水文地质学试题库及参考复习资料.docx
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1、绪论一、名词说明1、水文地质学:水文地质学是探讨地下水的科学。它探讨地下水及岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动互相作用下地下水水量和水质在时空上的变更规律,并探讨如何运用这些规律去兴利避害,为人类效劳。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、水文地质学是探讨 地下水 的科学。它探讨 岩石圈 、 水圈 、大气圈、生物圈及人类活动互相作用下地下水水量和水质的时空变更规律。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、水文地质学的探讨对象答:(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)
2、地下水动态规律;(5)地下水及环境的互相关系;(6)地下水资源的开发利用。第二章 地球上的水及其循环一、名词说明: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,转换交替比拟快速。2、地质循环:发生于大气圈到地幔之间的水分交换3、径流:着陆到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流淌的水流。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
3、复始进展的。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根本循环过程? 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,在相宜条件下形成降水。落到陆地的降水,部分会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。地表水及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开展的作用: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
4、的空隙及水分一、名词说明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:附着于固体外表,在自身重力下不能运动的水,即结合水具有肯定的抗剪强度5、重力水:远离固相外表,水分子受固相外表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:受外表吸引力,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包容的最大的水体积及岩石总体积的比值。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
5、积及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及岩土的比值。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、形态、连通状况和分布规律,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及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 及 多
6、少 。8、松散岩层中,确定透水性好坏的主要因素是 孔隙 大小;只有在孔隙大小到达肯定程度,孔隙度 才对岩石的透水性起作用。9、水文地质学探讨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、颗粒形态、胶结程度以及特别孔隙的影响(构造性孔隙 、虫孔、根孔、干裂缝等次生空隙)颗粒大小不一、分选性愈好、颗粒形态愈不规则、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、颗粒形态愈规则、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,作用在随意程度断面上的总应力由水和骨架共同担当。
7、及总应力等于孔隙水压力和有效应力 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,对于岩土体随意程度面都适用;对及饱水含水层,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、浸透系数等都会变小。第四章 地下水的赋存一、名词说明 1、包气带:地表以下肯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:地表以下肯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:是可以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
8、过及给出水或透过及给出的水量微乎其微的岩层裂隙不发育的基岩、页岩、板岩、粘土(致密)弱水层:浸透性很差,给出的水量微乎其微,但在较大水力梯度作用下,具有肯定的透水实力的岩层各种粘土,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络的赋存于地下水的岩系5、潜水:饱水带中第一个具有自由外表的稳定含水层的水。6、承压水:充溢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间隔 。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,单位程度面积含
9、水层释出(或储存)的水体积。10、上层滞水:当包气带部分隔水层之上积聚的具有自由外表的重力水。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、水质时空分布有确定意义,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,泄入大气圈及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
10、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,削减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、由于外表张力的作用,弯曲的液面对液面以内的液体产生附加外表压强,而这一附加外表压强总是指向液体外表的 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 外表压强;凹进的弯液面,对液面内侧的液体,附加一个 负的 外表压强。三、问答题包气带及饱水带异同?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
