水文地质学基础练习 答案.docx
《水文地质学基础练习 答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水文地质学基础练习 答案.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
水文地质学基础练习答案
《水文地质学基础》
能力拓展练习
班级：
学号：
姓名：
一、阅读以下材料，分别说明A、B两区的气候类型并比较两种气候类型对地下水的影响。
（1）A区处于黄土高原地带，气候变化显著，属温带大陆季风气候气候。
年平均气温9.9℃，最高气温35℃，最低气温-19.8℃。
年降水量分配极不均匀，多集中在六、七、八三个月，多年平均降水量为567.2mm，最大年降水量767.4mm（2003年），最小年降水量385.4mm（2004年）。
最大年蒸发量2346.4mm，最大冻土深度61cm。
全年风向夏季多东南风，冬季多西北风。
（2）B区为温带季风区海洋～大陆性气候气候，四季分明。
据气象站1959年1月到1998年11月的观测资料：
年平均气温13.5℃，月平均最高气温34.3℃（1957年7月），日最高气温41.6℃（1960年6月21日），月平均最低气温-9.8℃（1963年1月），日最低气温-19.4℃（1964年2月18日），多年来最低平均气温月为1月，平均气温-2℃，平均最高气温月为7月，平均29℃。
年平均降雨量677.17mm，年最大降雨量为1186.0mm（1964年），年最小降雨量为347.90mm（1988年），日最大降雨量177.1mm（1965年7月9日），降雨多集中于每年的7、8月份。
一般春季雨量少，时有春早。
年平均蒸发量1728.27mm，年最大蒸发量2228.2mm（1960年），年最低蒸发量1493.0mm（1984年）。
春夏两季多东及东南风，冬季多西北风，最大风力8级，平均风速为2.3m／s。
历年最大积雪厚度0.15m，最大冻土深度0.3lm。
说明：
本题通过实际材料向学生说明气候因素对地下水的影响。
本题主要从降水量、蒸发量等要素说B区比A区降水量丰富，蒸发量小，更有利于地下水形成。
本题中A区实际是山西省潞安矿区，B区实际是山东省济宁矿区。
二、下图为某地综合柱状图，请分析各含水层的介质类型，这些含水层是否可以划分含水层组。
说明：
本题主要通过一个实际水文地质柱状图，让学生了解实际情况中含水层和隔水层是如何划分的，并了解孔隙、裂隙、溶隙三种不同类型的含水层。
本例中，从上到下共划分了8个含水层，可向学生逐一介绍。
本例中，一含到四含为孔隙含水层，也可划分为一个含水层组，为第四系松散含水层组；五、六、七含为裂隙含水层，其中六、七含可划分为一个含水层组，为煤系砂岩含水层组。
八含为岩溶含水层，其下奥灰也不岩溶含水层。
三、对以下四个表中数据，说明了水文地质学中的哪些理论？
松散岩石孔隙度数值表
岩石名称
砾石
砂
粉砂
粘土
泥炭
孔隙度
25～40
25～50
35～50
40～70
80
松散岩石持水度数值表
岩石名称
粗砂
中砂
细砂
极细砂
亚粘土
粘土
颗粒大小mm
2～0.5
0.5～0.25
0.25～0.1
0.1～0.05
0.05～0.002
＜0.002
最大分子水容度,%
1.57
1.6
2.73
4.75
10.8
44.85
常见松散岩石的给水度
岩石名称
粘土
亚砂
粉砂
细砂
中砂
粗砂
砾砂
细砂
中砾
粗砾
平均给水度%
2
7
8
21
26
27
25
25
23
22
松散岩石渗透系数经验值
岩性
渗透系数，m/d
岩性
渗透系数,m/d
亚粘土
0.001～0.10
中砂
5.0～20.0
亚砂土
0.1～0.50
粗砂
20.0～50.0
粉砂
0.50～1.0
砾石
50.0～150.0
细砂
1～5.0
卵石
100.0～500.0
说明：
（1）松散岩土的孔隙度与岩土颗粒大小有关，粒径越小，孔隙度越大；
（2）岩土的持水度主要是结合水持水度，与颗粒的比表面积有关，颗粒粒径越小，比表面积越小，持水性越强。
（3）给水度主要与岩土的孔隙大小有关，岩土的颗粒粒径越大，孔隙越大，给水度越高。
（4）渗透系数主要也与岩土的孔隙大小有关，岩土的颗粒粒径越大，孔隙越大，渗透系数越大。
（5）渗透系数主要与给水度关系较大，与持水度负相关。
四
（1）如图示，有一潜水含水层由均质砂组成，隔水底板水平，在平面上水流呈稳定平面流动，潜水面浸润曲线为一下降曲线。
请推导该含水层流量公式。
（设渗透系数为K，渗透宽度为B，其它数据如图示）
解：
根据达西定律：
设含水层的厚度为h，则单位宽度水流断面积为1.h=h,单位宽度渗流量q为：
分离变量得：
由断面1到断面2对上式积分：
得
令S2-S1=L得：
如渗透宽度为B，则：
（2）某水库区经过水文地质工作后，得到如图-1所示的水文地质剖面图（均质、稳定的二维流），已知河1水位
=40m,河2水位
=35m，水平隔水底板的标高Z=20m，河间地段长度L=1000m，如在河1修建水库并蓄水至库水位
=50m，K=10m/d，如无入渗补给，请问蓄水后水库会不会向河2渗漏，渗漏量是多大？
解：
根据条件，本例可用上题单宽流量公式计算
h1=30m，h2=15m，L=1000m、K=10m/d代入计算得：
