西南科技大学水文地质学复习

《水文地质学基础》

第1章地下水的概念

1、自然界的水循环：自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水相互联系、相互转化的过程。

2、水文循环：发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。

3、地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。

4、孔隙：松散岩石颗粒之间的空隙称为孔隙。

5、裂隙：固结的坚硬岩石，在各种应力作用下破裂变形产生的空隙称裂隙。

6、溶穴：可溶岩石，在地表水和地下水的长期作用下，形成各种空隙、洞穴，称为溶穴。

7、岩石的水理性质：与水份的贮存和运移有关的性质。包括：溶水性、持水性、给水性和透水性。

8、溶水性：岩石在完全饱水时所能容纳水的性质

9、容水度：是指岩石完全饱水时所能容纳的最大的水体积与岩石总体积的比值

10、给水性：饱水岩石在重力作用下，能够自由排出一定水量的性质

11、给水度：地下水位下降一个单位深度，从地下水位延伸到地表面的单位水平面积岩石柱体，在重力作用下释出的水的体积。

12、持水性：饱水的岩石在重力作用下释水后，岩石中仍保持一定水量的性质

13、持水度：地下水位下降一个单位深度，单位水平面积岩石柱体中反抗重力而保持于岩石空隙中的水量，称作持水度。

14、透水性：岩石允许水透过的能力

15、有效应力原理：有效应力等于总应力减去孔隙水压力。松散岩土压密：砂层是通过颗粒的接触点承受应力的。地下水位下降，孔隙水压力降低，有效应力增加，颗粒发生位移，排列更为紧密，颗粒的接触面积增加，孔隙度降低，砂层受到压密。

