水文地质学基础6
《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4-14.2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。
水文地质学基础(第六版)第6章_包气带水
2 Pc r 4 Pc D
附加表面压强的讨论：
当液面为凸形时，附加表面压强为正，P = P0 + Pc；
当液面为凹形时，附加表面压强为负，P = P0 - Pc； 当为平液面时，不产生附加表面压强，P = P0 。
二、毛细负压及其测定方法
水在孔隙中经常形成凹形弯液面,产生的毛细
水文地质学基础 General Hydrogeology
第六章 包气带水
本章内容
6.1 毛细现象和毛细水
6.2 土壤水势及其组成 6.3 包气带水的分布与运动规律
6.4 涉及包气带水的主要领域
毛细现象：
6.1 毛细现象和毛细水
将细小的玻璃管插入水中,水会在管中上升到一定高度才停
止,这便是固、液、气三相界面上产生的毛细现象。
hc
根据茹林公式可知:最大毛细上升高度与毛 细管直径成反比。故土颗粒越细、孔径越小，最 大毛细上升高度越大。
表1 松散孔隙介质支持毛细水高度
悬挂毛细水弯液面：毛细力与重力的平衡：
在上层颗粒细而下层颗粒粗的层状细粒层中可形成悬挂毛细水。
悬挂毛细水上下端均出现弯液面，下端的弯液面可以是凸、平、
D —毛细管直径，单位为mm。
hc为毛细压力水
头，是一个负的
压力水头。
可以用张力计测
定包气带的毛细 压力水头。
从图可以看出它
是一个负的压力 水头,故称为毛
细负压。
在饱水带中（用水力学原理）：测量任一点的压力水头—用测压管（压力
计） H=Z+hp 在包气带中（测负压）：张力计是一端带有陶土多孔杯的充水弯管，多孔
H = Z - hc
式中:
水文地质学基础知识
水文地质学基础知识水文地质学是研究地下水活动及其与地质形态结构、岩石、土壤和水文过程之间的相互关系的学科。
它的研究对象主要是地下水的成因、分布、流动、质量及地下水与地表水之间的关系。
水文地质学对于水资源的合理利用和保护具有重要意义。
本文将介绍水文地质学的基础知识，包括地下水的形成、分布、流动及调查方法。
地下水形成的过程主要有两种，一种是通过大气降水渗入土壤和岩石中，并逐渐下渗形成地下水；另一种是通过地表水与地下水之间的相互渗透转化而来。
降水经过土壤和岩石的渗透作用，一部分被植物吸收，一部分在地表径流或蒸发散失，剩余的部分则渗透到地下形成地下水。
地下水一般分布在岩石孔隙、裂隙和含水层中，形成了地下水系统。
地下水的分布主要受岩石性质、地形和降水条件等因素的影响。
岩石的孔隙度和渗透性是影响地下水分布的重要因素。
一般来说，孔隙度越大、渗透性越好的岩石，地下水分布越广泛。
地形也对地下水分布起着重要作用，一般来说，山地地下水资源丰富，而平原地区地下水资源较为匮乏。
地下水的流动是指地下水在地层中的运动。
地下水的流动速度受渗透性、渗透压、水头差和岩石压力等多种因素的综合影响。
一般来说，渗透性高的岩石地下水流动速度较快，而渗透性差的岩石地下水流动速度较慢。
渗透压是指地下水渗透的驱动力，它主要取决于水文梯度和水的分子运动能力。
地下水的流动方向一般是由高处向低处流动。
水文地质学对地下水资源的调查至关重要。
地下水调查包括地下水位、含水层厚度、地下水化学性质等指标的测定。
地下水位是指地下水面距离地表的高度，它反映了地下水的丰度。
含水层厚度是指地下水层的厚度，它是地下水资源的重要指标。
地下水化学性质是指地下水中溶解固体和溶解气体的性质，它对地下水的使用和利用具有重要影响。
地下水的有效开采和持续利用对于水资源的可持续发展具有重要意义。
为了合理利用地下水资源，需要进行有效的管理和保护。
合理的管理包括建立地下水观测网络，及时监测地下水资源的动态变化；制定科学合理的地下水开采方案，保证地下水资源的持续利用；加强地下水资源保护，防止地下水污染和过度开采等问题。