=3.375m2/d。
五
（1）根据下面流网图，请分析河流与地下水的补给关系。
（2）参照上图，请画出河流补给地下水情况的流网。
说明：
（1）地下水补给河流
（2）与图相反即可
六、根据下表的水化学资料，请写出该水样的库尔洛夫式，画出柯林柱状图，该水样如用布罗茨和阿廖金分类法属于哪一类。
某地地下水化学分析结果表示形式
离子
Mg/L
毫克当量/L
毫克当量%
其他成分
阳离子
Na＋K
9.3
0.40
16.8
CO2:
11mg/L
总矿化量：
120mg/L
水温：
11℃
流量：
2.6L/s
Ca
36.9
1.84
77.3
Mg
1.7
0.14
5.9
总计
47.9
2.38
100.0
阳离子
Cl
3.9
0.11
4.6
SO4
1.0
0.02
0.9
HCO3
137.5
2.25
94.5
总计
142.4
2.38
100.0
说明：
库尔洛夫式
布罗茨分类为
型，矿化度小于1g/L亚型
阿廖金分类法
七、下表1为某矿一出水点的水质化验表，表2为该矿各含水层的水质特征。
请问表2中水质类型是按什么方法分类的？
请将表1水样也按此方法分类，并分析该出水点可能是哪一个含水层出水。
表2该矿各含水层水质特征表
含水层
总矿化度
（g/l）
硬度（德国度HO）
水质类型
（>25%mgN）
水质特征
时代
序号
总
永
暂
负
Q
河水
0.46
15
0
15
2
HCO3-NaMgCa
总矿化度低，永硬为0，阴离子以HCO3-为主
一
二
0.43
13
0
13
6
HCO3-NaCa
二
0.39
17
0
17
3
HCO3-MgCaNa
0.47
16
0
16
7
HCO3-NaMgCa
三
0.48
18
0
18
2
HCO3-MgNaCa
0.59
18
0
18
4
HCO3-NaMgCa
N
四
16
0
SO4Cl-NaMgCa
总矿化度较高，总硬高，负硬为0，阴离子以SO4=Cl-为主，阳离子含均>25%mgN
SO4Cl-NaCaMg
SO4Cl-MgNaCa
J
五
17
0
SO4Cl-NaCa
与四含水水质相相近似，但Mg++Mg++<25mgN
P2
六
1.55
16
0
16
5
ClHCO3-Na
永硬为0，负硬高，阴离子以Cl-HCO3-为主，阳离子以Na+为主
1.55
9~17
0
9~17
3~11
ClHCO3-Na
P1
七
3~10
0
3~10
26~67
ClHCO3-Na
C3
八
1.04
28
10
18
0
HCO3SO4Cl-NaCa
三个阴离子含量均>25%mgN
O2
九
1.20
32
16
16
0
SO4ClHCO3-NaCaMg
各阴、阳离子含量均>25%mgN
表1某矿一出水点的水质化验表
取样地点
Ⅱ水平皮带机巷P2+20m
水样编号
取样
日期
2010.10.2
取样层位
Ct
化验编号
S2010296
分析
日期
2010.10.3
离子分析
项目
数量
单位
离子
每立升中含量
全硬度
47.32
毫克/升（以CaCO3计）
毫克
毫摩尔
毫摩尔（%）
永久硬度
0.00
毫克/升（以CaCO3计）
阳
离
子
K++Na+
527.64
22.941
97.98
暂时硬度
47.32
毫克/升（以CaCO3计）
Ca2+
7.11
0.177
0.76
负硬度
492.90
毫克/升（以CaCO3计）
Mg2+
7.18
0.295
1.26
酸度
//
Fe3+
//
//
//
碱度
540.22
毫克/升（以CaCO3计）
Fe2+
//
//
//
PH值
8.67
[H+]
NH4+
//
//
//
侵蚀CO2
//
毫克/升
总计
541.93
23.413
100.00
游离CO2
0.00
毫克/升
阴
离
子
CL-
192.21
5.422
27.97
固定CO2
//
毫克/升
SO4
367.97
3.833
19.77
可溶SiO2
//
毫克/升
HCO3-
577.42
9.463
48.82
总固形物
//
毫克/升
CO32-
40.00
0.667
3.44
溶解固形物
1472.00
毫克/升
NO3-
//
//
//
耗氧量
//
毫克/升
NO2-
//
//
//
溶解量
//
毫克/升
总计
1177.60
19.385
100.00
矿化度
//
毫克/升
说明：
表2为舒上路卡列夫分类法。
表1水质类型为：
HCO3Cl-Na
为煤系砂岩水。
八、下图为娘子关泉域分布图，请查阅相关资料，分析娘子泉域的补径排关系。
娘子关泉域分布范围
九、如图所示的冲积平原。
平原西部以山脉为界，山脉由不透水的花岗岩和石英岩组成，平原东部以一大河为界，山脉与河流间的平原面积为33.7km2，地下水系统由砂质沉积物组成，可看做单一潜水含水层。
含水层的降水补给为130mm/年，几条小溪在山脚处汇入沙质冲击区，也补给地下水系统3000m3/d。
主河流附近有几处泉水，测得总排量为5000m3/d。
泉水完全用于家庭供水，其对含水层的回归流忽略不计。
另外，河流有基流，其部分源自河流以西地区，图中已标明，该基流估计为10000m3/d。
试计算该含水层是否均衡？
答案：
收入项（A）包括降水量（Xf）、地表水流入量（Yf）（2分）
支出项（B）包
升级会员 