应用数值模拟法研究隐伏岩溶区水文地质条件-南水北调与水利科技
第12卷 第3期2014年6月
南水北调与水利科技
S outh 2to 2North W ater Transfers and Water Science &Techn ology V ol.12N o.3
Jun.2014
水文地质与工程地质
收稿日期:2013209220 修回日期:2014204221 网络出版时间:2014205208
网络出版地址:http://w w https://www.360docs.net/doc/c616834354.html,k https://www.360docs.net/doc/c616834354.html,/kcms/doi/10.13476/https://www.360docs.net/doc/c616834354.html,k i.nsbdqk.2014.03.031.html
基金项目:国家/9730计划项目(2010CB428804);北京岩溶水资源勘查评价工程,专题类第一项:数值模拟(BJYRS 2ZT 201201)
作者简介:南 天(19862),男,河北石家庄人,博士研究生,主要从事地下水科学与工程方面研究工作。E 2mail:s ky1986sky@https://www.360docs.net/doc/c616834354.html, 通迅作者:邵景力(19592),男,山东滕州人,教授,从事水文地质专业教学与科研工作。E 2mail:jshao@https://www.360docs.net/doc/c616834354.html,
D OI:10.13476/https://www.360docs.net/doc/c616834354.html,ki.nsbdqk.2014.03.031
应用数值模拟法研究隐伏岩溶区水文地质条件
)以北京大兴研究区为例
南 天1,李星宇1,李 鹏2,王新娟2,谢振华2,邵景力1
(1.中国地质大学,北京100083;2.北京市水文地质工程地质大队,北京100195)
摘要:大兴迭隆起地区岩溶水为北京市地下水资源的重要组成部分。为了查明南苑2通县断裂以及永定河断裂的水文地质性质,以大兴迭隆起地区隐伏岩溶水系统为研究对象,利用GM S 地下水流数值模拟软件,建立了岩溶地下水系统模型。分别将研究断层设置为侧向隔水边界和侧向透水边界的条件进行模拟计算,对比分析了不同水文地质条件下观测水位与模拟水位的拟合效果,结合水量均衡分析表明,南苑2通县断裂、永定河断裂均为侧向隔水性质的断裂,研究区岩溶含水系统主要来源于上覆第四系松散层的垂向越流补给。研究表明,数值模拟法在研究隐伏型岩溶含水系统水文地质条件具有一定的优势。
关键词:数值模拟法;水量均衡;越流补给;边界条件;岩溶地下水;大兴迭隆起;北京地区中图分类号:P641 文献标识码:A 文章编号:167221683(2014)0320143205
Application of the Groundwater Flow Simulation to Study the Hydrogeological
Conditions in the C overed Karst Area 2a case study in Daxing,Beijing
NA N T ian 1,L I X ing 2yu 1,L I P eng 2,W AN G X in 2juan 2,XIE Zhen 2hua 2,SHA O Jing 2li 1
(1.China Univ er sity of Geosciences ,Beij ing 100083,China;
2.H y dr ogeological and Engineering Geological T eam of Beij ing ,Beij ing 100195,China)
Abstract:In the o ver lapping uplift ar ea of Dax ing,the karst water is a sig nificant component of g r oundwater r eso ur ces in Bei 2jing.In or der to character ize the hydro geo lo gical conditio ns of N any uan 2T o ng x ian fault and Y ongding Riv er fault,a g ro undw ater flow model w as dev eloped t o simulate the cover ed kar st sy st em in t he o verlapping uplift area o f Daxing using the g ro undw ater numerical simulation softw are GM S.Bot h faults w ere simulated as t he imper vio us boundary and permeable boundary in the model.T he fitting effect between observed and simulated heads and water balance of the system w ere analyzed under the tw o co nditions,w hich indicated that bo th faults are imperv ious fault.T he recharg e o f kar st w ater aquifer is t he leakag e fr om over ly 2ing Q uater nar y por ous aquifer.T he research sho ws that numer ical simulation method has advantag es in the st udy of hy dr og eo 2log ical conditio ns o f co ver ed karst system.
Key w ords:numerical simulation;w ater balance;leakag e;boundar y condit ions;karst g roundw ater;ov er lapping uplift area of Dax 2ing ;Beijing
我国北方岩溶水的主要形态为岩溶大泉,其分布集中于奥陶系和寒武系的石灰岩、白云岩含水层中[1]。按照补给特征,岩溶地下水系统可分为隐伏型和裸露型[2]。北方隐伏型岩溶水系统规模大、资源要素构成和转换关系复杂、环境质量较脆弱[3],岩溶发育受构造控制,补径排条件难以通过地面工作探查明晰[4]。
目前隐伏型岩溶地区的边界性质、含水层发育情况、构造特征以及富水性特征等水文地质条件主要通过钻探以及浅层地震法、高密度电阻率法和探地雷达方法[5]进行勘查。由于岩溶溶隙、裂隙发育不均一,钻探手段需要的作业量极大,耗费人力物力,成本较高。对于岩溶水水循环特征的调查,目前以化学示踪法为主,一般所用化学示踪剂为易溶性
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水文地质与工程地质
盐类离子、氢氧同位素等[6]。国内外关于地表泉水或浅层地下水氢氧稳定同位素研究成果丰富[729],但对深层地下水氢氧稳定同位素的研究不多,其中一个重要的制约因素是难以同时获取不同类型深层地下水水样[10]。在具备一定基础资料的条件下,通过数值模拟的方法,利用条件假设、均衡分析、典型观测孔水位变化分析等手段对隐伏岩溶水水文地质条件进行分析[8],已经成为一种高效、便捷的方法[9]。
本文以北京市水文地质工程地质大队开展实施的/北京岩溶水资源勘查评价工程)))大兴迭隆起岩溶水流数值模型0项目为支撑,拟以岩溶地下水系统作为研究对象,利用GM S 软件建立了三维地下水水流模型,对模型边界性质进行分类型模拟,从而判定南苑2通县断裂以及永定河断裂的水文地质性质。