16、包气带与饱水带：地表以下一定深度上岩石中的空隙被重力水充填，形成地下水面，地下水面以上为包气带，以下为饱水带。

17、含水层：能够透过并给出相当数量水的岩层。

18、隔水层：不能透过与给出水，或者透过与给出的水量微不足道的岩层。

19、弱透水层：指那些渗透性相当差的岩层。

20、地下水的矿化度：地下水中所含各种离子、分子与化合物的总量。

21、溶滤作用：在水与岩土相互作用下，岩土中一部分物质转入地下水中，这就是溶滤作用。

22、浓缩作用：由于蒸发作用只排走水分，盐分仍保留在余下的地下水中，随着时间延续，地下水溶液逐渐浓缩，矿化度不断增大的作用。

23、脱碳酸作用：地下水中CO2的溶解度随温度升高或压力降低而减小，一部分CO2便成为游离CO2从水中逸出，这便是脱碳酸作用。

24、脱硫酸作用：在还原环境中，当有有机质存在时，脱硫酸细菌能使硫酸根离子还原为硫化氢的作用。

25、阳离子交换吸附作用：一定条件下，颗粒将吸附地下水中某些阳离子，而将其原来吸附的部分阳离子转为地下水中的组分，这便是阳离子交替吸附作用。

26、混合作用：成分不同的两种水汇合在一起，形成化学成分与原来两者都不相同的地下水，这便是混合作用。

27、溶滤水：富含CO2与O2的渗入成因的地下水，溶滤它所流经的岩土而获得其主要化学成分，这种水称之为溶滤水。

28、沉积水：指与沉积物大体同时生成的古地下水。

29、内生水：来自地球深部层圈物质分异和岩石变质作用过程中化学反应生成的水。

30、地下水的埋藏条件：含水层在地质剖面中所处的部位和含水层与隔水层的相互组成关系。

31、潜水：饱水带中第一个稳定隔水层以上具有自由水面的重力水。

32、潜水面：潜水中的自由水面。

33、潜水位：潜水面的高程。

34、潜水含水层厚度：从潜水面到隔水底板的垂直距离为潜水含水层厚度。

35、潜水埋藏深度：潜水面到地面的垂直距离为潜水埋藏深度。

36、水力坡度：在潜水流的渗流途径上，任意两点的水位差与该两点的距离之比。

37、承压水：充满在二个稳定的不透水层(或弱透水层)之间的含水层中的重力水。

38、测压水位：钻进时，当钻孔(井)揭穿承压含水层的隔水顶板，水面上升，到一定高度后便稳定下来不再上升时该水面的高程。

39、测压水位面：承压含水层内各点的测压水位所联成的面。

40、承压水头：某点处由其隔水顶界面到测压水位面间的垂直距离。

41、承压水含水层厚度：含水层顶界面与底界面间的垂直距离。

42、承压水埋藏深度：承压水顶界面到地面的垂直距离。

43、水文循环与地质循环的区别？

答：水文循环通常发生于地球浅层圈中，是H2O 分子态水的转换，通常更替较快；地质循环发生于地球浅层圈和深层圈之间，常伴有水分子的分解与合成，转换速度缓慢。

44、影响水文循环的因素？

答：①、气象因素：风向、风速（水分输送）；气温、气压；蒸发、降水；湿度（水汽凝结）等。

②、地面因素：地形、地质、地貌、土壤、植被等。

③、人类工程活动：水利、农业、环境工程措施等。

45、岩石中水的存在形式

46、潜水的特征？

答1)、潜水面不承受静水压力。

2)、潜水顺坡降由高处向低处流动。

3)、补给区一般与分布区相一致。

4)、潜水的水位、埋藏深度、水量和水质等呈现显著的季节性变化。

5)、潜水面的形状及其埋深受地形起伏的控制和影响。

6)、潜水容易受污染。

47、影响潜水面的形状和坡度的因素？

答：地形、含水岩性和厚度、隔水底板起伏、气象水文因素和人为因素等。

①潜水面的起伏和地表的起伏大体一致，但较地形平缓；

②当含水层变厚，透水性变好时，水力坡度也随之变小，潜水面变缓；反之，水利坡度变大，潜水面变陡；

③隔水底板凹陷处含水层变厚，潜水面变缓；隔水底板隆起处，潜水流受阻，含水层变薄，潜水面突起，甚至接近地表溢出地表形成泉；

④在河流上游地段，水文网下切至含水层时，潜水补给河水，潜水面向河流或冲沟倾斜；在河流下游地段，河水位高于潜水，河水补给潜水，潜水面便倾向于含水层。在河间地带，潜水面的形状取决于两河水的关系，可以形成分水岭；也可以向一方倾斜，由高水位河流向低水位河流渗透；

⑤人为因素的影响可急剧地改变潜水面的形状。

48、等水位线图的用途？

答：(1)．确定潜水流向：潜水流始终是沿着潜水面坡度最大的方向流动，即沿垂直等水位线的方向，由高水位向低水位运动；

(2)．确定水力坡度：相邻两条等水位线的水位差除以其水平距离即为潜水面坡度，当潜水面坡度不大时，可以视为潜水的水力坡度；

(3)．确定潜水和地表水的关系：在标有河水位的潜水等水位线图上，根据图中地下水的流向，就能确定潜水与地表水的补排关系；

(4)、确定潜水面的埋藏深度：等水位线与地形等高线相交之点，二者的高程之差，即为该点潜水的埋藏深度；

(5)、确定泉水出露位置和沼泽变化范围：地形等高线与潜水位等高线标高相等且相交的地点，为泉水出露点，或是与潜水有联系的湖、沼等地表水体；

(6)．推断含水层岩性或厚度的变化：当地形坡度无明显变化，而等水位线变密处，表征该处含水层透水性变差，或含水层厚度变小。反之，等水位线变稀的地方，则可能是含水层透水性变好或厚度增大的地方；

