水文地质学基础复习题

水文地质学基础复习题

一、名词解释

径流、孔隙度、结合水、重力水、毛细水、容水度、给水度、持水度、包气带、饱水带、含水层、隔水层、潜水、承压水、上层滞水、承压高度、测压水位、贮水系数、渗流场、水力梯度、渗透系数、流网、流线、迹线、毛细压强、毛细饱和带、总溶解固体、总硬度、暂时硬度、永久硬度、入渗系数、越流、泉、上升泉、下降泉、侵蚀泉、接触泉、溢流泉、泄流、地下水含水系统、地下水流动系统、地下水动态、地下水均衡、正均衡、负均衡、孔隙水、裂隙水、岩溶水、地下水资源、补给资源量、储存资源量

二、填空题

1、自然界的水循环按其循环途径长短、循环速度的快慢以及涉及圈层的范围，分为水文循环和地质循环。

2、水循环是在太阳辐射和重力作用下，以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的。

3、在水文学中常用流量、径流总量、径流深度、径流模数和径流系数等特征值说明地表径流。

4、岩石空隙是地下水储存场所和运动通道。空隙的多少、大小、形状、连通情况和分布规律，对地下水的分步和运动具有重要影响。

5、岩体空隙可分为松散岩土中的孔隙、坚硬岩石中的裂隙、和可溶岩石中的溶穴。

6、孔隙度的大小主要取决于分选程度及颗粒排列情况，另外颗粒形状及胶结充填情况也影响孔隙度。

7、岩石裂隙按成因分为：成岩裂隙、构造裂隙、风化裂隙。

8、地下水按岩层的空隙类型可分为：孔隙水、裂隙水、和岩溶水。

9、通常以容水度、含水量、给水度、持水度和透水性来表征与水分的储容和运移有关的岩石性质。

10、据地下水埋藏条件，可将地下水分为包气带水、潜水和承压水。

11、按含水介质（空隙）类型，可将地下水分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。

12、潜水的排泄除了流入其它含水层以外，泄入大气圈与地表水圈的方式有两类，即：径流排泄和蒸发排泄。

13、承压含水层获得补给时测压水位上升，一方面，由于压强增大含水层中水的密度加大；另一方面，由于孔隙水压力增大，有效应力降低，含水层骨架发生少量回弹，空隙度增大。

14、根据地下水流动状态，地下水运动分为层流和紊流。

15、根据地下水运动要素与时间的关系，地下水运动分为稳定流和非稳定流。

16、渗透系数可以定量说明岩石的渗透性能。渗透系数愈大，岩石的透水能力愈强。

17、在均质各向同性介质中，地下水必定沿着水头变化最大的方向，即垂直于等水头线的

方向运动，因此，流线与等水头线构成正交网格。

18、如果规定相邻两条流线之间通过的流量相等，则流线的疏密可以反映径流强度，等水头线的疏密则说明水力梯度的大小。

19、由于表面张力的作用，弯曲的液面对液面以内的液体产生附加表面压强，而这一附加表面压强总是指向液体表面的曲率中心方向；突起的弯液面，对液面内侧的液体，附加一个正的表面压强；凹进的弯液面，对液面内侧的液体，附加一个负的表面压强。