1 研究区水文地质条件
大兴迭隆起地区位于北京市南部,其范围主要包括大兴-丰台-朝阳-通县一线,面积约767km 2,见图1。研究区岩溶水隐伏于第四系岩层以下,主要由奥陶系、寒武系和青白口系岩溶含水岩组构成,受区内黄村向斜、通州向斜以及南苑2通县断裂、永定河断裂等构造控制。
上覆第四系地层由西南向东北厚度逐渐增加,第四系底部由10~15m 左右较连续的黏土层组成。岩溶含水层在黄村向斜地区核部为奥陶系冶里组、亮甲山组,翼部依次为寒武系炒米店组、张夏组、馒毛组、昌平组、青白口系景儿峪组和长龙山组,奥陶系以灰岩、白云岩为主,在黄村镇一带富水性较好;在通州向斜,岩溶含水层核部为寒武系馒毛组,翼侧依次为寒武系昌平组、青白口系景儿峪组和长龙山组,寒武系馒毛组以泥岩夹多层泥质白云岩为主,富水性较差;昌平组以泥晶灰岩为主,在龙旺庄一带富水性较好。黄村向斜与通州向斜通过寒武系长龙山组相连接。岩溶含水层底界以及四周为青白口系下马岭组泥页岩,相对阻水。受开采条件影响,奥陶系岩溶水自西北流向东南,寒武系岩溶水流自西南流向东北。
区内控制岩溶含水层的主要断裂为南苑2通县断裂和永定河断裂。南苑2通县断裂位于研究区西北缘,南起南皋村附近,向北经南苑、南磨房、定福庄东,北至平安疃,长110km,断裂性质尚未明确。由大兴向斜地区剖面图2可知,南
苑-通县断裂两侧600m 深度以下,岩溶含水层相联系,可能存在水力联系[11212]。由通州向斜地区剖面图3可知,断裂两侧分别为相对隔水的古近系地层和岩溶含水层,可知南苑2通县断裂在通州地区相对隔水。
永定河断裂沿永定河河谷延伸,为物探推测的隐伏正断裂。断裂北起军庄,向南东经永成庄与南苑通县断裂斜交于立垡村后延伸至后辛庄一带,总体走向北西320b 。目前,对永定河断裂的水文地质性质也有不同认识:一种观点认为断裂带内基岩破碎,裂隙发育,岩溶含水层主要通过断裂带接受上覆第四系含水层的越流补给;另一种观点认为岩溶含水
层主要通过永定河断裂接受来自西山地区的侧向补给。
图1 大兴迭隆起岩溶水系统地质构造1
Fig.1 Geological s tructure of th e overlapping
uplift karst w ater s ystem in Daxing
研究区第四系含水层主要接受大气降雨补给,年均降雨量为536mm 左右(1960年-2010年)。在研究区内分布有新河、大兴念坛、北臧村和宋庄镇四个灌区,每年接受1330万m 3的地下水回灌量。此外,第四系含水层还接受来自永定河附近年均1638万m 3的侧向补给。岩溶含水层则以接受第四系的越流补给为主。研究区主要排泄为人工开采,总开采量约2.05108m 3/a,其中基岩水开采量为0.23108m 3/a
。
图2 大兴向斜剖面?2?c
Fig.2 Syn cline s ection ?2?c of Daxing syncline
2 研究方法
2.1 地下水流模型
根据研究区的水文地质条件,岩溶含水层与第四系含水层有着良好的水力联系,故将第四系含水层和岩溶含水层视为一个统一的地下水流系统进行概化模拟。确定
的模型范围为767km 2,在垂向上概化为5层结构:第四系潜水含水层;第四系承压水含水层;奥陶系承压含水层;寒武系中上统承压含水层;寒武系下统及青白口系承压水含水层。
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1根据北京市地质勘查技术院/北京市平原区基岩立体地质
调查报告0改编。
水文地质与工程地质
利用GM S 地下水流数值模拟软件[13],将研究区总体剖分为100m @100m 的网格,总体剖分为5层,每层430行、560列,在第四系含水层每层有效活动单元格76748个,岩溶水含水层每层有效单元格55560个,网格剖分示意图见图4(由于第四系含水层厚度相对岩溶含水层差距较大,示意图
仅展示了模型的立体结构)。以2000年1月地下水位作为模拟的初始地下水位,2000年1月-2012年9月为模型的识别期。以一个月为一个应力期进行模拟。最终建立了大兴迭隆起地区非均质、垂向各项异性、空间三维结构、非稳定
地下水流模型。
图3 通州向斜剖面ò2òc
Fig.3 Syncline section ò2òc of Tongz
hou
图4 研究区网格剖分示意图
Fig.4 S chematic diagram of m esh dis cretiz ation in th e study area
模型第四系根据岩性条件和流场情况,将西北部流入边界、东部和南部流出边界设为通用水头边界,其余为隔水边界。岩溶水含水层西北部永定河河道段设为通用水头边界,其余为隔水边界[14215]。
根据研究区含水层埋藏条件、岩溶发育情况以及地下水补径排条件、地下水位动态、地下水流场特征等差异,对研究区各含水层进行参数赋值。第四系潜水含水层水平渗透系数变化范围为6~10m/d,给水度变化范围为0.12~0.21,承压含水层水平渗透系数变化范围为10~100m/d,储水率为1@1025~8@1024。岩溶含水层为本次模拟的重点区域,其水平渗透系数分区见图5、表1,垂向渗透系数根据岩性分布情况设定为水平渗透系数的1/1000~1/10000,岩溶水储水率为1@1027
~8@1026
。模型识别阶段以调整垂向补排强度及边界条件为主,以参数调节为辅。
2.2 断层的处理
(1)南苑2通县断裂。按通用水头边界处理,即从外部水源进入或流出计算单元的水流量与该计算单元水头和外部水源水头之差成正比。其数学表达式为:
Q =C b (h o -h i )
(1)
式中:Q 为外部水源进入计算单元的流量;C b 为外部水源与计算单元间的水力传导系数;h o 为外部水源的水头(m);h i 为计算单元水头(m)。在模拟过程中可以通过改变计算单元水头和外部水源水头差$h ($h =h o -h i ),来调整研究区边界性质和边界流量:当$h =0时,边界可视为隔水边界;当$h X 0时,研究区边界可视为三类边界[16]
。
图5 岩溶含水层渗透系数分区
Fig.5 Hydraulic con ductivity z onations in the karst water aquifer
(2)永定河断裂影响带。对其进行独立的参数设置,该影响带范围为长5000m 、宽1000m 的区域。将该断裂带分别设定为侧向隔水和侧向透水两种边界条件,再分别运行模型,对模拟水位和观测水位进行拟合,结合水均衡分析,即可判断永定河断裂的水文地质性质。
表1 岩溶含水层渗透系数(K )识别结果
Table 1 Hydraulic con ductivity values in th e
Ordovician kar st w ater aquifer
m/d
分区代号
奥陶系含水层
寒武系中上
统含水层寒武系下统及青白口系含水层
10.0050.0051210101030.0010.001140.010.01150.0813.6813.68615.4813.6813.6870.0813.6813.68815.4813.6813.689
0.08
13.68
13.68
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水文地质与工程地质
2.3 地下水均衡方程
为了深入研究南苑2通县断裂和永定河断裂的水文地质性质以及断层对岩溶含水层补排关系的影响,结合岩溶含水层水均衡情况对断裂进行分析。
研究区岩溶地下水水量均衡方程可表示为:Q 天补+Q 侧向流入-Q 开采-Q 侧向流出=Q
(2)
式中:Q 天补为岩溶含水层透过/天窗0得到的上覆第四系越流补给量;Q 侧向流入为岩溶含水层侧向边界流入量;Q 侧向流出为岩溶含水层侧向边界流出量;Q 开采为岩溶含水层地下水开采量;Q 为含水层地下水储存变化量。
3 结果分析与讨论
3.1 南苑2通县断裂边界性质的确定
