材料与计算题考试重点经典分析.docx
《材料与计算题考试重点经典分析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《材料与计算题考试重点经典分析.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
材料与计算题考试重点经典分析
（一）潜水等水压线图
1、根据下列图1的三图分析指出（A）、（B）、（C）各河的河水与潜水的相互关系及潜水流线。
答案要点：
（A）图：
河流右侧为地下水（潜水）补给地表水（河流）；左侧侧地表水（河流）补给地下水（潜水）。
（B）图：
地表水（河流）补给地下水（潜水）。
（C）图：
地下水（潜水）补给地表水（河流）。
地下水流线见图2
图1
图2
2、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。
答案要点：
（1）地下水的流向为垂直等水位线从高到低的方向，故本区河谷两岸地下水均指向河流，属地下水补给地表水。
（2）
（3）d＝88-84＝4m，即在C点处达4m就可见到地下水。
（4）D点有泉水出露，属下降泉（侵蚀下降泉）。
3、龙江河谷地区的潜水等水位线图如下图所示，试确定：
（1）龙江两岸潜水的流向（用箭头表示），并阐明潜水与河水的补给关系；
（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10m；
（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=12m／d。
答案要点：
（1）龙江两岸潜水的流向见图中箭头所示。
河流西部为潜水补给河流，东部为河流补给潜水。
（2）
。
（3）渗透系数
（m／d）。
（二）承压水等水压线图
1、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）。
答案要点：
（1）垂直等水压线由高水位指向低水位（见图）。
（2）HA=37–20.5=16.5m（承压水头即承压高度=侧压水位标高–含水层顶板标高）
（3）hB=66–23=43m（含水层埋深=地形标高–含水层顶板标高）
（4）初见水位hC=19m，承压水位hC=37m
2、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。
答案要点：
（1）垂直等水压线由高水位指向低水位（见图）。
（2）hP=46–38=8m（含水层埋深=地形标高–含水层顶板标高）
（3）在P点打井，其稳定水位即为揭穿隔水顶板的井中静止水位的高程，等于侧压水位标高，所以为44m
（4）自流水范围为承压水测压水位高于地形标高（见图红线范围内）。
3、读某地承压水等水压线图，回答下面问题。
（1）P处承压水的流向是（）
A．自西北向东南；B．自东北向西南；C．自西南向东北；D．自东南向西北
（2）a、b、c、d四口水井中，井水水位海拔最高的是（）
A．a；B．b；C．c；D．d
（3）a、b、c、d四口水井中，挖得最浅的是（）
A．a；B．b；C．c；D．d
答案要点：
（1）B；
（2）A；（3）D
1、已知一等厚、均质、各向同性的承压含水层，其渗透系数为15m/d，孔隙度为0.2，沿着水流方向的两观测孔A、B间距L=1200m，其水位标高分别为Ha=5.4m，Hb=3m。
试求地下水的渗透速度和实际速度。
答案要点：
由题意得：
（m/d）
（m/d）
2、在等厚的承压含水层中，实际过水断面面积为400m2的流量为10000m3/d，含水层的孔隙度为0.25，试求含水层的实际速度和渗透速度。
答案要点：
由题意得：
（m/d）
（m/d）
3、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。
答案要点：
由题意得：
A、B、C的水位标高分别为：
90m、80m和100m，那么AB、BC、AC三边的水力梯度分别为：
0.01、0.02、0.01，即CB为通过三角形ABC的地下水流的方向，其水力梯度为0.02。
4、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
（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。
图2
图3
答案要点：
（1）、
（2）见图3。
（3）Q降雨入渗－Q河＝△ω
（4）如图4，最初观1孔水位下降速度比河水慢，后期比河水快。
图4
4、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？
答案要点：
（1）流线、等水头线、分水线，钻孔中的水位见上图。
（2）获得信息主要有：
①由分水岭到河谷，流向从由上向下到接近水平再向上；②在分水岭地带打井，井中水位随井深加大而降低，河谷地带井水位则随井深加大而抬升；③由分水岭到河谷，流线愈来愈密集，流量增大，地下径流加强；④由地表向深部，地下径流减弱；⑤由分水岭出发的流线，渗透途径最长，平均水力梯度最小，地下水径流交替最弱，近流线末端河谷下方，地下水的矿化度最高。
1、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15m/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HA=5.4m，HB=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
离子
mg/L
毫克当量/L
毫克当量%
其它成分
阳离子
Na+
50.90
2.19
92.0
H2S：
5mg/L
矿化度：
500mg/L
水温：
16℃
流量：
2.6L/s
Ca2+
3.0
0.15
6.30
Mg2+
0.49
0.04
1.70
总计
54.39
2.38
100.0
阴离子
Cl—
8.50
0.24
10.0
SO42—
7.0
0.14
6.0
HCO3—