(7)、确定含水层厚度：当已知隔水底板高程时，可以用潜水位高程减去隔水底板高程，即得该点含水层厚度；

(8)、作为布置引水设施的依据：取水工程最好布置在潜水流汇合的地区，或潜水集中排泄的地段。取水建筑物的排列一般应垂直地下水流向，即与等水位线相一致。

49、承压水的基本特征？

答：1)、承压含水层的顶面承受静水压力是承压水的一个重要特点。

2)、承压水充满于二个不透水层之间，补给区位置较高而使该处的地下水具有较高的势能。

3)、分布区通常大于其补给区。

4)、承压含水层的测压水位面是一个位于其顶界面以上的虚构面。

5)、承压水由测压水位高处向测压水位低处流动。

6)、当含水层中的水量发生变化时，其测压水位面亦因之而升降，但含水层的顶界面及含水层的厚度则不发生显著变化。

7)、不易受污染，但一旦被污染，净化极其困难。

50、等水压线图的用途？

答：1)、确定承压水的流向：承压水流向垂直等水压线，由高水位向低水位运动；

2)、确定承压水的水力坡度、判断含水层岩性和厚度变化：与潜水一致或相似

3)、确定承压水位埋藏深度：地面高程减去相应点的承压水位即可；

4)、确定承压水含水层的埋藏深度：用地面高程减去相应点含水层顶板高程即得；

5)、确定测压水位及承压水头值的大小：承压水位减去相应点含水层顶板高程；

6)、根据图上等水压线分布的疏密情况还可以定性地分析含水层的导水性能(含水层的厚度或其透水性能)的变化情况；

7)、确定潜水与承压水间的相互关系：

8)、通过上列分析判断可为开发承压水确定良好的开采地段，为坑道、基坑等掘进和开挖工程提供工程设计所需要的水文地质依据和必要的数据。

51、地下水的分类？

第2章地下水的运动与动态

1．渗流：地下水受重力作用在岩石空隙中的运动称为渗透(渗流)。

2．层流：在岩层空隙中流动时，水的质点作有秩序的、互不混杂的流动。

3．紊流：在岩层空隙中流动时，水的质点作无秩序地、互相混杂的流动。

4．稳定流：水在渗流场内运动，各个运动要素（水位、流速、流向）不随时间改变。5．非稳定流：水在渗流场中运动，各个运动要素随时间变化的水流运动。

6．水力梯度：沿渗透途径水头损失与相应渗透途径之比。

7．流网：在渗流场的某一典型剖面或切面上由一系列流线和等水头线组成的网。

8．流线：流场中某一瞬时的一条线，线上各水质点的流向与此线相切。

9．迹线：渗流场中某一段时间内某一质点的运动轨迹。

10．完整井：水井贯穿整个含水层，在全部含水层厚度上都安装过滤器并能全面进水的井。

11.非完整井：井孔的进水段（过滤器）未穿透全部含水层，而只穿切含水层的一部分厚度。

12、地下水含水系统：是指有隔水或相对隔水岩层圈闭的，具有统一水力联系的含水岩系

13、地下水流动系统：是指从源到汇的流面群构成的，具有统一时空演变过程的地下水体

14、地下水动态：地下水在各种因素的影响下，含水层各要素(水位、水量、水质、水温等)随时间的变化,称作地下水动态。

15、地下水均衡：某一时间段内某一地段内地下水水量(盐量、热量、能量)的收支状况。

16、地下水含水系统与地下水流动系统的比较？

答：a.两者的共同点: 突破了把单个含水层作为功能单元的传统，力求以系统的观点去考察、分析与处理地下水体。

c. 两者的关系：

①通常，一个大的含水系统可以包含若干个流动系统

②两者都可以进一步划分为子系统——分层次的：子系统是不同、大的系统是一致的流动系统在人为流动影响下，规模、数量均会发生变化受到大的含水系统边界的、制约，通常不会越出大的含水系统边界。

17、地下水动态的类型？

第3章不同含水介质中的地下水

1．孔隙水：赋存于松散沉积物颗粒构成的孔隙之中的地下水。

2．裂隙水：赋存并运移于裂隙基岩中的地下水。

3．岩溶：水对可溶岩进行化学溶解，并伴随以冲蚀作用及重力崩塌，在地下形成大小不等的空洞，在地表形成各种独特的地貌以及特殊的水文现象称为岩溶。

4．岩溶水：赋存并运移于岩溶化岩层中的水。

5．混合溶蚀效应：两种不同含量二氧化碳的饱和碳酸钙溶液混合后会变为不饱和而重新具有侵蚀性，这种现象称为混合溶蚀作用。

6．孔隙水的特点？

(1) 水量在空间分布相对均匀，连续性好

(2) 孔隙水一般呈层状分布;

(3) 同一含水层中的孔隙水具有密切的水力联系和统一的地下水面;

(4) 孔隙水的流动大多数呈层流，符合达西定律。

7．洪积扇及洪积扇中地下水的特点？

由山前到平原有如下特征:

(1) 地貌上坡度由陡变缓，岩性上由粗变细;

(2) 岩层透水性由好变差，地下水位埋深由大变小;

(3) 补给条件由好变差，排泄由径流转为蒸发;

(4) 水化学作用由溶滤作用为主转为浓缩作用为主，矿化度由小变大;

(5) 地下水位变动由大变小。

8、洪积物的水文地质特征：

Ⅰ带---盐分溶滤带（径流带）：沉积物透水性好，利于吸收降水和地表水的补给。潜水埋藏深，水力坡度大，径流途径短而强烈；蒸发微弱，以径流排泄为主；溶滤强烈，常形成低矿化水；地下水位动态变化大。

Ⅱ带---盐分过路带（溢出带）：沉积物透水性变差，径流受阻，潜水位接近地表形成泉或沼泽；径流途径加长；蒸发加强，水的矿化度增高；地下水位动态变化小。

Ⅲ带---盐分堆积带（蒸发带）：沉积物透水性较差，出现承压含水层，潜水埋深较Ⅱ带增大，径流缓慢；以蒸发排泄为主，水的矿化度较高，易发生盐渍化。

Ⅰ带→Ⅱ带→Ⅲ带变化：

潜水位埋深由深变浅

径流由强变弱

透水性由好变差

补给条件由好变差

径流排泄转为蒸发排泄

溶滤作用转为浓缩作用

水位变幅由大变小

矿化度由小变大

9、冲积物的水文地质特征？

答：上游：为单一的潜水，沉积物透水性强，降水补给，径流排泄，含水层分布窄，厚度小，水质好（HCO3---Ca型水），储量小。

中游：出现承压水，沉积物透水性强，降水、地表水补给，以径流排泄为主伴有蒸发，含水层厚度大，埋深较浅，水量丰富，多为淡水。

下游：宽广的冲积平原，承压水和潜水互层，沉积物透水性变差，降水、地表水补给，以蒸发排泄为主，含水层单层厚度变薄，薄层的粉细砂、亚砂土、亚粘土组成含水岩组。潜水埋藏较浅（2-3m），水质变差。