通过调整计算单元水头和外部水源水头差$h ,对南苑2通县断裂分别做隔水边界处理和通用水头边界处理,并进行模拟运算,得到岩溶含水层典型观测孔(观测孔位置见图1)的水位过程线与模拟值的拟合效果见图6、图7和表2,岩溶含水层水量均衡计算结果见表3。其中孔DJ3521B 位于研究区奥陶系含水层中部,DJZ13Z 2A 4位于寒武系中上统含水层中部,表2中$|H 1|为隔侧向水边界条件下拟合误差;$|H 2|为透水边界条件下拟合误差。从表2可以看出如下情况。
(1)当断层为隔水边界时,奥陶系观测孔前期拟合效果较好,后期模拟值较观测值偏大,整体与实际观测值相差较小,平均误差为0.47m 。寒武系中上统观测孔拟合效果较好,与实际观测值差别较小,平均误差约为0.5m 。由水量均衡情况(表3)可知,岩溶含水层完全由上覆第四系含水层进行越流补给。岩溶含水层年均整体亏损24.74万m 3,与实际情况相符。
(2)当断层为透水边界时,奥陶系含水层观测孔前期拟合效果较好,中后期模拟值有较明显的上升,与实际观测值偏差较大,平均误差为0.83m 。寒武系含水层观测孔
模拟
图6 D J3521B 孔拟合曲线
Fig.6 Fittin g cu rves of obs erved and simu lated h eads in th e boreh ole DJ 352
1B
图7 D JZ13Z 2A4孔拟合曲线
Fig.7 Fitting cur ves of observed an d simulated
heads in the borehole DJZ13Z 2A4
值与实际观测值偏差随时间持续增大,拟合效果较差,平均误差为2.27m 。由水均衡情况(表3)可知,岩溶含水层的补给除上覆第四系的越流补给外,还通过南苑2通县断裂边界获得约243万m 3的侧向补给,岩溶含水层呈正均衡,与岩溶含水层水位持续下降的事实不符。
综上可知,研究区南苑2通县断裂应为隔水断裂。
表2 不同边界条件拟合误差
Table 2 Fitting errors un der different
boundary condition s 误差DJ3521B DJZ13Z 2A4
平均$|H 1/m 0.470.50.485$|H 2|/m 0.83 2.27 1.55$|H 3|/m
0.55
1.75
1.15
表3 不同边界条件下岩溶含水层水量均衡表
Table 3 W ater b alance of karst w ater aquifer un der different boundary condition s
补排项边界隔水条件下
岩溶含水层/万m 3
比例(%)边界透水条件下岩溶含水层/万m 3
比例(%)越流补给2310.28
100
2310.2890.5侧向补给0242.899.5
小计2310.282553.17开采2335.02
1002335.02
99.8侧向排泄050.2小计2335.022340.02补排差
-24.74
213.15
3.2 永定河断裂性质的确定
将永定河断裂段分别设置为侧向隔水边界和侧向透水边界两种情况进行模拟,得到的模拟水位与观测水位过程线拟合效果见图8,水位拟合误差见表2($|H 3|为永定河断裂
带透水边界条件下的拟合误差),岩溶含水层永定河断裂带水均衡情况见表4。分析可知:
(1)当断裂带设为侧向隔水边界时,模拟水位与观测水
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水文地质与工程地质
位拟合效果较好。由水均衡情况可知,岩溶含水层主要接受上覆第四系的越流补给,补给量约为62.07万m 3,约占总补给量的74%,另有部分侧向补给,含水层整体呈负均衡,年均亏损量约为0.65万m 3,与实际情况相符合。
(2)当断裂带设为侧向透水边界时,奥陶系含水层观测孔拟合效果与永定河断裂段整体为隔水边界的情况相比误差略大;寒武系含水层观测孔模型模拟水位与实际观测水位偏差较大,拟合效果较差,平均误差为1.75m 。由水均衡情况(表4)可知,岩溶含水层的补给除上覆第四系越流补给外,增加了约183.24万m 3
的侧向补给,岩溶含水层整体为正均衡,而这与岩溶含水层水位持续下降的事实不符
。
图8 永定河断裂带透水情况下观测孔拟合曲线
Fig.8 Fitting cur ves of observed an d sim ulated heads under th e conditions of p ermeab le boundary in th e Yongdin g River fault area
综上可以判断,研究区永定河断裂段为侧向隔水边界。表4 永定河断裂带不同边界条件下岩溶含水层水量均衡表
Table 4 W ater balance of karst w ater aquifer in the Yongding
River fault ar ea und er differ ent boundary con dition s
补排项边界隔水条件下
岩溶含水层永定河断裂带/万m 3
比例(%)边界透水条件下岩溶含水层永定河断裂带/万m 3
比例(%)越流补给62.0773.9558.6324.24侧向补给21.8726.05
183.2475.76
小计83.94241.87开采37.7244.5937.7259.85侧向排泄46.8745.0125.3040.15小计84.5963.02补排差
-0.65
178.85
3.3 讨论
本次模拟通过改变模型的边界类型,利用模拟水位过程线与观测水位线的拟合效果和水均衡计算结果为依据,判断出大兴迭隆起地区南苑2通县断裂和永定河断裂均为侧向隔水断裂。为研究地质结构复杂地区的水文地质条件提供了一种快速、有效的方法即数值模拟法。但是,由于研究区观测孔较少,且距离断层较远,水位过程线拟合效果偏差偏大。
因此,今后还应收集断裂带附近观测孔水位与模型模拟水位进行拟合,对数值模拟法的适用性和可靠性进行验证。
本文所用假设均建立在含水介质相对均匀且岩性相对单一的理想条件下。然而岩溶地区的地质结构和水文地质条件极为复杂,因此在含水层介质为非均质各向异性的条件下,应用该方法时需结合实际情况慎重考虑。参考文献(Refer ences):
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韩守都等#深孔泄洪洞体型的试验对比研究
探讨与交流
水文地质调查方法..
第二章水文地质测绘 水文地质测绘（水文地质填图）––––是以地面调查为主，对地下水和与其相关的各种现象进行现场观察、描述、测量、编录和制图的一项综合性工作（一种调查手段）。 目的：为地区规划或专门性生产建设提供水文地质依据。 提交成果：图件––––水文地质图；报告––––水文地质测绘报告等。 水文地质测绘是水文地质调查的基础，在水文地质普查阶段，主要是进行水文地质测绘，在勘探阶段，测绘则是退居次要地位。 通常在相同比例尺的地质图上填水文地质图。 若没有地质底图，则要同时进行地质图，水文地质图的填图，这时称为综合性地质—水文地质测绘。此种测绘所用的地形底图比例尺，一般要求比最终成果图的比例尺大一倍。 §1 水文地质测绘的任务 一、水文地质测绘的主要任务 水文地质测绘的主要任务是解决下列问题： （1）测区内地下水的基本类型及各类型地下水的分布状态、相互联系情况； （2）测区内的主要含水层、含水带及其埋藏条件；隔水层的特征与分布； （3）地下水的补给、径流、排泄条件； （4）概略评价各含水层的富水性、区域地下水资源量和水化学特征及其动态变化规律；（5）各种构造的水文地质特征； （6）论证与地下水有关的环境地质问题。 二、水文地质测绘的主要内容 为完成上述任务，水文地质测绘一般应包括下述调查内容： （1）基岩地质调查； （2）地貌及第四纪地质调查； （3）地下水露头的调查； （4）地表水体的调查； （5）地表植物（即地下水的指示植物）的调查； （6）与地下水有关的环境地质状况的调查。 也就是说，水文地质测绘是综合性的调查研究工作。 三、水文地质测绘的主要成果 水文地质测绘的成果主要有：①水文地质图（包括具代表性的水文地质剖面）；②水文
一 岩溶地貌的特征
