水文地质学基础2007年考研真题答案

2007年真题

一．术语定义及比较

1.1水循环：自大气圈到地幔的地球各个圈层中的水构成一个系统。这个系统内的水相

互联系、相互转化的过程即是自然界的水循环。

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。

比较：两者均是自然界中水的相互联系、相互转化过程，但包含的水的范围不同，水循环的范围大于水文循环。水文循环是水循环的一种。

1.2重力水：距离固体表面远，受重力影响大于固体表面对它的吸引力，在自身重力影

响下运动的水。

毛细水：存在于固、液、气三相界面上，受由表面张力产生的毛细力与自身重力影响的水。

比较：二者局势岩石空隙中水的存在形式。但毛细水仅存在于包气带固液气三相界面，重力水在饱和带和包气带中均可存在。

1.3孔隙度：包括空隙在内的某一体积岩石中孔隙体积所占的比例。

容水度：岩石完全饱水时所能容纳的最大的水的体积与岩石总体积的比值。

比较：二者均是岩石的性质。但孔隙度是描述岩石空隙的性质，它主要取决于分选程度及颗粒排列情况；容水度是描述与水的储容及运移有关的岩石性质。一般来说容水度数值上与孔隙度相当，但是对于具有膨胀性的粘土充水体积扩大，容水度大于孔隙度。

1.4实际流速u：通过某一过水断面的全部水质点的平均实际流速。

渗透流速v：假设水流通过包括岩石颗粒骨架与空隙在内的断面时所具有的一种虚拟流速。

比较：二者均是描述水在岩石空隙中流动速度的物理量。实际流速描述的是水真正的流动情况，它所描述的水质点仅存在于空隙中，而渗透流速是为了研究方便对实际流速的假设。渗透流速小于实际流速，换算公式为：v=n e u，n e为有效空隙度。

1.5下渗：降落到地面上的雨水从地表渗入土壤内的运动过程。（工程水文学）

地下水入渗补给：含水层或含水系统通过下渗获得水量的过程。（自己总结）

比较：二者均是水在地下的运移过程。下渗强调水本身的运动过程，而地下水入渗补给更强调结果，即含水层或含水系统获得了水量。入渗补给量只占下渗水量的一部分。

1.6包气带：地表以下，地下水面以上岩层。

饱水带：地下水面以下，空隙被重力水所充满的岩层。

比较：二者均能作为地下水的储存空间与运移通道。饱水带只存在重力势，包气带同时存在重力势与毛细势；饱水带任意一点的压力水头是个定值，包气带的压力水头则是含水量的函数；饱水带的渗透系数是个定值，包气带的渗透系数随含水量的降低而变小。

1.7地下水位：地下水面上任意一点到黄河基准面的距离。

地下水埋深：地下水面到地面的距离。

比较：二者均是描述水在地下储存位置的量。二者在数值上采用的基准面不同。

二.简答题

2.1 简述水均衡并写出水均衡方程。

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。

水均衡方程：均衡期水的储存量变化△w等于收入项A与支出项B的差，即：

A-B=△w

收入项一般包括：大气降水量X，地表水流入量Y1，地下水流入量W1，水汽凝结量Z1，支出项一般包括：地表水流出量Y2，地下水流出量W2，蒸发量Z2

2.2 给出地下水补给资源的概念，简述补给资源的供水意义

概念：含水系统可以恢复再生的水量，是经常与外界交换的水量。

供水意义：保证作为供水水源所能长期持续提供的水量。补给资源量的大小决定了含水系统作为供水水源的规模。

2.3 简述地下水系统的概念

地下水系统包括地下水含水系统和地下水流动系统两部分。

地下水含水系统是指由隔水或相对隔水岩层圈闭的，具有同意水力联系的含水岩系。

地下水流动系统是指由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。

2.4 简述土壤次生盐渍化的形成条件

1.干旱半干旱气候

2.低平地势控制下的较浅的地下水位埋深

3.有利于毛细作用的颗粒细小的松散岩土

4.地下水流动系统的势汇----排泄处

三.作图题

3.1 试用剖面图表示上升泉的形成条件

3.2 河水与地下水具备什么条件才能发生水力联系？做一张水文地质剖面图表示受污染的河水对地下水的影响。

四.综合问答题

4.1 从水资源角度考虑，在平原地区开采第四系盆地深层孔隙水时，开采井的出水量可能由哪几部分组成。

答：深部承压水的补给资源、储存资源，将于、河流、深部承压水越流、浅部潜水的越流、基岩山区的侧向补给，粘性土的压密释水，承压含水层的弹性释水

地下水补给资源和地下水储存资源两部分组成。

含水系统可以恢复再生的水量，是经常与外界交换的水量，是保证作为供水水源所能长期持续提供的水量。当开采量超过含水系统的补给资源量时，含水系统的储存资源量将被动用。

4.2 开采后，平原地区水文地质条件可能会发生什么变化？

答：开采时人工采水代替原有各种天然排泄称为新的排泄去路，同时地下水位下降。若开采量较大，原有排泄去路将大量消失，如泉干涸、向地表水泄流消失、向大气蒸发排泄相当微弱。当地下水位下降波及地表水时，原先作为排泄去路的地表水体发过来称为地下水新的补给来源，含水系统便获得增补的补给资源，含水系统的允许开采量可能大于其天然补给量。当开采地下水后含水系统原来的天然排泄仍有部分保留，则开采条件下的补给量便小与天然

条件下的补给资源量。允许开采的水量也就小于其补给资源量。开采可能导致粘性土压密释水，使作为隔水层或弱透水层的粘性土层变薄。

4.3 长期或过量开采，可能会出现什么环境问题？

1.生态退化：原有水文循环被破坏，大量泉消失。地下水位下降还会使由浅埋地下水维持的沼泽湿地被疏干，使湿地衰亡、生物灭绝。在干旱半干旱地区，地下水位下降使包气带变厚同时水分供应不足，导致植被衰退、土地沙化、盐渍化，最终导致生态全面退化。

2.地面沉降：根据有效应力原理，开采地下水将使土层有效应力增大，发生压密变形，对于粘性土来说，这种压密变形是不可逆的，因此产生地面沉降。

3.塌陷：开采使盐溶化岩层上覆的松散沉积物失去水的浮托力，在下部隐藏有溶洞时将发生地表塌陷。

4.地下水质恶化：当粘性土压密释水时，粘性土中的某些组分，如氟，也随之将进入含水层，是水质恶化。

5.咸水入侵：在沿海或地下存在咸水含水层的地区，开采形成新的势汇后，使咸水侵入淡水流动系统。

4.4 试举一例，说明如何防范地下水开发利用中出现的环境问题。

干旱半干旱地区长期开采地下水用于灌溉农田将导致土壤盐渍化，此时，可以人为的增加地下水径流排泄，如布设排水沟，来减弱蒸发排泄作用。