水文地质学试题库及参考答案.docx

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水文地质学试题库及参考答案

绪论

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。

它研究地下水与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作用下地下水水量和水质在时空上的变化规律，并研究如何运用这些规律去兴利避害，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。

二、填空题

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、地质营力、致灾因子、生态环境因子、和信息载体。

三、问答题

1、水文地质学的研究对象

答：

（1）地下水赋存条件；

（2）地下水资源形成条件及运动特征；（3）地下水的水质；（4）地下水动态规律；（5）地下水与环境的相互关系；（6）地下水资源的开发利用。

第二章地球上的水及其循环

一、名词解释：

1、水文循环：

发生于大气水、地表水和地壳浅表地下水之间的水文交换。

水文循环的速度较快，途径较短，转换交替比较迅速。

2、地质循环：

发生于大气圈到地幔之间的水分交换

3、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。

4、海陆之间的水分交换称为大循环，海陆内部的循环称为小循环。

二、填空

1、自然界的水循环按其循环途径长短、循环速度的快慢以及涉及圈层的范围，分为水文循环和地质循环。

2、太阳辐射和重力水循环是水文循环的一对驱动力，以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的。

3、主要气象要素有气温、气压、湿度、蒸发、降水。

三、问答题

1、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。

地表水、包气带水及饱水带中浅层水通过蒸发和植物蒸腾而变为水蒸气进入大气圈。

水汽随风飘移，在适宜条件下形成降水。

落到陆地的降水，部分汇聚于江河湖沼形成地表水，部分渗入地下，部分滞留于包气带中，其余部分渗入饱水带岩石空隙之中，成为地下水。

地表水与地下水有的重新蒸发返回大气圈，有的通过地表径流和地下径流返回海洋。

2、水循环对于保障生态环境以及人类发展的作用：

一方面：

通过不断转换水质得以净化。

另一方面，通过不断循环再生，水量得以持续补充。

第三章岩石中的空隙与水分

一、名词解释

1、孔隙度：

单位体积岩土（包括孔隙在内）中孔隙所占的比例

2、裂隙：

坚硬岩石地层中的空隙

3、溶穴：

可溶性基岩地层中经溶蚀后的空隙

4、结合水：

附着于固体表面，在自身重力下不能运动的水，即结合水具有一定的抗剪强度

5、重力水：

远离固相表面，水分子受固相表面吸引力的影响极其微弱，主要受重力影响，在重力影响下可以自由运动。

6、毛细水：

受表面吸引力，重力还有另一种力—称毛细力的作用，产生毛细现象。

7、容水度：

岩石完全饱水时所能容纳的最大的水体积与岩石总体积的比值。

8、给水度：

地下水位下降单位体积，释出水的体积和疏干体积的比值

9、持水度：

地下水位下降时，滞留于非饱和带中而不释出的水的体积与单位疏干体积的比值

孔隙度=给水度+持水度

10、含水量：

松散岩土孔隙中包含的水与岩土的比值。

二、填空

1、岩土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，对地下水的分布和运动具有重要影响。

2、岩体空隙可分为松散岩土中的孔隙、坚硬岩石中的裂隙、和可溶岩石中的溶穴。

3、课本18页地壳岩土中的水分类看下。

4、岩石裂隙按成因分为：

成岩裂隙、构造裂隙、风化裂隙。

5、地下水按岩层的空隙类型可分为：

孔隙水、裂隙水、和岩溶水。

6、通常以容水度、含水量、给水度、持水度和透水性来表征与水分的储容和运移有关的岩石性质。

7、岩性对给水度的影响主要表现为空隙的大小与多少。

8、松散岩层中，决定透水性好坏的主要因素是孔隙大小；只有在孔隙大小达到一定程度，孔隙度才对岩石的透水性起作用。

9、水文地质学研究的主要对象是重力水。

三、问答题

1、简述影响孔隙度大小的主要因素，并说明如何影响？

影响孔隙度大小的因素有：

颗粒大小、分选程度、颗粒形状、胶结程度以及特殊孔隙的影响（结构性孔隙、虫孔、根孔、干裂缝等次生空隙）

颗粒大小不一、分选性愈好、颗粒形状愈不规则、胶结充填愈差时，孔隙度愈大；反之，颗粒大小均一、分选性愈差、颗粒形状愈规则、胶结充填愈好时，孔隙度愈小。

2．太砂基有效应力原理内容？

在松散沉积物质构成的饱水砂层中，作用在任意水平断面上的总应力Ｐ由水和骨架共同承担。

及总应力Ｐ等于孔隙水压力Ｕ和有效应力Ｐ'之和。

因此，有效应力等于总应力减去孔隙水压力，这就是有效应力原理。

注：

孔隙水压力是连续的，因此，对于岩土体任意水平面都适用；对与饱水含水层，封闭是孔隙水压力形成的必要前提；有效应力远离不仅适用于土体，也适用于岩体；孔隙承压含水层水位下降时，孔隙度。