11、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、包气带水及饱水带水运动的区分是什么?(1)饱水带只存在重力势,包气带同时存在重力势及毛细势 (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)饱水带的浸透系数是个定值,包气带的浸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,潜水面上随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好的隔
12、水(弱透水)顶板,可以通过包气带干脆承受大气降水和地表水的补给,而且分布区及补给区一样。(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展排泄。(5)水量、水位等动态变更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,分布区及补给区不一样。(3)参及水循环不如潜水主动,受气象和水文因素影响小,动态变更不显著。(4)水质取决于埋藏条件及其及外界联络的程度。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
13、密释水4、相邻含水层通过弱透水层越流补给5、含水层承受侧向补给。其中3、4占主要份额。v 地下水分类: 主要根据含水介质(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)各河的河水及潜水的互相关系及潜水流线。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22、下图是某地
14、区潜水等水位线图,A 、B 两点程度间隔 为50m,图中的数字单位为 m ,试确定: (1)潜水及河水间的补排关系; (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。地形等高线 等水位线 河流及流向81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
15、江两岸潜水的流向(用箭头表示),并说明潜水及河水的补给关系;(2) A 、B 两点之间的平均水力坡度,设 A 、B 之间的程度间隔 为 10 m;(3)潜水流过的土层的浸透系数 K ,如已测得潜水在该土层的浸透速度 V=12 md。 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)浸透系数(md)。 (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(假如在C点凿井时)。 地形等高
16、线 等压线 含水层顶板等高线答案要点:(1)垂直等水压线由高水位指向低水位(见图)。(2)HA=3720.5=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=6623=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=4638=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
17、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,答复下面问题。(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20070410是( )Aa;Bb ;Cc;Dd(3)a、b、c、d四口水井中,挖得最浅的是( )Aa;Bb;Cc;Ddabacbadcba答案要点:(1)B;(2)A;(3)D第五章 地下水运动的根本规律一、名词说明1、渗流:地下水在岩石空隙中的运动称为渗流,发生渗流的区域称为渗流场
18、。2、层流运动:在岩层空隙中流淌时,水的质点作有秩序的、互不混杂的流淌。3、紊流运动:在岩层空隙中流淌时,水的质点作无秩序地、互相混杂的流淌。用雷诺数Re110 层流 Re 110 紊流4、稳定流:水的各个运动要素(水位、流速、流向)不随时间变更。5、非稳定流:水的各个运动要素随时间变更的水流运动。6、有效空隙度:重力水流淌的孔隙体积及岩石体积之比。7、水力梯度:沿等水头面(线)法线方向水头降低方向)的水头变更率。8、浸透系数:水力坡度等于1时的浸透流速。9、流网:是由一系列等水头线及流线组成的网格,称流网。10、流线:某时刻在渗流场中画出的一条空间曲线,该曲线上各个水质点的流速方向都及这条曲
19、线相切(某时刻各点流向的连线)。11、迹线:渗流场中某一段时间内某一质点的运动轨迹。12、层状非均质:介质场内各岩层内部浸透性一样,但不同岩层介质浸透性不同。13、浸透流速V:是假设水流通过整个岩层断面(骨架+空隙)时所具有的虚拟的平均流速。14、实际速度=(有效)孔隙度*浸透流速二、填空1、根据地下水流淌状态,地下水运动分为 层流 和 紊流 。2、根据地下水运动要素刚好间的关系,地下水运动分为 稳定流 和 非稳定流 。3、水力梯度为定值时,浸透系数 愈大 ,浸透流速就 愈大 。4、浸透系数可以定量说明岩石的 浸透性能 。浸透系数愈大,岩石的透水实力 愈强 。5、流网是由一系列 流线 及 等水
20、头线 组成的网格。6、 流线 是渗流场中某一瞬时的一条线,线上各水质点在此瞬时的流向均及此线相切。 迹线 是渗流场中某一时间段内某一水质点的运动轨迹。7、在均质各向同性介质中,地下水必定沿着水头变更最大的方向,即垂直于 等水头线 的方向运动,因此,流线及等水头线构成 正交网格 。8、流线总是由 补给区(源 )指向 排泄区(汇 )。9、假如规定相邻两条流线之间通过的流量相等,则流线的疏密可以反映 径流强度 ,等水头线的疏密则说明水力梯度的 大小 。三、问答题1、简述流网的作用。(1)推断地下径流的强弱。(2)推断地下水的补给及排泄。(3)在地下水污染治理中,可追踪污污染物质的运移。(4)根据某些
21、矿体溶于水的标记成分的浓度分析,确定深埋于地下的盲矿体的位置。2、简述汇制流网图的一般步骤?(理解会做题,背过没用) (1)根据边界条件绘制简洁确定的等水头线和流线。 (2)流线总是由源指向汇。 (3)根据流线和等水头线正交在已知流线和等水头线间插入其它部分。3、自然界的地下水流一般均为非稳定流,缘由有三: 补给水源受水文、气象因素影响大,呈季节性变更; 排泄方式具有不稳定性; 径流过程中存在不稳定性。 4、达西定律的适用范围:达西定律适用范围的上限是雷诺数Re小于1-10间某一数值的层流运动;雷诺数大于此范围的层流及紊流运动,v及i不是线性关系,渗流不符合达西定律。达西定律适用于层流层流部分
22、,层流不肯定适用于达西定律。5、达西定律的应用:做题理解吧!6、流网图的应用 (理解会做题,只背过没用) 它反映了渗流场中地下水的流淌状况,同时也是介质场及势场的综合反映。供应这两方面的信息: 1、可以确定随意点的水头值(H),并理解其变更规律 2、确定水力梯度 I 的大小,及其变更规律 3、确定浸透流速V的大小,及其变更规律 4、渗流场内的流量分布状况 5、水质点的渗流途径及长短,当流线及迹线重合,流线近视为水质点的运移轨迹7、流网还可以反响水质,推断水质好坏,水的途径越长,水质越差,越短及其来源水质越接近.8、渗流假设简洁理解:四、材料题 1、已知一等厚、均质、各向同性的承压含水层,其浸透
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