水文地质学基础(第六版)第4章 地下水的赋存
中间带（过渡带） 支持毛细水带，毛 细饱和水带
包气带是饱水带中地下水参与水文循 环的一个重要通道；“重力水”通过 包气带获得降水、地表水的入渗补给 （补充），部分水又通过包气带将水 分传输，蒸发，消耗出去。
饱水带
岩石空隙被水完全充满 →→是二相介质（固相+液相水）
空隙中水的存在形式：
①重力水
②结合水
承压水埋藏类型：
承压水的形成主要取决于地质构造，不同的地质构造决定了承压水埋藏 类型的不同。这是与潜水形成的主要区别。 构成承压水的地质构造大体上可以分为：盆地或向斜构造和单斜构造
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动态特征：
承压水参与水循环不如潜水积极，气象、水文因素对于 承压水的影响较小，承压水动态比较稳定，资源不容易补 充和恢复，但是由于其含水层厚度通常较大，资源具有多 年调节性。
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可解决的问题：
潜水与地表水的相互关系：根据水位确定潜水与地表水的相互补给关系。
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可解决的问题：
潜水与地表水的相互关系：根据水位确定潜水与地表水的相互补给关系。
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承压水的水质取决于埋藏条件及其与外界联系的程度。 与外界联系紧密，参加水循环积极，承压水的水质就越接 近入渗的大气降水和地表水，通常为含盐量低的淡水；如 果与外界联系差，水循环缓慢，水的含盐量就越高。
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水压面特征：
概念：测压水位即测压水的水压面，非实际存在，只是一个
可解决的问题：
合理布设取水井和排水沟：根据水位合理布设取水井和排水沟。
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4.3.4 承压水
水文地质学基础 第六章 地下水的化学成分及其形成作用.
5. K＋ ◆ 地下水中K＋的含量只有Na＋含量的4％～10％。 ◆ 一般将K＋归并到Na＋中进行分析，不另区分。
如Na＋（+ K＋ ）
6. Ca2＋（低矿化水的主要阳离子） ◆ 含量一般不超过数百mg/L ◆来源： ☆碳酸盐类沉积物及含石膏沉积物的溶解； ☆岩浆岩及变质岩中含钙矿物的风化溶解。 7. Mg2＋ ◆ 化学性质及来源与Ca2 ＋相近，但地壳组成中 Mg2＋比较少，因此含量通常较Ca2 ＋少。
化合物的当量=化合物分子量 / 阴（阳）离子价 meg/L＝mg/L /离子的当量
☆德国度（H°） ：相当于1L水中含10mgCa2＋或 7.2mgMg2＋的量。
1 meg/L＝2.8 H°
4.地下水按硬度分类：
地下水类型 极软水 软 水 弱硬水 硬 水 极硬水
硬度（mg/L，以 CaCO3计）
＜75
◆专项分析：
只分析一个或少数几个成分，分析项目根据具体任务确 定。
如：在对地下水质作动态观测时，可只选有代表性的离 子作定期分析；
为判明含水层之间是否有联系时，只需要作个别离子的 分析；
在为寻找饮用水源进行地下水调查时，需进行水中有毒 成分如As（砷）、Pb（铅）、F（氟）等项目的分析。
三、水化学分析资料整理
如：CO2可促进碳酸盐类的溶解。
二、地下水中主要离子成分
◆主要离子共7种： Cl－、SO42－、HCO3－、Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋
◆占主要地位离子随矿化度（含盐量）的变化： ☆低矿化水以HCO3－及Ca2＋ ，Mg2＋为主； ☆中等矿化水以SO42－及Na＋为主，阳离子也可以
是Ca2＋ ； ☆高矿化水以Cl－及Na＋为主。
水文地质学基础