一岩溶地貌的特征 岩溶地貌发育完美、典型、具代表性，并有许多特色。基本特征主要表现在五个方面。 碳酸盐岩的制约作用 碳酸盐岩是岩溶地貌赖以发育的物质基础。碳酸盐岩的岩石性质及结构构造(组合特征) 是影响岩溶地貌发育的最重要因素。 从岩石类型看，广西的岩溶地貌基本上都属于碳酸盐岩地貌。主要是由上古生代中泥盆纪至下二叠纪及中生代三叠纪各种沉积类型的碳酸盐岩地层发育而成。仅在局部(如桂东北资江流域、桂西百色盆地、桂东南桂平麻洞白石山、博白沙河的花石山、藤县、容县都峤山和北部湾海域) 分别可见到少量的由中生代白垩纪—新生代早第三纪钙质及含碳酸盐岩成分 的红色碎屑地层形成的红层岩溶地貌—丹霞地形和新生代第四纪期间由珊瑚礁形成的生物礁 岩溶地貌。 碳酸盐岩岩性的差异，导致岩溶发育强弱不一，岩溶地貌类型各异。纯碳酸盐岩(灰岩、白云岩、白云质灰岩及灰质白云岩) 一般发育为全岩溶地貌(峰丛洼地及峰林平原)；不纯的碳酸盐岩或间互夹层型碳酸盐岩发育为半岩溶地貌(丘岭谷地、丛丘谷地、缓丘台地及缓丘平原等)。纯度高的碳酸盐岩岩溶化程度高，岩溶发育强烈，岩溶地貌特征显著。 碳酸盐岩的结构构造(组合特征) 不同，岩溶地貌类型不一样。全广西4个碳酸盐岩岩溶 层组组合类型分别发育形成为全岩溶地貌及半岩溶地貌两个不同的地貌类型。即：全碳酸盐岩组合(纯碳酸盐岩组)形成的是全岩溶地貌；间层组合(碳酸盐岩夹非碳酸盐岩组)、互层组合(碳酸盐岩与非碳酸盐岩互层岩组)及夹层组合(非碳酸盐岩夹碳酸盐岩组)形成的是半岩溶地貌。 与气候的密切关系 气候是塑造岩溶地貌的主要外营力。气候对岩溶地貌发育、形成的影响，主要有四个方面：一是降水量，特别是有效降水量，是造就岩溶气候形态的最主要因素。典型岩溶峰林地貌区(如广西)现代年平均降水量最少也在1200毫米左右。二是温度，直接的与间接的对岩溶 地貌发育起控制作用，温度的增加使溶蚀的化学反应速度大大提高。在潮湿热带亚热带气候作用下，地貌多以负向形态(封闭洼地和岩溶谷地平原)为主，广西及其邻近也区便是一个典型的例子。三是在潮湿热带亚热带的土壤中含有大量的(含量较之大气往往要高出数十倍的) 二氧化碳，使之具有强烈的溶蚀能力，而这种溶蚀速度的最大值往往又是出现在土壤和石灰岩的接触带附近，因此，覆盖及半覆盖型岩溶地貌，尤其是岩溶峰林平原区普遍都存在着双层剥蚀—表层地表水的溶蚀侵蚀及土层与岩石界面的土下溶蚀，从而大大地加速了岩溶地貌发育与演化的过程。四是土壤本身的一些属性，如酸碱度、碳酸钙含量等皆和气候有关，它们也在一定程度上影响溶蚀作用的强度。 广西地处低纬度地区，气候炎热多雨，湿润系数大于1。自晚白垩纪以来，广西总体上 一直属于湿润热带亚热带，有利于岩溶地貌发育。在晚白垩纪一早第三纪时，内陆湖盆发育，基本上处于亚热带南部，植被以针、阔叶混交林及常绿落叶阔叶混合林为主，林下喜湿热、喜水蕨类繁盛，湖盆及岩溶空间普遍沉积或堆积湿热环境成因的并富含淡水轮藻、介形虫等化石的红层和红色岩溶岩系(如溶积钙质泥岩、溶积钙屑灰岩及溶积钙砾岩等)。此时期为广西岩溶峰林地貌形成的初始时期。晚第三纪(喜山期构造运动)以后，气候变化比较复杂，干与湿、冷与热交替变化频繁，在晚第三纪及第四纪中更新世出现了2个湿热化气候的高峰期，
《水文地质学基础》期末考试试题六套卷
《水文地质学基础》试卷一 班级学号姓名成绩 一．填空题（30 分） 1.从成因角度分析，粘性土空隙主要组成有、和（3 分） 2.上升泉按其出露原因可分为：、和（3 分） 3.地下水含水系统按岩石空隙特征可分为、和。（3 分） 4.由地下水蒸发排泄作用，形成土壤盐碱化的条件是、 和。（3 分） 5.上层滞水是指分布在带中，局部之上，岩层空隙之中的水。（4 分） 6.导水断层具有独特的水文地质意义，它可以起到作用。（3 分） 7.控制岩溶发育最活跃最关键的因素是。（2 分） 8.水文循环按循环途径不同可分为和。（2 分） 9.地下含水系统的补给来源有：、、、 和的补给。（5 分） 10.岩石中的空隙是地下水的和。（2 分） 二．是非判断题（每题 3 分，共15 分） 1.地下水含水系统从外界获得盐分的过程也称补给。（） 2.承压水头是指井中静止水位到承压含水层顶板的距离。（） 3.当地下水位高于河水位时，地下水必然向河水排泄。（） 4.通常情况下，在洪积扇顶部打井，井打的越深，井中水位埋深也越大。（） 5.当地下水位埋深小于最大毛细上升高度时，水位埋深越大，给水度也越大。（） 三．选择题（每题3 分，共15 分） 1．达西定律对下列条件适用（） A．层流、稳定流；B．层流、非稳定流； C．层流、稳定流和非稳定流；D．层流、紊流
2.砂砾类松散岩石的透水性主要取决于（） A．孔隙度大小；B．排列方式；C．颗粒直径大小；D．结构 3．地下水流网中流线与等势线（） A．正交；B．斜交；C．相交；D．平行 4.渗入－径流型地下水循环的长期结果，使地下水向（）方向发展。 A．溶滤淡化； B.水质不变； C.溶滤咸化； D. A 或B。5．在天然条件下，控制一个地区地下水动态的主要轮廓的影响因素是（）。 A 水文因素， B 气象因素， C 地质因素， D 人类活动 四．根据图4-1 条件，回答下列问题。（20 分） 4.1在图中画出示意流网；（图中“ ”表示地下分水线）。（5 分） 观1 甲乙 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 砂土 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 粘性土 图4-1 4.2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。（5 分） 4.3写出图4-1 条件下的潜水均衡方程式，并注明式中各项的物理意义。（5 分） 4.停止降水后，河水位变化如图4-2 中所示，试说明观1 孔潜水位动态变化特征，并在图
水文地质学-教学大纲
《水文地质学》课程教学大纲 【英文译名】：Hydrogeology 【适用专业】：地质工程 【学分数】：2 【总学时数】：32 【实践学数】：0 一、本课程教学目的和课程性质 《水文地质学》是地质工程专业的一门专业基础必修课。本课程重点讲授有关的基本概念、地下水赋存、地下水运动的规律、地下水的补给与排泄、地下水的物化性质、地下水资源、地下水的生态环境特性。介绍了地球上水的循环、包气带水的运动、化学成分成因类型、地下水的动态与均衡等。本课程的目的是通过本课程的教学使学生系统掌握水文地质的基本知识，学会分析区域水文地质条件的问题的基本方法，能阅读和分析常用的水文地质图件和资料，为学生从事该方面的工作打下基础。 二、本课程的基本要求 通过本课程所有教学环节，要求学生掌握水文地质的基本知识，熟悉水文地质工作的技术和方法，能阅读和分析常用的水文地质图件和资料。通过以上学习，学生应具有分析、研究、解决水文地质实际问题的基本能力。 三、本课程与其他课程的关系 本课程学习前必须学习《普通地质学》、《矿物学》、《岩石学》、《构造地质学》等课程。 后继课程有《土力学与基础工程》等课程。 四、课程内容 注：“*”为重点部分；“＃”为难点部分。 绪论 水文地质学概念；研究内容；地下水在国民经济中的作用；水文地质学的分支；水文地质学的发展简史及发展趋势。 第1章地下水概论 1.1 地球上的水及其循环 地球上水的分布；
*水循环的概念、水文循环、地质循环； *影响水循环的因素； 我国水文循环概况。 *1.2 地下水的赋存 岩石的空隙性：孔隙、裂隙、溶穴的概念、表征和特征； 岩石中水的存在形式：岩石骨架中的水、岩石孔隙中的水(重力水*、毛细水*)。 岩石的水理性质：容水性、持水性、给水性和透水性的概念、表征及相互间的关系； 有效应力原理与岩土压密：有效应力原理*、地下水位变动引起的岩土压密； 包气带与饱水带：概念； 含水层、隔水层与弱透水层：理解掌握概念； 地下水的分类：按埋藏条件分为：上层滞水、潜水、承压水；按介质条件分为：孔隙水、裂隙水、岩溶水。 *1.3 地下水的物理性质和化学成分 *地下水的物理性质：色、嗅、味、比重、透明度、温度等； *地下水的化学性质：PH值、硬度、矿化度、侵蚀性。 *地下水化学成份的形成作用：溶滤作用、浓缩作用、脱碳酸作用、脱硫酸作用、阳离子交换吸附作用、混合作用及人为作用。 地下水化学成分的基本类型：溶滤水、沉积水和内和生水。 *地下水化学成分的分析与资料整理：简分析、全分析和专门分析；库尔洛夫式、舒卡列夫分类表。 *1.4 不同埋藏条件下的地下水 上层滞水：概念及特征； *潜水：相关概念、特征(分布特征、补给与排泄特征、动态特征及水化学特征等)、等水位线图及其应用； *承压水：相关概念、特征(分布特征、补给与排泄特征、动态特征及水化学特征等)、等水压线图及其应用； 潜水与承压水的转化。 第2章地下水的运动和动态 *＃2.1 重力水的运动