河床（古河道）：沉积物透水性强，降水、地表水补给，径流排泄，溶滤作用为主，水质好。

远离河床：沉积物透水性减弱，潜水局部具承压性，降水、地表水补给，蒸发、径流排泄，出现浓缩作用，水质变差。

河间洼地：沉积物透水性较差，降水、地表水补给，蒸发排泄，以浓缩作用为主，水质较差（多为Cl型水，矿化度＞10g/L）。

10、冲积层的富水地段？

答：A 山区河谷：

山区河流主支流交汇地段；

河谷开阔地段，呈袋状或葫芦状谷地；

河流急转变段和河弯的凸岸。

B 丘陵低山区：

低阶地和阶地前缘；

高阶地中河床砂砾石的沉积带；

河漫滩地带。

C 河流下游平原：

依据利于富水的地质构造条件和岩性特征予以圈定。

11、黄土的水文地质特征

答：塬：地形平坦，切割微弱，利于降水入渗补给，水量较丰富，且由塬中心向四周散流，以泉泄于沟底。水位埋深塬中心20--40m，塬边60--100m，水的矿化度由塬中心向四周增大。

梁、峁：切割强烈，不利于降水入渗补给，水量较小，水位埋深10--30m，水质较差。

总之，在黄土高原区，由于岩性、地貌、气候的综和影响，水量不丰富，水位埋深大，水质较差。

12．黄土中地下水的特点？

(1) 黄土的垂向渗透性比水平渗透性大

(2) 黄土塬中赋存的地下水比黄土梁、峁较为丰富;

(3) 黄土中地下水埋深比较大;

(4) 黄土中地下水水质较差，矿化度较高。

13．裂隙水与孔隙水的区别：

答：（1）埋藏和分布不均匀；

（2）含水层的形态多种多样；

（3）地质构造因素的控制作用非常明显；

（4）地下水运动状态复杂等。

14．裂隙水有哪些特点？

(1) 水量在空间分布不均匀，连续性差

(2) 裂隙水的分布形式可呈层状，也有的呈脉状;

(3) 裂隙水的水力联系差，往往无统一的地下水面;

(4) 裂隙流动具明显的各向异性。

成岩裂隙水特征？

答：陆地喷发的玄武岩和熔岩流裂隙发育地带，水的连通性好，水量丰富，常形成强大的潜水流，径流较强，水质好。侵入岩体边缘的裂隙，多为闭合裂隙，一般不含水或微含水。

15．风化裂隙水有哪些特点？

(1) 风化裂隙水一般为潜水；

(2) 分布较均匀且无方向性，具有统一的地下水位，水位埋深浅，含水层水量不大;

(3) 补给源为大气降水，水动态季节变化明显，就地补给就地排泄;

(4) 风化裂隙水水质好，为低矿化的重碳酸型水。

16．构造裂隙水有哪些特点？

答：(1) 构造裂隙水往往分布不均匀，具各向异性

(2)应力集中部位富水条件好，导水、透水能力随深度增加而减弱。

(3) 构造裂隙水可层状也可脉状;

(4) 构造裂隙水可以是潜水，也可以是承压水;

(5) 局部流向与整体流向不一致。

17．断裂带的富水特征：

同一断层，由于两盘岩性和力学性质的变化，导水能力发生变化。

断裂带的水文地质意义：

（1）具有储水空间、集水廊道的作用

（2）具有导水通道的作用

（3）具有阻水作用

18．岩溶发育的基本条件：

(1) 可溶岩的存在

(2) 可溶岩必须透水

(3) 具有侵蚀性的地下水

(4 ) 地下水是流动的

19．岩溶水的特征

答：（1）、岩溶含水介质的特征：岩溶含水介质实际上是尺寸不等的空隙构成的多级次孔隙系统。细小孔隙与裂隙，是主要的贮水空间。大的岩溶管道与开阔的溶蚀裂隙构成主要导水通道。规模介乎两者之间的裂隙网络兼具贮水空间与导水通道的作用。