122.20
2.0
84.0
总计
137.70
2.38
100.0
表5-2补给区地下水水化学分析结果
离子
mg/L
毫克当量/L
毫克当量%
其它成分
阳离子
Na+
6.60
0.28
12.0
CO2：
11mg/L
矿化度：
300mg/L
水温：
14℃
Ca2+
40.0
2.0
84.0
Mg2+
1.15
0.10
4.0
总计
47.75
2.38
100.0
阴离子
Cl—
6.74
0.19
8.0
SO42—
21.50
0.43
18.0
HCO3—
107.54
1.76
74.0
总计
135.78
2.38
100.0
舒卡列夫分类表
超过25%毫克当量百分数的离子成分
HCO3
HCO3+SO4
HCO3+SO4+Cl
HCO3+Cl
SO4
SO4+Cl
Cl
Ca
1
8
15
22
29
36
43
Ca+Mg
2
9
16
23
30
37
44
Mg
3
10
17
24
31
38
45
Na+Ca
4
11
18
25
32
39
46
Na+Ca+Mg
5
12
19
26
33
40
47
Na+Mg
6
13
20
27
34
41
48
Na
7
14
21
28
35
42
49
舒卡列夫分类中的矿化度分级表
组别
矿化度（g/L）
A
＜1.5
B
1.5~10
C
10~40
D
＞40
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。
答案要点：
（1）根据达西定律：
，由于
=15m/d，
，因此，
m/d，又由于
，所以实际流速
m/d。
（2）B处泉水：
；补给区A处：
（3）B处泉水：
7-A型，即低矿化度的HCO3—Na型水；补给区A处：
1-A型，即低矿化度的HCO3—Ca型水。
（4）可能经受了脱硫酸作用、浓缩作用，阳离子交替吸附作用。
2、某地下水水化学分析结果见表1，试回答下列问题：
表1某地地下水水化学分析结果
离子
mg/L
mgN/L
mgN%
阳离子
Na+
28.0
1.217
45.8
K+
6.8
0.174
11.1
Ca2+
21.8
1.09
35.7
Mg2+
4.5
0.375
7.4
小计
61.1
2.85
100%
阴离子
HCO3-
0.5
0.008
0.3
Cl-
11.3
2.5
88.4
SO42-
120.0
0.318
11.3
小计
131.8
2.826
100%
（1）计算矿化度；
（2）写出库尔洛夫式；
（3）进行舒卡列夫分类。
答案要点：
（1）矿化度为：
192.9mg/L=0.1929g/L。
（2）库尔洛夫式为：
（3）舒卡列夫分类为：
46-A型，即低矿化度的Cl—Na+Ca型水。
3、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：
，已知温泉补给区的地下水库尔洛夫式为：
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？
答案要点：
对温泉和温泉补给区的地下水库尔洛夫式的比较（即两处的化学成分及其含量的比较），有以下的结论：
温泉补给区
温泉排泄区
结论
SO418（即SO42-毫克当量百分数为18﹪）
H2S0.005（即H2S的含量为0.005g/l）
由于补给区的SO42-含量高，而温泉的H2S含量高，SO42-的含量少，所以地下水经过脱硫酸作用。
M0.2（即矿化度为0.2g/l）
M0.5（即矿化度为0.5g/l）
由于矿化度变大，存在浓缩作用
HCO374、Ca84、Na12（即HCO3-、Ca2+、Na+的毫克当量百分数分别为74%、84%、12%）
HCO384,Cl10,Na92（即HCO3-,Cl-,Na+的毫克当量百分数分别为84﹪，10﹪,92﹪）
由于温泉中某些可溶性的离子消失或增加，则说明可能存在溶滤作用；又由于Ca2+的减少，Na+的增多，则说明可能存在阳离子交替吸附作用；成分不同的水混汇合在一起，也可能导致温泉中离子的增加或减少，所以可能存在混合作用。
因此，由补给区到排泄区，地下水主要经受了脱硫酸作用、浓缩作用、溶滤作用、阳离子交替吸附作用、混合作用。
1、指出图1中泉的类型。
答案要点：
（1）下降泉：
a、b为侵蚀泉，c为接触泉，d、e、f、g为溢出泉；
（2）上升泉：
h为侵蚀泉，i为断层泉，j为接触泉。
图1
2、如图2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1m3/s；2号泉流量为2m3/s；3号泉流量为3m3/s。
（多年平均值）
图2
答案要点：
（1）1号泉——溢流泉；2号泉――侵蚀（上升泉）；3号泉――侵蚀（上升泉）
（2）对于含水层A，补给条件好于含水层B，储存资源小，调节性差。
对于含水层B，补给条件取决于补给区以上的汇水条件，而含水层B的储存资源较丰富，供水的调节性好。
因此，作为供水源地，含水层A和B结合起来更有利于供水的持续性和稳定性。
3、有一潜水含水层，潜水位为100m，其下部有一承压含水层，测压水头为80m，二含水层之间有一层10m厚的弱透水层，其垂向渗透系数为0.001m/d，试计算单位时间水平面积上的越流量。
答案要点：
（m3/d）
式中，Q——单位水平面积上的越流量（m3/d）；K——渗透系数（m/d）；I——水力梯度；F——发生越流的弱透水层分布面积（m2）
4、有一潜水含水层，潜水位为80m，其下部有一承压含水层，测压水头为70m，二含水层之间有一层5m厚的弱透水层，测得单位水平面积上的越流量为0.01m3/d，试计算弱透水层的垂向渗透系数。
答案要点：
由
，知
（m/d）
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W1～W4的滤水管均位于孔底。
回答下列问题：
（1）比较W3和W4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W4中投入某放射性物质，在W1和W2中哪个孔最先观察到?