水文地质学研究生试题
中国地质大学（北京） 2000年硕士研究生入学考试试题 试题名称：水文地质学试题代码： 519 一、判断正误（以“√”和“×”分别表示正误）：（共15分） 1、松散岩石的空隙度越大，透水性就越好，容水性也越大。（） 2、均质包气带中岩石的渗透系数随着岩石含水量的增加而增大，所以渗透系数是含 水量的函数。（） 3、当有入渗补给或蒸发排泄时，潜水面可以看作一个流面。（） 4、地下水动态变化是由于地下水接受补给作用的结果。（） 5、影响天然条件下松散岩石空隙度大小的关键因素是颗粒的分选性。（） 二、填空（选择最佳答案）：（共15分） 1、结合水与重力水的最根本的区别是结合水（）。 a.不能转化为气态水； b.具有抗剪强度； c.不能运动； d.结合水层薄。 2、地表水（河、渠等）的横断面的湿周必定是一条（）。 a.等水头线； b.流线； c.零通量线； d.最大通 量线。 3、大气降水入渗以活塞式补给第四系潜水含水层时，下渗速率随降雨时间的增长而 （）。 a.增大； b.减小； c.不变； d.趋于 定值。 4、由深循环地下水补给的、温度较高的泉水中，阳离子通常以Na+为主，这是由于 （）的结果。 a.溶滤作用； b.脱硫酸作用； c.浓缩作用； d.脱碳 酸作用。 5、在大型地下水源地的供水资源评价时，应以（）的地下水补给量作为 可开采资源量。
a.典型年丰水期； b. 典型年枯水期； c.多年平均； d. 多年枯 水期。 三、论述题：（共30分） 1、试举例说明含水层概念及其如何应用？ 2、画出间歇性河流对潜水的补给过程的横断面示意流网图，并说明间歇性河流变化 规律对潜水含水层动态的影响。 3、山前冲洪积扇中地下水从山前向平原具有盐分增多的分带现象，试分析其原因。 四、根据所给王家山地区地质图试分析，并回答下列问题：（共40分） 1、指出并说明本区的隔水层（体）和主要含水层； 2、分别说明A泉与B泉形成的水文地质条件及其类型； 3、天然条件下 a.本区地下水的主要补给来源和主要排泄方式； b.本区有几个含水系统和几个径流系统？在图中用（……）示意标出地下分水岭 的位置； 4、拟定水源地开采后 a. 若Q泉B 中国岩溶地质调查报告 （2016年） 在国土资源部正确领导和财政部的大力支持下，中国地质调查局会同相关省级人民政府及其国土资源主管部门，组织实施了一系列岩溶地质调查项目，完成1:25万水文地质环境地质调查78万平方千米，1:5万水文地质调查30万平方千米，1:5万岩溶塌陷调查3万平方千米，建立了10处石漠化综合治理示范区，调查具有开发价值的岩溶洞穴和天坑3000多处，在有效服务区域经济社会发展方面取得了突出成就。在岩溶动力学理论、岩溶石笋高分辨率测年、岩溶人工增汇和岩溶地下水探测等方面实现了重大科技创新。牵头承担国际地质对比计划，建立全球岩溶碳循环监测站，为推动全球岩溶合作研究与交流做出了重要贡献。 一、岩溶地质调查有效服务区域经济社会发展，在解决人畜饮水困难、石漠化治理示范、洞穴探测、碳汇调查、塌陷易发区评估和岩溶油气储层评价等6方面取得突出成就。 一是查明西南8省（区、市）岩溶区地下水资源开发利用潜力534亿立方米/年，实施地下河开发利用示范工程20多处，钻探成井8000多眼，解决了1500万人饮用水困难，为抗旱找水做出了突出贡献。 二是发现西南8省（区、市）岩溶石漠化面积由2005年的13万平方千米减少到2015年的9.2万平方千米。总结 出4种石漠化综合治理模式，可在西南岩溶区300个县石漠化治理中推广应用。 三是调查了3000多个岩溶洞穴和天坑的开发利用条件，指导建设52处岩溶国家地质公园、7处世界岩溶地质公园、11处世界岩溶自然遗产以及500多处旅游洞穴开发，产生了显著的经济社会效益。 四是评价得出我国岩溶地质碳汇潜力为4000万吨/年，近10年西南岩溶区石漠化综合治理工程增加的岩溶碳汇量为2500万吨，查明不同生态环境背景条件下岩溶碳汇差异，为应对全球气候变化提供了重要支撑。 五是圈定岩溶塌陷高易发区面积34万平方千米，年均发生岩溶塌陷灾害150多处，涉及41个地级以上城市和143个县级城镇，高速铁路、高速公路和油气管线等重大线性工程受岩溶塌陷影响的总长度达7200多千米。 六是在塔里木盆地、鄂尔多斯盆地和渤海湾盆地，调查研究了深部古岩溶发育规律和碳酸盐岩油气储存机制，圈定油气聚集有利区30万平方千米，建立了古岩溶发育结构的地球物理响应模式，指导油气勘探开发取得良好成效。 二、调查与研究相结合，在岩溶动力学理论、岩溶洞穴石笋高分辨率测年、人工干预固碳增汇技术和岩溶地下水探测等4方面实现重大科技创新，达到世界一流水平。 一是研究和总结岩溶区碳、水、钙在地球多圈层中的互 浅析岩溶水的发育及南北差异 摘要:岩溶区的奇峰异洞与大泉是宝贵的旅游资源，其形成与差异性溶蚀存在很大关系。地下水水量丰富的含水系統是理想的供水水源，其对可溶性介质的改造是地下岩溶及岩溶水发育的主要原因。由于我国地理、气候及介质性质差异的影响，我国岩溶及岩溶水存在较大的南北差异。最近里面我国岩溶及的不节制的开发和追求经济利益的最大化，导致岩溶水出现了污染现象。 关键字:差异行溶蚀地下水含水系統南北差异污染 引言:水对可溶岩石进行化学溶解，并伴随这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。不同演化阶段的岩溶水具有不同的特征，初期的岩溶水系统往往与裂隙水系统相差不大。后期的岩溶水系统，管道系统发育，大范围内的水汇成一个完整的地下河系，在某种程度上具有地表水的特征:空间分布不均匀，时间上变化强烈，流动迅速，排泄集中。水量丰富的岩溶含水系統，水量大且分布极不均匀的岩溶水是采矿的巨大威胁。易于发生渗漏的岩溶化岩层，则给修建水利工程带来复杂的问题。我国可溶岩分布约为占全国面积的三分之一，岩溶及岩溶水的研究，具有重大的实际意义。岩溶水的污染近年来越来越严重，对岩溶水的防污措施的实施，刻不容缓。 一、岩溶发育的基本条件和影响因素 水对可溶岩石进行化学溶解，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和特殊的水文现象，称为岩溶。赋存并运移与岩溶化岩层的水称为岩溶水，也称喀斯特水。岩溶化过程实际上是水对可溶岩层的改造过程，其发育必须具备两个基本条件:岩层具有可溶性、地下水具有侵蚀能力及水是流动的。 可溶性岩石的主要组成成份是钙、镁碳酸盐，其溶解能力很弱。但是当CO2溶于水中形成碳酸或者水中很有其他酸时，对碳酸盐才有明显的溶解能力。可溶岩的成分与结构式控制岩溶发育的内因，水的流动是保证岩溶发育的充要条件。 二、岩溶水系统的演变 具有化学侵蚀性的书进入可溶岩层中，对原有的狭小通道进行扩展。原始的地下水通道包括各种规模的构造裂隙和原生孔隙，地下水主要流动循环与各种规模的裂隙之中，流动与裂隙中的地下水不断对裂隙壁面进行溶蚀，所溶蚀下来的岩石成分通过水流循环不断被带走，水流通道被加宽。 由于裂隙通道规模上的差异引起水流的分配的不均匀性，导致裂隙溶蚀扩展上的差别为差异性溶蚀。岩溶发育分为三个阶段：起动阶段、快速发展阶段及停滞衰亡阶段。 起动阶段：地下水对介质以化学溶蚀作用为主，水流通道比较狭窄，地下水几乎没有机械搬运能力，岩溶发育比较慢。随着水流越来越集中的正反馈机制的加强，岩溶的演化加快。当主体通道的宽度达到5——50mm时，紊流开始出现，地下水开始具有机械搬运能力，岩溶演化便进入快速发展阶段。 快速发展阶段：地下水流对介质的改造由化学溶蚀变为机械侵蚀与化学溶蚀共存，机械侵蚀变得愈益重要。地下开始出现各种规模的洞穴，地表形成溶斗及落水洞，并以他们为中心形成各种规模的洼地，差异集降水。