（2）、岩溶水的分布特征：富水性空间分布极不均匀，具有明显的方向性。

（3）、岩溶水的运动特征：层流与紊流共存。溶孔、溶隙中的岩溶水为层流运动；溶洞、暗河中的岩溶水为紊流运动。

（4）、岩溶水的补给特征：通过落水洞、岩溶漏斗等直接流入或灌入补给岩溶水；时间短、途径短、速度快。

（5）、岩溶水的排泄特征：集中的大流量排泄。

（6）、岩溶水的动态特征：由于岩溶水吸水能力强、径流快、排泄集中，故与其他类型地下水相比动态变化幅度大，反应快（潜水尤为明显），岩溶水水位随季节变化大。

（7）、岩溶水的水质特征：多为低矿化度的，重碳酸钙型水。

20．泉：地下水的天然露头。

21．上升泉：由承压含水层补给形成的泉，在出露处水自下向上运动。。

22．下降泉：由潜水或上层滞水补给形成的泉，水自出口自由泄流。

23．侵蚀（下降）泉：当沟谷切割揭露含水层时形成的泉。

24．接触泉：地形切割达到含水层隔水底板时，地下水被迫从两层接触处形成的泉。25．溢流泉：潜水流前方透水性急剧变弱，或隔水底板隆起，潜水流动受阻而涌溢于地表形成的泉。

26．断层泉：地下水沿导水断层上升，在地面高程低于水位处涌溢地表形成的泉。

27．接触带泉：岩浆或侵入体与围岩的接触带，常因冷凝收缩而产生隙缝，地下水沿此类接触带上升形成的泉。

28．泉的分类？

答：（1）根据补给源分类：上升泉、下降泉

（2）根据泉的出露原因分类：侵蚀泉、接触泉、溢出泉、断层泉

29．研究泉的意义

答：泉的特征的研究可以反映地下水的一系列特征：

①泉涌水量大小反映富水程度；

② 泉出露标高代表地下水位的标高；

③ 泉水运动特征及动态，反映地下水的类型；

④ 泉的分布反映含水层补给和排泄区的位置；

⑤ 泉水化学特征代表含水层的水质特点；

⑥ 泉水温度可反映地下水的埋藏条件；

⑦ 此外泉的出露特征有助于判断地质构造等。

第4章地下水资源

1．地下水资源；能够长期稳定地供出一定数量的地下水量。

2、地下水资源量由补给量、消耗量和贮存量组成。

3、补充量：补给量指单位时间内汇入含水层的水量。

4、开采补给量：指开采条件下，除取天然补给量，尚能夺取的额外补给量，故也称补充补给量(简称补充量)。

5、侧向补给量：指上游区地下水以地下径流形式流入计算区的水量

6、允许开采量；利用合理的取水工程，在不会引起一切不良后果的前提下，能从含水层中取出的水量。

7、可变贮存量(又称调节储量)：指潜水含水层最高水位与最低水位之间的重力水体积。

8、不变贮存量：指在可变贮存量底界面(一般为多年最低水位)以下的，漫长的地质历史时期积累起来的不变重力水量。

9、地下水与地表水比较？

答：作为资源，地下水具有一系列较地表水优越之处。

（1）空间分布：地表水的分布局限于稀疏的水文网。地下水则在广阔的范围里普遍分布。（2）时间调节性：地表水：循环迅速，其流量与水位在时间上变化显著，干旱半干旱地区的地表水往往在急需用水的旱季断流；为了利用它往往需要筑坝建库以进行时间上的调节。地下水：受到含水介质的阻滞，循环速度远较地表水为缓慢，再加上有利的地质结构能够储存地下水；因此，含水系统实际上是具有天然调节功能的地下水库。

(3) 水质：地表水：容易受到污染使水质恶化，水温变化大，有时还可能结冰。

地下水：水质比较洁净，水温恒定，不容易被污染；当然，地下水一旦遭受污染后，再度净化要比地表水困难得多。

(4)可利用性：利用地表水的一次性投资大。

地下水分布广，把地下水提升到地表要消耗能量，运用费用较高；不适当地开发利用地下水会造成严重的环境问题；地下水的管理较地表水为困难。

10、地下水资源的特点？

答：地下水资源的特点有：（1）系统性：地下水资源也是按系统形成与分布的，这个系统就是含水系统。存在于同一含水系统中的水是个统一的整体，在含水系统的任一部分注入或排除水量，其影响均将波及整个含水系统。而某一含水系统可以长期持续作为供水水源利用的地下水资源，原则上等于它所获得的补给量。（2）可调节性：地下含水系统是具有时间上调节水量功能的天然的“地下水库”。“地下水库”不必依靠修坝筑库蓄贮水量，它或者利用有利的地质结构蓄存水，或者利用含水介质滞留水，更多情况下则是上述两者的结合。含水系统的贮存水量可维持枯水季节或年份的供水，并在丰水季节或年份得到补偿。（3）可恢复性：地下水资源周期性的恢复其原有水量的特征称为可恢复性。因此，只要合理开采，开采之后被消耗的部分地下水资源可以得到补充，就不会造成资源枯竭。但是，过量开采，又得不到相应的补偿，势必会出现亏空。

