презентации), демонстрируемых на современном оборудовании, опросы в интерактивном режиме.
В течение преподавания дисциплина «Инженерная геология и гидрогеология» в качестве форм текущей аттестации студентов используются такие формы как, написания рефератов (24 часа) и их защита. По итогам обучения в 4-ом семестре проводится экзамен.
Примеры оценочных средств для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации:
При условии защиты студентом реферата с оценкой «зачтено», а также всех расчетно-графических и лабораторных заданий студент получает «допуск» к экзамену.
Экзамен проводится в тестовой форме.