随着介质倒水能力迅速的提高，地下水位总体下降，新的地下水面以上洞穴干涸，失去进一步发展的动力。通道争夺水流的竞争变得更加剧烈，不同地下河系发生袭夺，地下河系不断归并，流域不断扩大。 停滞衰亡阶段：随着地下水位的总体下降和水力坡度的逐渐降低，地下水的溶蚀能力逐渐降低甚至消失，岩溶发育呈停滞状态。 三、岩溶水的特征 岩溶水系统是一个能够通过水与介质相互作用不断自我演化的动力系统。岩溶水的特征：1. 水量丰富但分布不均一； 研全国硕士研究生入学统一考试中国地质大学(北京)1997年硕士生入学考试水文地质学试题真题 一、选择题——在括号内的三项选择中选择一项最佳答案。（30分） 例题：岩石的给水度通常（a.大于、b.等于、c.小于）它的空隙度。 例题最佳答案：c. 1、当某种岩石由两种大小不等的颗粒组成，且粗大颗粒之间的孔隙完全为细小颗粒所充填时，则此岩石的孔隙度（a.小于、b.大于、c.等于）由粗颗粒和细颗粒单独组成时的岩石的孔隙度的乘积。 2、承压含水层接受补给时，主要表现为（a.测压水位升高、b.含水层厚度加大、c.向相邻含水层越流）。 3、地下水按（a.埋藏条件、b.含水介质类型、c.化学成分的形成）分类，可以分为孔隙水、裂隙水、岩溶水。 4、地下水的实际流速通常（a.大于、b.等于、c.小于）地下水的渗透流速。 5、在分水岭地带打井，井中水位随井深加大而（a.升高、b.不变、c.降低）。 6、包气带岩层的渗透系数随包气带含水量的降低而（a.增大、b.减小、c.不变）。 7、高矿化度地下水中的阳离子组分通常以（a.Na、b.Mg、c.Ca）为主。 8、溶解于水中的二氧化碳称为（a.侵蚀性二氧化碳、b.平衡二氧化碳、c.游离二氧化碳）。 9、用同位素（a.氚和14C、b.氘和18O、c.34S和36Cl）可以研究地下水的起源。 10、水对某种盐类的溶解能力随该盐类浓度的增加而（a.增强、b.不变、c.减弱）。 11、当潜水与河水有直接水力联系时，用直线分割法分割河水流量过程线求得的地下水泄流量将（a.偏小、b.偏大、c.不偏小也不偏大）。 12、山区地下水全部以大泉形式集中排泄时，可以认为泉流量（a.小于、b.大于、c.等于）地下水的补给量。 13、接受同等强度的降水补给时，砂砾层的地下水位变幅（a.大于、b. 小于、c. 等于）细砂层的地下水位变幅。 14、灰岩地区的峰林平原，是岩溶作用（a.早期、b.中期、c.晚期）的产物。 15、一个地区水资源的丰富程度主要取决于（a.降水量、b.蒸发量、c.地表径流量）的多寡。 16、用一个泉作为供水水源时，供水能力取决于泉的（a.最大流量、b.最小流量、c.平均流量）。 17、矿亢充水水源以地下水的（a.补给量、b.储存量、c.允许开采量）为主时，则矿亢涌水量充沛、不易疏干。 18、人工补给地下水的目的之一是可以防止（a. 地下水污染、b.大泉干固、c.海水入侵）。 19、在松散岩层中打供水井，常在井内滤水管外围回填砾石，要求回填砾石的渗透性（a.小于、b.大于、c.等于）岩层的渗透性。 20、在地下水水质分析中，常把（a.碳酸盐硬度、b.非碳酸盐硬度、c.负硬度）称为暂时硬度。 二、试对下列现象作出合理的解释。 水文地质调查的主要内容及工作方法 第一节观测路线和观察点的布置 水文地质地面调查工作是针对勘查地区的地质、地貌、水文地质等情况进行调查研究的重要方法,是认识和掌握水文地质规律的必要过程.进行水文地质地面调查时,首先要布置好观测路线和观测点. 一、观测路线的布置 应用最短的路线取得最多的成果,原则上要横穿地层走向或地貌单元,具体还要结合好露头及水点分布等情况灵活掌握(即垂直地层走向,构造线;垂直河流、阶地;穿过湖河沼泽地段,井泉分布点及分水岭等).另外在露头好的地段,还应顺着构造线或河谷进行追索.总之应以看得多,见得全,最多获得地质、地貌及水文地质资料为原则.路线布置要有重点,又要照顾一般.在地质、地貌条件复杂或地质、地貌具有典型意义的地区,观测路线应当密些;相反在地质、地貌条件较为简单地区,观测路线可以适当稀一些. 二、观测点的布置 观测点应布置在观测线上最有意义的地方,即地层分界线、构造断裂带、破碎带、假整合面、不整合面、褶皱轴线,岩浆岩与围岩接触带、变质岩分带区、阶地边缘,地表水体、井、泉、钻孔、自然地质现象(滑坡)发育处及标志层,典型露头及岩性,岩相变化带等处.地质地貌观测点不能均匀布置,应视有无意义而定,不定可有可无的点.水文地质点布置,除考虑不同地貌单项元,不同含水层外,还需考虑水点的均匀性.如果缺乏水点,则应考虑进行人工揭露,弥补水点之不足或水点的不均匀性. 三、野外填图及定点描述 1、野外地质填图 (1)地质填图所用地形底图的比例,应比成图比例尺大一级,如不具备条件,至少也需同等比例尺的地形图做底图. (2)在野外测绘过程中,要把观测点、线、试坑,地下水动态长期观测点等位置,准确地绘在地形图上;地质体、地质年代、构造线、地貌以及水文地质现象等,必须按规定的符号和线条勾出并严格区别实测与推测界线. 一、均质土层饱水带与包气带中的渗透系数K值有何区别？其原因是什么？（15分） 二、试分析我国上海、天津、常州等沿海城市地面沉降的原因，并说明防治这类地面沉降的主要途径。（20分） 三、什么是地下水的补给资源和储存资源？说明两者在供水中有何作用。（15分） 四、国外某一松散沉积物供水水源地，含水层中有石膏(CaSO4)，由于超量 开采，地下水位大幅度下降。结果，硬度大幅度上升，PH值明显下降。试述产生此现象的水文地球化学依据。（20分） 五、松散沉积物深层地下水的补给来源主要由哪几部分组成？请阐述。（15分） 六、试述测定松散沉积物孔隙度(n)的方法。已知沉积物的容重(ρb )和密度(ρ)， 能否求出n，并列出公式？（15分） 一、名词解释（20分） 有效孔隙度；补给资源；毛细上升高度；负硬度。 二、为了解地表水与潜水的补给关系，布置了勘探孔，并测定水位，数据如下： (1)绘出示意剖面图，并标出侵润曲线。 (2)河水对潜水有否补给？如有，是饱水补给还是非饱水补给？（20分） 三、某地有一潜水含水层，含水层为含少量硫化物的砂砾石层。由于过量开采，七年后，水位下降10m，水质也明显恶化：SO42－从20mg/L升至780mg/L，硬度(CaCO3)从113mg/L升至780mg/L，PH值降至3，但CL－变化不大。地表无明显污染源。试述水质变化的水文地球化学解释。（20分） 四、何谓“三水”（大气降水、地表水、地下水）转化？试举例说明。（20分） 五、过量开采地下水为什么会引起地面变形（如地面沉降、塌陷等）？试分析其产生条件及原因。（20分） 攻读硕士学位研究生入学考试《水文地质学》试题三 一、名词术语解释（共20分）： 地下径流模数；上层滞水；持水度；阳离子交替吸附作用；矿水。 二、试论述岩溶发育的基本条件。（15分） 三、如图为典型的洪积扇水文地质剖面示意图，请论述图中钻孔A、B、C、D处的地下水动态特征，并用地下水动态过程线表示。（20分） 四、某一供水水源地开采潜水，由于过量开采，水位大幅度持续下降，原来的一部分含水层变为包气带，这一部分包气带中含有黄铁矿。结果潜水化学成分也有明显变化：PH值从7.5降到5.0，SO42－从20mg/L升至85mg/L，总铁也从0.1mg/L升至2mg/L。请阐述这种变化的原因。（20分） 五、试述3—4种由于不合理开采地下水诱发的环境问题，分析其成因并举例说明。（25分） 一九九五年攻读硕士学位研究生入学考试《水文地质学》试题 一、地下水按埋藏条件如何分类？（10分） 二、试述结合水和重力水与人类活动的关系。（10分） 三、何谓水文地质条件？（24分） 四、在一干旱地区山间盆地，从盆地边缘的洪积扇顶部到盆地中心有三个取样点，其地下水化学成分的库尔洛夫式如下： 盆地边缘取样点 盆地中间取样点 盆地中心取样点 请：(1)给出各水样的水化学类型（舒卡列夫分类法）。（5分） 《工程地质学》课程教学大纲 【英文译名】：Engineering?Geology 【适用专业】：地质工程 【学分数】： 【总学时】：40 【实践学时】：8 一、本课程教学目的和课程性质 本课程是为地质工程专业本科开设的一门专业基础课，必修课。