20、拉普拉斯公式的涵义是：弯曲的液面将产生一个指向液面凹侧的附加表面压强；附加表面压强与张力系数成正比，与表面的曲率半径成反比。

21、包气带毛细负压随着含水量的变小而负值变大。渗透系数随着含水量降低而迅速变小。

22、地下水中分布最广、含量较高的阴离子有氯离子、硫酸根离子及重碳酸根离子等。

23、地下水中分布最广、含量较高的阳离子有钠离子、钾离子、钙离子及镁离子等。

24、一般情况下，低矿化水中常以重碳酸离子、钙离子及镁离子为主；高矿化水则以氯离子及钠离子为主。

25、一般情况下，中等矿化的地下水中，阴离子常以硫酸根离子为主，主要阳离子则可以是钠离子，也可以是钙离子。

26、地下水化学成分的形成作用有溶滤作用、浓缩作用、脱碳酸作用、脱硫酸作用、阳离子交替吸附作用和混合作用。

27、水化学分析时，根据研究目的和要求不同，分析项目和精度要求各不相同，一般分为简分析、全分析和专项分析。

28、地下水补给的研究包括补给来源、补给条件与补给量。

29、地下水的天然排泄方式有泉、泄流、蒸发、蒸腾、含水层之间的排泄。

30、根据补给泉的含水层性质，可将泉分为上升泉及下降泉两大类。根据泉的成因，下降泉可分为侵蚀泉、接触泉与溢流泉。上升泉按其成因可分为侵蚀泉、断层泉与接触带泉。

31、地下水径流的方向总的趋势是由补给区向排泄区运动，具体的说是从水位高处向水位低处流动。

32、表征地下水动态要素有水位、水量、水化学成分、水温。

33、潜水动态可分为蒸发型、径流型及弱径流型三种类型。

34、天然状态下的洪积扇中，由山口向平原地下水的水化学作用由溶滤作用为主转化到以浓缩作用为主，矿化度由大到小。

35、在冲积平原中，由现代河道与近期古河道向两侧河间洼地，地下水埋深由深变浅，水化学作用由溶滤作用为主变为浓缩作用为主，矿化度由小变大。

36、目前研究裂隙介质的方法可分为三类：等效多孔介质方法、双重介质方法和非连续介质方法。

37、岩溶可划分为地表岩溶和地下岩溶。

38、岩溶发育应具备的四个条件为：可溶岩的存在、可溶岩必须是透水的、具有侵蚀性的水以及水是流动的。

39、在一个裸露碳酸盐岩层中，岩溶发育与地下水流动是相适应的。地下水的流动系统可以区分为非饱和流动系统、局部流动系统与区域流动系统。

40、地下水资源可分为补给资源和储存资源两类。

三、问答题

1、为什么说空隙大小和数量不同的岩石，其容纳、保持、释出及透水的能力不同？

2、简述包气带特征？

3、简述含水层形成的必要条件

4、简述含水层与隔水层定义的相对性，并举例说明在利用与排除地下水的实际工作中，如何划分含水层与隔水层。

5、在地下水运动规律研究中用假想的一种水流“渗流”来代替真实的地下水流，需要做怎样的假设？

6、简述流网的作用。

7、简述汇制流网图的一般步骤？

8、钙离子与岩土颗粒表面的吸附能力比钠离子强，为什么海水在侵入陆相沉积物的时候，钠离子反而置换岩土颗粒表面吸附的钙离子？

9、溶滤和溶解有什么相同点和不同点？

10、叙述地下水化学成分舒卡列夫分类的原则? 命名方法? 及优缺点？

11、松散沉积物中存在哪两种降水入渗形式? 二者有什么不同？

12、地下水含水系统与地下水流动系统有哪些异同点？

13、简述地下水流动系统的水动力特征。

14、简述地下水流动系统的水化学特征。

15、孔隙水的特点？

16、洪积扇中地下水一般分几个带？各带有何特征？

17、裂隙水有哪些特点？

18、岩溶水有哪些特征？

四、分析题

1、下图是某地区潜水等水位线图，A 、B 两点水平距离为50m，图中的数字单位为m ，试确定：

（1）潜水与河水间的补排关系；

（2）A 、B 两点间的平均水力梯度（坡降）；

（3）若在C 点处凿水井，至少打多深才能见到地下水；

（4）D 点处有何水文地质现象，写出其类型。

（1）龙江两岸潜水的流向（用

给关系；

（2） A 、B 两点之间的平均

水力坡度，设A 、B 之间的水平距

离为10 m；

（3）潜水流过的土层的渗透系

数K ，如已测得潜水在该土层的渗

透速度V=12 m／d。

3、某区域承压水的等水压线

图（如下图所示），试确定：

（1）本地区地下水的主要流

向（以箭头表示）；

（2）A点承压水头；

（3）B点含水层埋深；

（4）C点的初见水位和

稳定（承压）水位（如果在C

点凿井时）。

地形等高线等压线含水层顶板等高线

4、某地区承压水等水压线图如下所示，试

确定：

（1）本区地下水流向（以箭头表示）；

（2）P点地下水埋深；

（3）若在P 点打井，其稳定水位；

（4）自流水范围。

4、一底板水平的含水层，观测孔A、B、C彼此相距1000m，A位于B的正南方，C则在AB线的东面。A、B、C的地面高程分别是95m、110m和135m，A中水位埋深为5m，B 中和C中的水位埋深分别是30m和35m，试确定通过三角形ABC的地下水流的方向，并计算其水力梯度。

5、根据图1条件，回答下列问题。

（1）在图中画出示意流网；（图中“”表示地下分水线）。

图1 图2 （2）在甲、乙处各打一口井，要求井的深度不同，且甲井水位比乙井水位高。试在图上表示出两口井如何打，并标出井水位。

（3）写出图示条件下的潜水均衡方程式，并注明式中各项的物理意义。

（4）停止降水后，河水位变化如图2 中所示，试说明观1 孔潜水位动态变化特征，并在图2 中用实线画出观1 孔水位变化曲线。

6、画出下面降雨入渗条件下河间地块剖面的流网（画出流线、等水头线、分水线，标出钻孔中的水位）。并回答可以获得哪些信息？

7、某第四纪沉积物覆盖下的花岗岩中出露一温泉，假定承压含水层满足等厚、均质、各向同性，其渗透系数为15 m/d ，有效孔隙度为0.2，沿着水流方向的补给区内观测孔A 和泉出露点B 间距L=1200m ，其水位标高分别为H A =5.4m ，H B =3.0m 。