11、不同赋存条件的含水系统滞蓄水量的能力也不同？

答：（1）包气带中局部隔水层上的上层滞水，一般只能在雨季与融冻期后的短时间内季节性地滞水。（2）潜水含水层通常厚度不大，储存水量有限，一般只具有年内或隔年调节能力，遇到连续干旱缺水，供水往往难以保证。（3）承压含水层的厚度通常较大，地质结构也有利于蓄存水量，常具多年调节功能。

12、不同介质的含水系统滞蓄水量的能力也不同？

答：（1）孔隙含水系统：分布于地势低下的部位，介质的渗透性通常不很大，贮滞水量多，调节能力较好。（2）岩溶含水系统：含水介质渗透性极强，滞留地下水能力差，只有当其具备有利于蓄水的较大规模的地质构造(如向斜、单斜断块等)时，才有较强的蓄水能力与调节能力。

13、地下水赋存条件对地下水再生能力的影响？

答：（1）潜水：赋存于浅部与大气圈、水圈发生密切联系积极参与水文循环，地下水在含水系统中的平均贮留时间短(一年到几十年)，资源具有良好可恢复性。（2）承压水：埋藏深，且有隔水或相对隔水层妨碍它与外界发生水力联系，水的循环交替缓慢。愈往深部的承压含水层，与外界的联系愈微弱，更新再生愈慢。深部承压水的平均贮留时间可以达到数千年甚至数万年。有些地下水是不可再生的资源。

14、含水介质的渗透能力对地下水再生能力的影响？

答：岩溶含水系统由于介质渗透性极强，在条件有利时往往可以获得很大份额降水的补给，其地下水资源的可恢复性往往要优于裂隙及孔隙的含水系统。

15、地下水资源评价主要解决的问题有：

①.计划开采情况下地下水的状况；

②.控制在一定的水位条件下，可供开采的地下水量；

③.水质的适宜性及开采过程中水质的变化趋势；

④.根据环境条件的改变对地下水的预测；

⑤.开采地下水可能引起的环境问题。

16、地下水水质评价的基本任务（即解决问题）是：

答：（1）、了解各行业或各种不同用水对水质的基本要求，评价所勘察水源水质的可用性；（2）、了解区内水质的分布规律和水质形成的环境条件，为选择最佳取水地段和取水层位提供依据；

（3）、对未达到水质标准的供水水源，应进行水质改良必要性和可行性的论证；（4）、为防止开采后地下水水质恶化应提出水源地卫生防护带建设和区域水环境管理的措施。

17、地下水对混凝土的侵蚀

答：混凝土与地下水接触时，由于物理和化学作用，使硬化后的混凝土逐步遭受破坏，强度降低，最后导致建筑物的安全。大多数地下水不具有侵蚀性，只有当地下水中某些化学成分(如HCO3-、SO42+、Cl-、侵蚀性CO2等)含量过高时，才对混凝土产生分解性侵蚀、结晶性侵蚀及分解、结晶复合性侵蚀。

第5章地下水与环境

1、地下水污染：在人为影响下，地下水的物理性质、化学或生物特性发出不利于人类生活或生产的变化，称为地下水污染。

2．与地表水污染相比，地下水污染有哪些特点？

(1) 污染物质进入地下含水层及在其中运移的速度都很缓慢；

(2) 已经进入地下水的污染物质，将在含水层中长期滞留；

(3) 随着地下水流动，污染范围还将不断扩展；

(4) 已经污染的含水层自然净化，往往需要很长的时间。

3、过量开发与排除地下水引起的环境退化？

答：过量开发或排除地下水，地下水位大幅度下降，会引起环境退化现象：（1）水位下降，水井报废，能耗大增；

（2）泉水干涸，河水消失，风景名胜不复存在；

（3）沼泽湿地被疏干，有关生物群消亡；

（4）地下水位下降，土壤沙化，导致生态全面退化；

（5）地面沉降；

（6）地下水水质发生变化；

（7）岩溶地面塌陷；

（8）海水入侵。

4、过量补充地下水引起的环境退化？

答：（1）土壤次生沼泽化；

（2）土壤盐渍化，地下水咸化；

（3）破坏水岩力学平衡，导致岩土体的失稳；

（4）水库诱发地震。

5、污染物质来源于：（1）生活污水与垃（2）工业污水与废渣（3）农业肥料与农药。

污染途径：（1）雨水淋滤堆放在地面的垃圾、废渣中的有毒物质进入含水层；（2）污水排入河、湖、坑塘，再渗入补给含水层；（3）污水灌溉农田；（4）止水不良的井孔，会将浅部的污水导向深层；（5）废气溶解于大气降水，形成酸雨补给地下水。