课程系统地讲授岩土工程地质性质及工程动力地质作用。系统概括了工程地质学最基本的原理和方法。在教学过程中适量安排一定时间的参观及试验。通过本课程教学，培养学生掌握工程地质学最基本的原理与方法，了解国内外工程地质学领域的研究动态，能从系统的、动态的角度认识人类工程活动与地质环境的相互关系，为今后研究与解决工程地质、水文地质、地震地质、环境地质等方面有关的工程问题奠定坚实的基础。 二、本课程的基本要求 通过本课程的学习，使学生掌握岩土的工程地质性质、工程动力地质作用等工程地质学最基本的原理和方法，并能初步应用工程地质学的基本原理分析工程地质问题，能运用力学原理进行工程地质问题的定量评价等。为学习后继课程以及从事工程地质工作和科学研究打下一定的基础。在教学过程中，应注意培养学生对工程地质问题分析中的地质思维逻辑，辩证唯物主义的科学思维方法和实事求是、严谨认真的工作作风。 三、本课程与其他课程的关系 本课程学习前必须学习《动力地质学》、《矿物学》、《岩石学》、《构造地质学》、《水文地质学》、《地层学》、《地貌及第四纪地质学》、《工程力学》等课程。 四、课程内容 绪论 一、工程地质学的研究对象与任务 二、工程地质学的研究内容、分科及其与其它学科的关系 三、工程地质学的发展历史 四、本课程的内容与学习方法 重点了解工程地质学的研究对象和任务，工程地质学的研究内容；了解工程地质学分科及其与其它学科的关系，工程地质学的发展历史。 重点：工程地质学、工程地质条件及工程地质问题的概念；工程地质学的意义 第一章土的物质组成与结构、构造 第一节土的粒度成分 粒径、粒组概念；粒组划分；粒度成分测定与表示；土按粒度成分分类； 第二节土的矿物成分 土中矿物成分类型；矿物成分与粒度成分的关系；粘土矿物的类型及其工程地质特征 第一节土中的水与气体 竭诚为您提供优质文档/双击可除1:5万水文地质调查规范 篇一：1：50000水文地质调查规范 1:50000水文地质调查规范 中国地质科学院水文地质环境地质研究所 二o一o年六月 目录 前言................................................. ................................................... (11) 2 3 4主题内容与适用范围................................................. ................................................... ..............3规范性引用文件................................................. ................................................... ......................3术语和定义................................................. ................................................... ..............................4总则................................................. ................................................... . (5) 4.3任务................................................. ................................................... (5) 4.4工作部署基本原则................................................. ................................................... (55) 6基本要求................................................. ................................................... ..................................6设计书的编制与审批................................................. ................................................... .. (9) 校重点建设课程 《水文地质学基础》试题库及参考答案 水文地质学基础课程组 石家庄经济学院 前 言 水文地质学基础是我校水文与水资源工程和环境工程专 业的专业基础课，本课程主要阐叙了以下几方面内容：自然 界水的存在形式和循环过程；地下水的赋存空间、存在形式 和水理性质；地下水的分类以及各种类型地下水的特征；地 下水的运动规律；地下水的化学成份及形成作用；地下水的 补给、径流、排泄和地下水系统；地下水的动态与均衡地下 水资源分类和特征；地下水与环境的关系等。该课程全面介 绍了现代水文地质学的基本概念与原理，为后续课程的学习 奠定基础。 水文地质学基础试题库不仅用于考核学生的学习情况， 而且对学生的学习内容、学习方法有一定的引导作用。因此， 水文地质学基础试题库内容紧紧围绕教学大纲要求，并考虑 了以下几点：第一，以基本概念和基本理论为主；第二，正 确地理解水文地质概念，避免死板地套用；第三，地下水与 环境有着密切联系，必须结合具体的自然地理地质条件，用 系统观点考察众多因素对地下水的综合影响；第四，不能满 足于字面上的理解，而应勤于思索，弄清实质。 本次水文地质学基础试题库的修订，是在1997年第一 次建库的基础上进行的，对原库的部分试题作了调整，本试 题库选题涉及书内全部内容，因此，覆盖面宽。同时，考虑 到教学的重点和难点，在重点章节和重点内容上题量偏重。 全库共有试题576题。为综合考察学生对基本概念和基本理 论的掌握情况，以及对课本内容的理解和综合能力，共包含 五种题型，分别为：名词解释、填空题、判断题、简答题和 论述题。 由于编者水平有限，错误之处在所难免，敬请读者批评 指正。 编 者 2003年12月 目 录 第一章 地球上的水及其循环···········································1 第二章 岩石中的空隙与水分···········································3 第三章 地下水的赋存·················································6 第四章 地下水运动的基本规律·········································9 第五章 毛细现象与包气带水的运动·····································11 第六章 地下水的化学成分及其形成作用·································13 第七章 地下水的补给与排泄···········································17 第八章 地下水系统···················································19 第九章 地下水的动态与均衡···········································20 第十章 孔隙水·······················································22 第十一章 裂隙 水·····················································23 第十二章 岩溶水·····················································24 第十三章 地下水资源·················································26 第十四章 地下水与环境···············································27 第一章 地球上的水及其循环 一、名词解释： 1．