泉出露点B 的地下水化学分析的结果见表5-1，补给区内观测孔A 的水化学分析的结果见表5-2。

表5-1 温泉水化学分析结果

表

5-2 补给区地下水水化学分析结果

注：舒卡列夫分类、分级表

舒卡列夫分类表

舒卡列夫分类中的矿化度分级表

回答下列问题：

（1）试求地下水的渗透速度和实际速度。

（2）分别写出两水样的库而洛夫式。

（3）利用舒卡列夫分类法对两水样进行分类命名。

（4）试分析由补给区到排泄区地下水可能经受的化学成分形成作用。

8、某地下水水化学分析结果见表1，试回答下列问题：

（1）计算矿化度；

（2）写出库尔洛夫式；

（3）进行舒卡列夫分类。

表1 某地地下水水化学分析结果

9、某地区地表为厚约10米的第四纪沉积物，由沙土和亚粘土组成，下伏花岗岩体。一温泉源于花岗岩裂隙含水层中，并通过第四系溢出地表，其水化学成分用库尔洛夫式表示为：

4592

10

8435

.0005.02t Na Cl HCO M S H ，已知温泉补给区的地下水库尔洛夫式为：

1212

8418

47432

.0t Na Ca SO HCO M

试分析由补给区到排泄区，地下水主要经受了哪些化学成分的形成作用？ 10、如下图所示，回答下列问题。

（1）写出三个泉的名称；

（2）试比较含水层A 与含水层B 作为供水水源地的条件优劣。

已知：1 号泉流量为1m 3/s ；2 号泉流量为2 m 3/s ；3 号泉流量为3 m 3/s 。（多年平均值）

11、在某河流的一次水文试验观测中，记录了两个距离不远的断面的河流流量差变化曲线?Q(t)，以及地下水向该河泄流量的变化曲线Qw(t)，观测过程中有一次强降雨从t0开始，在t1结束，降水强度为W ，这次强降水引起地表径流和地下径流的升降，直到t2恢复初始状态，初始径流量为?Q0。已知观测段对应的流域面积为A 。分析以下问题：

（1）观测时期地下水与河流的关系？

（2）地表、地下径流量的峰值出现时间为何不同？

（3）基流量?Q0主要由哪些部分组成？地下水泄流量Qw 为何先增大，后减小？ （4）计算一下本次强降水的入渗补给系数。

12、图1中有一个由隔水断层和弱透水层围成的均质各向同性孔隙含水层，补给区接受大气降水补给。区域内发育泉A 和B ，而钻孔W 1～W 4的滤水管均位于孔底。

01Q Q

回答下列问题：

（1）比较W 3和W 4钻孔水位高低； （2）指出泉A 和B 属于上升泉还是下降泉；

（3）图2中的两个泉流量曲线分别属于泉A 和B ，请指出哪一个（实线或虚线）属于泉A ，哪一个（实线或虚线）属于泉B ；

（4）如果在W 4中投入某放射性物质，在W 1和W 2中哪个孔最先观察到?

13、某一干旱地区的山前平原，平原与山地边缘为洪流形成的沉积物—洪积扇，在山前地带洪积扇的顶部、洪积扇与平原接触地带及远离山前的平原地带打3个钻孔取水样，水化学分析的结果显示：阴离子有HCO 3–、SO 42– 、Cl –，阳离子有Na + 、Ca 2+，矿化度也有明显的变化。

水源地（均衡区）位于平原地带，区域面积为100Km 2，年平均降水量为600mm ，降水入渗系数为0.2，地下水位埋深较浅，蒸发强度为 0.00008 m 3/ (m 2.d)。有一条河流补给地下潜水，河床的补给长度为8Km ，单宽流量为5m 3/ (m.d)，水源地开采量为每年2千万m 3。 回答以下问题：

（1）根据盆地边缘洪积扇中潜水的埋深和水质的特点，将地下水分为哪几个带？ （2）试述山前盆地边缘洪积扇的顶部至盆地中心地下水水化学成分的变化情况，并简单分析发生这种变化的原因。

（3）列出该水源地进行水均衡计算的表达式。

（4）根据收入项和支出项，计算该水源地是正均衡还是负均衡？

14、某水源地开采区为正方形，边长为15Km ，区域面积为225 Km 2。多年平均降水量为740mm ，降水入渗系数为0.2，开采区西部和北部约180 Km 2的地区，地下水位埋深2~3m ，蒸发强度为 0.00008 m 3 / (m 2?d)，其它区无蒸发，南部和西部为补给边界，其单宽流量分别为5 m 3 / (m ?d)和10 m 3 / (m ?d)，北部和东部为隔水边界，水源地开采量为每天700000 m 3，进行均衡计算，确定该水源地是正均衡还是负均衡。

时间

泉

流量

图1 含水系统示意图

图2 泉流量示意图

钻孔滤水管

层