附：过度开发水资源引起环境退化的实例：

像煤炭一样，深层地下水是不可再生的资源。因此，专家将一些地方靠超采地下水度日的情况形容为“爷爷喝孙子的水”。长期透支地下水，导致部分地区出现区域地下水位下降，最终形成区域地下水位的降落漏斗。

目前华北平原深层地下水已经形成了跨冀、京、津、鲁的区域地下水降落漏斗，有近7万平方千米的地下水水位低于海平面，整个河北省已形成20多个漏斗区，总面积达4万平方公里左右。全国已形成区域地下水降落漏斗100多个，面积达15万平方千米。区域地下水下降使平原或盆地湿地萎缩或消失、地表植被破坏，导致生态环境退化。全国有46个城市由于不合理开采地下水而发生了地面沉降，其中上海市、天津市、太原市的沉降中心累计最大沉降量超过2米，天津塘沽个别点最大沉降量已达3.1米。

第6章水文地质勘查

1、水文地质勘查的目的？

答：水文地质勘察是研究水文地质的主要手段，其目的主要有：

①为地下水资源的合理开发利用与管理、国土开发与整治规划、环境保护和生态建设、经济建设和社会发展规划提供区域水文地质资料和决策依据；

②为城市建设和矿山、水利、港口、铁路、输油输气管线等大型工程项目的规划提供区域水文地质资料；

③为更大比例尺的水文地质勘察，城镇、工矿供水勘察，农业与生态用水勘察、环境地质勘察等各种专门水文地质工作提供设计依据；

④为水文地质、工程地质、环境地质等学科的研究提供区域水文地质基础资料。

2、水文地质勘查的任务？

答：水文地质勘察的任务就是运用各种不同的勘察手段（测绘、勘探、试验、观测等），经过一定的勘察程序去查明研究区基本的水文地质条件，解决其专门性的水文地质问题。

3、水文地质钻探的基本任务？

（1）揭露含水层，探明含水层的埋藏深度、厚度、岩性和水头压力；查明含水层之间的水力联系。

（2）借助钻孔进行各种水文地质试验，以确定含水层富水性和各种水文地质参数。

（3）通过钻孔（或在钻进过程中）采集水样、岩土样，以确定含水层的水质、水温和测定岩土的物理力学和水理性质。

（4）利用钻孔监测地下水动态或将钻孔作为供水井。

4、水文地质勘探钻孔的布置原则？

①．布置钻孔时要考虑水文钻探的主要任务，应明确是查明区域水文地质条件，还是确定含水层水文地质参数、寻找基岩富水带、评价地下水资源或进行地下水动态观测；主要任务不同，钻孔布置方案必然有所区别。

②．布置钻孔时要考虑“一孔多用”，如既是水文地质勘探孔，又可保留作为地下水动态观测孔；或者既是勘探孔，又可留用为开采井。

③．无论是查明水文地质条件、求取水文地质参数，还是进行地下水动态观测，在确定其钻孔位置时，均应考虑其代表性和控制意义。

④．为分析、认识区域水文地质条件的变化规律，水文地质钻孔应布置成勘探线的形式。或：

（1）为查明区域水文地质条件布置的钻孔，一般都布置成勘探线的形式。主要勘探线应沿着区域水文地质条件（含水层类型、岩性结构、埋藏条件、富水性、水化学特征等）变化最大的方向布置。

在山前冲洪积平原地区，主要的勘探线应沿着冲洪积扇的主轴方向布置；而辅助勘探线则垂直于冲洪扇的主轴方向布置；

在河谷地区和山间盆地，主要勘探线应垂直河谷和山间盆地布置；

在裂隙岩溶地区，主要勘探线应穿过裂隙岩溶水的补给、径流、排泄区和主要的富水带。（2）主要为地下水资源评价布置的勘探孔，其布置方案必须考虑拟采用的地下水资源评价方法。勘探孔所提供的资料应满足建立正确的水文地质概念模型、进行含水层水文地质参数分区和控制地下水流场变化特征的要求。