给水度、渗透系数等都会变小。

第四章地下水的赋存

一、名词解释

1、包气带：

地表以下一定深度的地下水面以上的部分称为包气带，其中存在气态水、结合水和毛细水。

2、饱水带：

地表以下一定深度的地下水面以下的部分称为饱水带，其中存在结合水和重力水。

3、含水层：

是能够透过并给出相当数量水的岩层—各类砂土，砂岩等。

4、隔水层：

不能透过与给出水或透过与给出的水量微不足道的岩层——裂隙不发育的基岩、页岩、板岩、粘土（致密）

弱水层：

渗透性很差，给出的水量微不足道，但在较大水力梯度作用下，具有一定的透水能力的岩层——各种粘土，泥质粉砂岩

越流：

相邻含水层通过期间的相对隔水层发生水量交换

含水系统：

由隔水或相对隔水边界圈围的，内部具有统一水力联系的赋存于地下水的岩系

5、潜水：

饱水带中第一个具有自由表面的稳定含水层的水。

6、承压水：

充满于两个隔水层之间的含水层中的水。

7、承压高度：

揭穿隔水顶板的钻孔中静止水位到含水层顶面之间的距离。

8、测压水位：

揭穿隔水顶板的井中静止水位的高程。

9、贮水系数：

测压水位下降（或上升）一个单位深度，单位水平面积含水层释出（或储存）的水体积。

10、上层滞水：

当包气带局部隔水层之上积聚的具有自由表面的重力水。

二、填空

1、包气带自上而下可分为土壤水带、中间带和毛细水带。

2、地下水的赋存特征对其水量、水质时空分布有决定意义，其中最重要的是埋藏条件和含水介质类型。

3、据地下水埋藏条件，可将地下水分为上层滞水、潜水和承压水。

4、按含水介质（空隙）类型，可将地下水分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。

5、潜水的排泄除了流入其它含水层以外，泄入大气圈与地表水圈的方式有两类，即：

径流排泄和蒸发排泄。

6、承压含水层获得补给时测压水位上升，一方面，由于压强增大含水层中水的密度加大；另一方面，由于孔隙水压力增大，有效应力降低，含水层骨架发生少量回弹，空隙度增大。

7、承压含水层排泄时，减少的水量表现为含水层中水的密度变小及含水介质空隙缩减。

8、、由于表面张力的作用，弯曲的液面对液面以内的液体产生附加表面压强，而这一附加表面压强总是指向液体表面的曲率中心方向；突起的弯液面，对液面内侧的液体，附加一个正的表面压强；凹进的弯液面，对液面内侧的液体，附加一个负的表面压强。

三、问答题

包气带与饱水带异同？

包气带特征：

（1）包气带一般含有结合水、毛细水、气态水；

（2）包气带自上而下可分为土壤水带、中间带和毛细水带；

（3）包气带水来源于大气降水的入渗、地面水渗漏和地下水通过毛细上升输入的水分，以及地下水蒸发形成的气态水。

（4）包气带水的运移受毛细力和重力的共同影响。

饱水带特征：

（1）饱水带一般含有重力水和结合水。

（2）饱水带的水体是连续分布的，能传递静水压力。

（3）饱水带水在水头差的作用下可以发生连续运动。

2、包气带水与饱水带水运动的区别是什么？

（1）饱水带只存在重力势，包气带同时存在重力势与毛细势

（2）饱水带任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；

（3）饱水带的渗透系数是个定值，包气带的渗透系数随着含水量的降低而变小。

3、潜水有哪些特征？

（1）具有自由水面，潜水面上任意一点均受大气压力作用，不承受静水压力，因此是无压水。

（2）含水层上面不存在完整的隔水（弱透水）顶板，可以通过包气带直接接受大气降水和地表水的补给，而且分布区与补给区一致。

（3）在重力作用下，由高水位向低水位运动。

（4）排泄除流入其它含水层外，还通过径流和蒸发进行排泄。

（5）水量、水位等动态变化受气象和水文因素影响。

（6）水质主要取决于大气、地形及岩性条件。

4、承压水有哪些特征？

（1）含水层中的水承受静水压力。

（2）主要通过大气降水和地表水补给，分布区与补给区不一致。

（3）参与水循环不如潜水积极，受气象和水文因素影响小，动态变化不显著。

（4）水质取决于埋藏条件及其与外界联系的程度。

5、开采半承压水时，释放水量来自几个方面：

1、水体积弹性膨胀：

2、含水层压密；3、相邻弱透水层压密释水4、相邻含水层通过弱透水层越流补给5、含水层接受侧向补给。

其中3、4占主要份额。

v地下水分类：

主要依据——含水介质（空隙）的类型（赋存空间）可将地下水分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。

埋藏条件（赋存部位）可将地下水分为上层滞水、潜水和承压水。

四、材料题

（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：

（