水文地质学：水文地质学是研究地下水的科学。它研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作业下地下水水量和水质的时空变化规律，并研究如何运用这些规律去兴利除害，为人类服务。 2．地下水：地下水是赋存于地面以下岩石空隙中的水。 3．矿水：含有某些特殊组分，具有某些特殊性质，因而具有一定医疗与保健作用的地下水 。 4．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。 5．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。 6．地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。 7．大循环：海洋与大陆之间的水分交换。 8．小循环：海洋或大陆内部的水分交换。 9．绝对湿度：某一地区某一时刻空气中水汽的含量。 10．相对湿度：绝对湿度和饱和水汽含量之比。 11．饱和差：某一温度下，饱和水汽含量与绝对湿度之差。 12．露点：空气中水汽达到饱和时的气温。 13．蒸发：在常温下水由液态变为气态进入大气的过程。 14．降水：当空气中水汽含量达饱和状态时，超过饱和限度的水汽便凝结，以液态或固态形式降落到地面。 14．径流：降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流 动的水流。 15．水系：汇注于某一干流的全部河流的总体构成的一个地 表径流系统。 16．水系的流域：一个水系的全部集水区域。 17．分水岭：相邻两个流域之间地形最高点的连线。 18．流量：单位时间内通过河流某一断面的水量。 19．径流总量：某一时间段内，通过河流某一断面的水量。 20．径流模数：单位流域面积上平均产生的流量。 21．径流深度：计算时段内的总径流量均匀分布于测站以上 整个流域面积上所得到的平均水层厚度。 22．径流系数：同一时段内流域面积上的径流深度与降水量 的比值。 二、填空 1．水文地质学是研究 地下水 的科学。它研究 岩石圈 、 水圈 、大气圈、生物圈及人类活动相互作用下地下水水量和水质的时空变化规律。 2．地下水的功能主要包括：资源、生态环境因子、灾害因子、地质营力、或 信息载体。 3．自然界的水循环分为 水文 循环和 地质 循环。 4．水文循环分为 大 循环和 小 循环。 5．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。 6．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。 7．主要气象要素有 气温、气压、湿度、蒸发、降水 。 8．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。 第九章岩溶工程地质研究 一．概述 岩溶作用：地下水和地表水对可溶性岩石的破坏和改造作用 岩溶：岩溶作用及其所产生的地貌现象和水文地质现象的总称，国际上通称为喀斯特 大的地貌形态及蚀变：峰丛（溶蚀） 峰林（溶盆） 地表形态：溶蚀平原；正形态（突出地表）；负形态 地下形态：溶洞、溶隙、暗河 二．影响岩溶发育的因素 1.索科洛夫认为的岩溶发育的四个基本条件：①具有可溶性岩石；②岩石是透水的；③水必须具有侵蚀性；④水在岩石中应处于不断运动状态 2.岩溶发育的基本条件：①具有可溶性岩石；②具有溶蚀能力的水；③具有良好的水循环交替条件 3. 影响岩溶发育的因素： ①碳酸盐岩岩性的影响 比溶蚀度=试样溶蚀度/标准试样溶蚀度 比溶解度=试样溶解速度/标准试样溶解速度 、越大，岩石的溶蚀强度和溶蚀速度也越大 灰岩>云灰岩>泥灰岩>方解石>大理岩>泥质灰岩>灰云岩>泥质灰云岩>白云岩>泥质白云岩 对于灰岩：泥晶>粒屑>亮晶； 对于白云岩：泥晶>细晶>中晶>粗巨晶 ②气候影响 气候直接影响着参与岩溶作用的水的溶蚀能力，控制着岩溶发育的类型、规模和速度。主要有：气温、降雨量、降水性质、降水的季节分配及蒸发量大小的变化。 降水量大的地区比降水量少的地区岩溶发育强烈；温度较高的地区常比温度较低的地区岩溶发育③地形地貌的影响 地形地貌条件是影响地下水循环交替条件的重要因素。地表的陡缓直接影响降水渗入量的大小。当其他条件一样时，因地形地貌所形成的补给区和排泄区的高差越大，距离越短，地下水的循环交替条件越好，岩溶发育强烈，深度也越大。 ④地质构造的影响 断裂的影响：断裂的产状、性质、密度、规模及相互组合特点，决定着岩溶的形态、规模、发育速度及空间分布。 褶皱的影响:一般来说，褶皱核部比翼部的断裂发育强烈。，因此核部的岩溶比翼部发育强烈。岩层组合特点 ⑤新构造运动的影响: a. 稳定期：侵蚀基准面（地下水位置）稳定，岩溶发育； b. 地壳上升：地下水下降，侧向岩溶作用较弱，垂向岩溶发育。 c. 地壳下降：地下水循环交替条件减弱，岩溶作用也减弱，可能发育有覆盖型岩溶 间歇性上升；间歇性下降；震荡性升降 三．岩溶去水库渗漏问题 渗漏形式： 岩溶是指流动的侵蚀性水流与可溶的岩石之间相互作用过程和 由此产生的结果。其作用包括化学溶解、沉淀、水流冲饰，重力崩塌及生物溶蚀等；作用结果指所形成的各种地貌形态，如溶沟、石芽、溶槽、落水洞、漏斗、洼地、峰林等地表形态和溶孔、溶隙、溶洞、管道等地下空间。 赋存于各种岩溶空隙中的地下水便是岩溶水。与其它类型的地下水相比，它的独特性在于不断改造其赋存环境，通过溶蚀的分异作用，使含水空间及本身的赋存趋于不均一性，常造成岩溶区地表严重缺水，而深部地下水富集并趋于“地下河系化”的现象。 岩溶水的基本特点是：水量丰富而不均一，在不均一之中又有相对均一的地段；含水系统中多重含水介质并存，既具有统一水位面的含水网络，又有相对孤立的管道流；既有向排泄区的运动，又有导水通道与蓄水网络之间的互相补排运动；水质水量动态受岩溶发育程度的控制，在强烈发育区，动态变化大，对大气降水或地表水的补给响应快；岩溶水既是赋存于溶孔、溶隙、溶洞中的水，又是改造其赋存环境的动力，不断促进含水空间的演化。 一、岩溶水分布的不均一性 岩溶水的不均一性是指岩溶含水系统中不同地段富水的差异性 和水力联系的各向异性。它是由于岩溶发育过程中的分异作用造成的，而且其不均一程度取决于岩溶发育程度。岩溶水的不均一性不但给岩溶水资源的勘探和评价带来困难，而且也控制了岩溶地区一些环境问题的分布和发展，如过量抽取地下水引起的地面塌陷常沿抽水降 落漏斗的长轴方向延伸；污染质在岩溶含水层中的扩散晕，也常常表现出明显的各向异性，甚至线状分布。 二、岩溶含水层的含水介质特征 碳酸盐岩地区并不一定都是岩溶含水层，在那些岩溶不发育，岩块致密，仍以原生孔隙为主的地区或地段，实际上是碳酸盐岩地区的“相对隔水层”。 岩溶水含水体中存在着溶蚀孔隙、微裂隙，层面等扩散流介质，溶蚀大裂隙含水介质和管道流介质，可以根据它们各自在岩体中所占的比例大小来划分岩溶含水层类型。 三、岩溶水的运动特征 岩溶含水体中多重含水介质并存，所以导致岩溶水的运动非常复杂多变，总的来说可以概括为四个并存：层流和紊流并存；在压流和无压流并存；统一水流与孤立水流并存；明流与伏流并存。 岩溶水的运动速度变化很大，因此其流态变化也很复杂。在溶孔、溶隙中，地下水缓慢地渗流，水流流态属于层流状态；而在溶洞、暗河等岩溶管道中，地下水流速大，最快可达 2400m /h，显然处于紊流状态；在介于两者之间的大裂隙中则多显示过渡的混合流状态。 四、岩溶水的补给、排泄、和动态特征 1、溶孔裂隙水 （ 1）补给仍以缓慢地入渗补给为主，岩溶水量、水位等动态滞后于降雨可达数月之久。中国岩溶地质调查报告
岩溶水
中国地质大学水文地质学
水文地质调查的主要内容及工作方法[详细]
攻读硕士学位研究生入学考试《水文地质学》试题(五套)
工程地质学教学大纲
1-5万水文地质调查规范
水文地质学基础》试题库及参考答案
岩溶工程地质研究
岩溶水的特征