水文地质学基础1.自然界的水循环分为水文循环与地质循环。
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。
水文循环的速度较快，途径较短，转换交替比较迅速。
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.海洋与大陆之间的水分交换为大循环。
海洋或大陆内部的水分交换称为小循环。
5.表征大气状态的物理量和物理现象，统称气象要素，包括：气温、气压、空气湿度、降水、蒸发、风等6.简述水文循环的驱动力及其基本循环过程？水文循环的驱动力是太阳辐射和重力。
由海洋和陆地表面的水蒸发成为水汽进入大气圈，水汽随气流飘移。
在适宜的条件下，重新凝结成液态或固态降落，降落的水分，一部分汇集江河湖泊形成地表水，另一部分渗入土壤岩石，成为地下水。
地表水蒸发为水汽，返回大气圈；有的渗入地下，成为地下水；其余部分流入海洋。
地下水直接蒸发或通过植物间接返回大气圈，部分形成地下径流。
地下径流或直接流入海洋，或在转化为地表水，然后再返回海洋。
7.影响水面蒸发的因素有哪些? 如何影响？影响因素有：气温、气压、湿度和风速。
主要取决于气温和绝对湿度。
温愈高，绝对湿度愈低，蒸发愈强烈，反之，蒸发愈弱。
气压是通过气压差的大小影响空气对流而影响蒸发的，气压差和风速愈大，蒸发就强烈，反之，蒸发愈弱8.自然界水循环的意义？水通过不断循环转化使水质得以净化；水通过不断循环水量得以更新再生；维持生命繁衍与人类社会发展；维持生态平衡。
9. 孔隙度是指某一体积岩石中孔隙体积所占的比例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。
对于粘性土，结构及次生孔隙常是影响孔隙度的重要因素。
10. 裂隙率：裂隙体积与包括裂隙在内的岩石体积的比值11. 岩溶率：溶穴的体积与包括溶穴在内的岩石体积的比值。
12. 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。
水文地质学基础(课件)-中国地质大学(武汉)06_地下水的物理性质与化学性质
6.2 地下水的物理性质
6.2.2 温度
埋藏在不同深度的地下水，其温度变化规律不同。根据受热 源影响的不同，地壳表层可分为变温带、常温带及增温带。
变温带——受太阳辐射影响的地表极薄的带。近地表的地下水温 度受气温的影响较大，具有周期性的昼夜变化和季节变化：
温度具有昼夜变化的地下水，其埋藏深度一般在3-5m (1-2m)以内，
一个地区地下水的化学面貌，反映了该地区地下水的历史演变。
人类活动对地下水物理性质和化学性质的影响，在时间上虽然非 常短，然而，在许多情况下这种影响已经深刻地改变了地下水的 面貌！
在实际生产和科研工作中，对地下水的物理性质 和化学性质的研究，有着重要意义：
阐明地下水的起源与形成； 揭示许多地质过程； 水质评价。 研究地下水中化学元素的时空分布特征和迁移转化 规律的学科是——水文地球化学。
度最小；钙的硫酸盐，特别是钙、镁 的碳酸盐的溶解度最小。
盐类 NaCl
溶解度 (0℃，g/L)
350
随着矿化度的增加，钙镁的碳 酸盐首先达到饱和析出，继续增大时， 钙的硫酸盐也饱和析出，因此，高矿 化水中便以易溶的氯和钠占优势了， 由于氯化钙的溶解度更大，因此在矿
KCl 290
MgCl2 CaCl2 Na2SO4 MgSO4 CaSO4
6.2.3 颜色
地下水的颜色主要由其成分和悬浮于其中的杂质所决定： 一般的地下水为无色； 含硫化氢气体的水，在氧化后由于有硫磺胶体产生，故常呈翠绿色； 硬度大的水为浅蓝色，含氧化亚铁的水呈浅蓝绿色，含氧化铁的水 呈褐红色；
含腐殖质的水多呈暗黄褐色。
含有悬浮杂质的水，其颜色决定于悬浮物的颜色，颜色深浅则取 决于悬浮物的多少。
分级
说
明
《水文地质学基础》完整版
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。