当水源地主要依靠地下水的侧向径流补给时，主要勘探线必须沿着流量计算断面布置。对于傍河取水水源地，为计算河流侧向补给量，必须布置平行与垂直河流的勘探线。

当采用数值模拟方法评价地下水资源时，为正确地进行水文地质参数分区，正确给出预报时段的边界水位或流量值，勘探孔布置一般呈网状形式并能控制住边界上的水位或流量变化。

（3）以供水勘查为目的的勘探孔，按总原则布置钻孔时，应考虑勘探一开采结合，钻孔一般应布置在含水层（带）富水性最好、成井把握性最大的地段。

5、抽水试验：是通过从钻孔或水井中抽水，来定量评价含水层富水性，测定含水层水文地质参数和判断某些水文地质条件的一种野外试验工作。

6、抽水试验的目的、任务？

答：（1）直接测定含水层的富水程度和评价井（孔）的出水能力；

（2）抽水试验是确定含水层水文地质参数（K、T、S、μ）的主要方法；

（3）抽水试验可为取水工程设计提供所需水文地质数据，如R、单井出水量、单位出水量等；并可根据水位降深和涌水量选择水泵型号；

（4）通过抽水试验，可直接评价水源地的可（允许）开采量；

（5）可以通过抽水试验查明某些其他手段难以查明的水文地质条件，如地表水、地下水之间及含水层之间的水力联系，以及地下水补给通道和强径流带位置等。

7、抽水试验的类型？

答：（1）、按所依据的井流理论，可分为稳定流抽水和非稳定流抽水试验。

（2）、按抽水试验时所用井孔的多少，可分为单孔、多孔及干扰井群抽水试验。

（3）、按抽水井的类型，可分为完整井和非完整井抽水试验。

（4）、按试验段所包含的含水层情况，可分为分层、分段及混合抽水试验。

（5）、按抽水试验的任务分为试验抽水、开采性抽水试验等。

8、抽水孔（主孔）的布置要求？

答：（1）布置抽水孔的主要根据是抽水试验的任务和目的，目的任务不同其布置原则也不同。

①为求取水文地质参数的抽水孔，一般应远离含水层的透水、隔水边界，应布置在含水层的导水及贮水性质、补给条件、厚度和岩性条件等有代表性的地方。

②对于探采结合的抽水井（包括供水详勘阶段的抽水井），要求布置在含水层（带）富水性较好或计划布置生产水井的位置上，以便为将来生产孔的设计提供可靠信息。

③欲查明含水层边界性质、边界补给量的抽水孔，应布置在靠近边界的地方，以便观测到边界两侧明显的水位差异或查明两侧的水力联系程度。

（2）在布置带观测孔的抽水井时，要考虑尽量利用已有水井作为抽水时的水位观测孔；当无现存水位观测井时，则应考虑附近有无布置水位观测井的条件。

（3）抽水孔附近不应有其它正在使用的生产水井或地下排水工程。

（4）抽水井附近应有较好的排水条件，即抽出的水能无渗漏地排到抽水孔影响半径区以外，特别应注意抽水量很大的群孔抽水的排水问题。

9、水位观测孔的布置原则？

答：不同目的的抽水试验，其水位观测孔布置的原则是不同的。

（1）为求取含水层水文地质参数

一般应和抽水主孔组成观测线，所求水文地质参数应具有代表性。一般应根据抽水时可能形成的水位降落漏斗的特点，来确定观测线的位置。

①均质各向同性、水力坡度较小的含水层：其抽水降落漏斗的平面形状为圆形，即在通过抽水孔的各个方向上，水力坡度基本相等，但一般上游侧水力坡度较下游侧为小，故在与地下水流向垂直方向上布置一条观测线即可。

②均质各向同性、水力坡度较大的含水层：其抽水降落漏斗形状为椭圆形，下游一侧的

水力坡度远较上游一侧大，故除垂直地下水流向布置一条观测线外，尚应在上、下游方向上各布置一条水位观测线。

③均质各向异性的含水层：抽水水位降落漏斗常沿着含水层贮、导水性质好的方向发展（延伸）（漏斗长轴），该方向水力坡度较小；贮、导水性差的方向为漏斗短轴，水力坡度较大。因此，抽水时的水位观测线应沿着不同贮、导水性质的方向布置，以分别取得不同方向的水文地质参数。

④对观测线上观测孔的布置要求：

观测孔数目：

i．只为求参数，一个即可；

ii．为提高参数的精度则需2个以上。如欲绘制漏斗剖面，则需2—3个。

观测孔距主孔距离：

i．按抽水漏斗水面坡度变化规律，愈近主孔距离应愈小，愈远离主孔距离应愈大；

ii．为避开抽水孔三维流的影响，第一个观测孔距主孔的距离一般应约等于含水层的厚度（至少应大于10m）；

iii．最远的观测孔，要求观测到的水位降深应大于20cm；

iv．相邻观测孔距离，亦应保证两孔的水位差必须大于20cm。

观测孔深度：

要求揭穿含水层，至少深入含水层10—15m。

（2）为查明含水层的边界性质和位置

观测线应通过主孔、垂直于欲查明的边界布置，并应在边界两侧附近都要布置观测孔。（3）为地下水水流数值模拟的大型抽水试验

应将观测孔比较均匀地布置在计算区域内，以便能控制整个流场的变化和边界上的水位和流量。

（4）为查明垂向含水层之间的水力联系

应在同一观测线上布置分层的水位观测孔。