The Basis of Isotope Hydrology
课程编码：21A43049 学分：2.0 课程类别：专业任选课
计划学时：32 其中讲课：32 实验或实践：0 上机：0
适用专业：地下水科学与工程
推荐教材：顾慰祖主编，《同位素水文学》，科学出版社，2010年。
课程的教学目的与任务
同位素水文学基础主要讲述了同位素水文学的原理和应用，讨论了从降水到地面和地下各种水体的同位素特征，同位素和核方法在水资源、水环境、水文基础、土壤侵蚀及地震等领域的应用，以及水中同位素的测定方法和采样方法等。通过该课程的教学使学生掌握利用同位素技术研究地下水、地表水的运动速率和混合作用、地下水年龄的测定、地下水与地表水的补给排泄关系、地下水污染等，为今后学习和工作中进行同位素水文地质学问题的研究奠定基础。
课程的基本要求
1、使学生了解同位素的基本概念和分馏理论
2、通过课堂讲解、讨论和学生课下思考，使学生在掌握概念基础上学会利用同位素技术进行地下水年龄计算、水源划分等。
3、要求学生在学完本课程后，能运用同位素的一些基本公式进行一些简单的水量转化计算、水源追踪等。
各章节授课内容、教学方法及学时分配建议（含课内实验）
第一章 水文学和同位素水文学 建议学时：2
[教学目的与要求] 掌握同位素水文学的基本概念
[教学重点与难点] 同位素的基础理论
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
第一节 水文学和原子核层面的水文学
第二节 同位素和环境同位素
第三节 水和水圈
第四节 水循环和水文循环
第五节 同位素水文学
第二章 原子核衰变和原子核反应 建议学时：4
[教学目的与要求]了解原子衰变基本理论
[教学重点与难点]放射性的衰变类型
[授 课 方 法]以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
第一节 原子核的放射性衰变类型
第二节 天然放射系
第三节 放射性衰变和放射性平衡
第四节 原子核反应
第三章 稳定同位素分馏 建议学时：4
[教学目的与要求]理解同位素分馏的基本概念
[教学重点与难点] 平衡分馏与非平衡分馏的区别
[授 课 方 法]以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
第一节 同位素效应
第二节 同位素分馏
第三节 同位素平衡分馏
第四节 同位素非平衡分馏
第五节 瑞利分馏模型
第六节 同位素的质量不相关分馏
第四章 降水的氢氧稳定同位素特征 建议学时：6
[教学目的与要求]了解降水同位素的分布特征，掌握降水同位素的五大效应，学会利用大气降水线分析同位素数据
[教学重点与难点]降水同位素的效应
[授 课 方 法]以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
第一节 降水同位素的监测
第二节 降水中的氚
第三节 降水中的氘和氧18
第五章 地下水补给 建议学时：4
[教学目的与要求]掌握地下水形成的宏观背景和地下水成因分类，了解地下水的补给和类型，了解饱和带与非饱和带同位素研究现状
[教学重点与难点] 地下水补给类型
[授 课 方 法]以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
第一节 地下水形成的宏观背景和地下水成因分类
第二节 地下水的补给和类型
第三节 基于非饱和带的地下水补给研究
第四节 基于饱和带的地下水补给研究
第五节 地下水补给高程识别
第六章 地下水污染 建议学时：6
[教学目的与要求]了解同位素在地下水污染重的应用
[教学重点与难点]如何利用同位素进行污染源识别
[授 课 方 法]以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
第一节 水分子同位素在地下水污染研究中的应用
第二节 氮同位素在地下水硝酸盐污染研究中的应用
第三节 硫同位素在地下水硫酸盐污染研究中的应用
第四节 碳同位素在地下水无机和有机污染研究中的应用
第七章 地下水年龄的测定 建议学时：6
[教学目的与要求]掌握地下水年龄的测试方法，同时了不同同位素测试地下水年龄的差异
[教学重点与难点] 地下水年龄的概念
[授 课 方 法]以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
第一节 基本概念与方法
第二节 氚法
第三节 人工化合物标记法
第四节氚法
第五节 碳14法
第六节 氯36法
第七节 其他方法
第八章 同位素水文研究采样方法 建议学时：6
[教学目的与要求]掌握不同样品的采样方法，了解同位素分馏对采样的影响
[教学重点与难点] 如何避免取样过程中水体蒸发
[授 课 方 法]以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
第一节 采样的前期准备
第二节 从不同的样品中采集样品方法
第三节 按不太能够分析项目采集样品方法
第四节 样品的整理、保存和管理
撰稿人：王永森 审核人：