答案要点：
（1）W3的钻孔水位低，W4钻孔水位高，由于W4的钻孔深度相对于W3的要深，所以承受的压力更大，水被压上来的高度越高，即钻孔水位高。
（2）泉A是上升泉，B是下降泉。
（3）虚线属于泉A，实线属于泉B。
一次降水过后，泉B先得到补给，泉流量会先出现高峰；而泉A由于是承压含水层的水补给，所以要过一段时间才能有较多的水量补给，出现高峰。
（4）如果在W4中投入某放射性物质，在W1孔最先观察到，因为含水层中的水径流方向是斜向下的，某放射性物质随径流先到达W1孔的下部，所以在W1孔最先观察到该放射性物质。
1、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HCO3–、SO42–、Cl–，阳离子有Na+、Ca2+，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100Km2，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0.00008m3/（m2.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5m3/（m.d），水源地开采量为每年2千万m3。
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？
答案要点：
（1）洪积扇顶部到前缘，根据潜水埋深可分为潜水深埋带、溢出带和潜水下沉带；根据水质特点可分为盐分溶滤带、盐分过路带和盐分堆积带。
（2）山前地带气候相对湿润，洪积扇中颗粒较粗大，地形坡度大，潜水埋深大，以溶滤作用为主，形成低矿化度的HCO3—Ca型水；盆地中心地带气候相对干燥，地形坡度小，潜水埋深小，以蒸发作用为主，易形成高矿化度的Cl—Na型水；洪积扇与盆地接触地带气候条件、颗粒大小和潜水埋深介于上两者之间，易形成中等矿化度的SO4—Ca或SO4—Na型水。
（3）本水源地为典型的有人类活动影响的干旱、半干旱平原均衡区，水均衡方程式如下：
式中：
—降水入渗补给量；
—地表水入渗补给量；
—潜水蒸发量；
—开采量；
—潜水存储变化量
（4）本均衡区的收入项为降水入渗补给量
、地表水入渗补给量
；支出项为潜水蒸发量
，开采量
。
根据题意可知：
=0.6×0.2×108×=1.2×107（m3）；
=5×8000×365=1.46×107（m3）；
=0.00008×108×365=0.29×107（m3）；
=2.0×107（m3）。
收入项
=2.66×107（m3）＞支出项
=2.29×107（m3），因此，本均衡区为正均衡。
2、某水源地开采区为正方形，边长为15Km，区域面积为225Km2。
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180Km2的地区，地下水位埋深2~3m，蒸发强度为0.00008m3/（m2•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5m3/（m•d）和10m3/（m•d），北部和东部为隔水边界，水源地开采量为每天700000m3，进行均衡计算，确定该水源地是正均衡还是负均衡。
答案要点：
以下用每天的收入与支出来计算：
（1）收入项
降水入渗补给量（
）=（0.74×225×106×0.2）/365=92.5×103（m3/d）
南、西部地表水补给量（
）=（5+10）×15×103=225×103（m3/d）
（2）支出项
蒸发量（
）=0.00008×180×106=14.4×103（m3/d）
开采量（
）=700×103（m3/d）
收入项
=317.5×103（m3/d）＜支出项
=714.4×104（m3/d）。
因此，本均衡区为负均衡。
升级会员 