水文地质学试题库及参考答案.doc

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由水和骨架共同承担。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22、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。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 10 m；（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=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）渗透系数（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（如果在C点凿井时）。 地形等高线 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 地下水运动的基本规律一、名词解释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。2、层流运动：在岩层空隙中流动时，水的质点作有秩序的、互不混杂的流动。3、紊流运动：在岩层空隙中流动时，水的质点作无秩序地、互相混杂的流动。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）不随时间改变。5、非稳定流：水的各个运动要素随时间变化的水流运动。6、有效空隙度：重力水流动的孔隙体积与岩石体积之比。7、水力梯度：沿等水头面（线）法线方向水头降低方向）的水头变化率。8、渗透系数：水力坡度等于1时的渗透流速。9、流网：是由一系列等水头线与流线组成的网格，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与这条曲线相切（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渗透性相同，但不同岩层介质渗透性不同。13、渗透流速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*渗透流速二、填空1、根据地下水流动状态，地下水运动分为 层流 和 紊流 。2、根据地下水运动要素与时间的关系，地下水运动分为 稳定流 和 非稳定流 。3、水力梯度为定值时，渗透系数 愈大 ，渗透流速就 愈大 。4、渗透系数可以定量说明岩石的 渗透性能 。渗透系数愈大，岩石的透水能力 愈强 。5、流网是由一系列 流线 与 等水头线 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与此线相切。 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化最大的方向，即垂直于 等水头线 的方向运动，因此，流线与等水头线构成 正交网格 。8、流线总是由 补给区（源 ）指向 排泄区（汇 ）。9、如果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）判断地下径流的强弱。（2）判断地下水的补给与排泄。（3）在地下水污染治理中，可追踪污污染物质的运移。（4）根据某些矿体溶于水的标志成分的浓度分析，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）根据边界条件绘制容易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，原因有三： 补给水源受水文、气象因素影响大，呈季节性变化； 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与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，层流不一定适用于达西定律。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动状况，同时也是介质场与势场的综合反映。提供这两方面的信息： 1、可以确定任意点的水头值（H），并了解其变化规律 2、确定水力梯度 I 的大小，及其变化规律 3、确定渗透流速V的大小，及其变化规律 4、渗流场内的流量分布情况 5、水质点的渗流途径及长短，当流线与迹线重合，流线近视为水质点的运移轨迹7、流网还可以反应水质，判断水质好坏，水的路径越长，水质越差，越短与其来源水质越接近.8、渗流假设简单了解：四、材料题 1、已知一等厚、均质、各向同性的承压含水层，其渗透系数为15 m/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（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44、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：由分水岭到河谷，流向从由上向下到接近水平再向上；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；由分水岭到河谷，流线愈来愈密集，流量增大，地下径流加强；由地表向深部，地下径流减弱；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。第七章 地下水的化学成分及其形成作用一、名词解释1.总溶解固体（TDS）（矿化度）：地下水中所含种离子、分子与化合物的总量。(g/L） 2、溶滤作用：在水与岩土相互作用下，岩土中一部分物质转入地下水中。3、浓缩作用：地下水受到蒸发失去水分或流动将溶解物质带到排泄区而使地下水中盐分浓缩的过程。4、脱碳酸作用：地下水中CO2的溶解度随温度升高或压力降低而减小，一部分CO2便成为游离CO2从水中逸出。5、脱硫酸作用：在还原环境中，当有有机质存在时，脱硫酸细菌能使硫酸根离子还原为硫化氢的作用。6、阳离子交换吸附作用：一定条件下，颗粒将吸附地下水中某些阳离子，而将其原来吸附的部分阳离子转为地下水中的组分，这便是阳离子交替吸附作用。7、混合作用：成分不同的两种水汇合在一起，形成化学成分与原来两者都不相同的地下水，这便是混合作用。二、填空1、地下水中含有各种 气体、离子、胶体物质、有机质 以及微生物等。2、地下水中分布最广、含量较高的阴离子有 氯离子、硫酸根离子及重碳酸根离子 等。3、地下水中分布最广、含量较高的阳离子有 钠离子、钾离子、钙离子 及 镁离子 等。4、一般情况下，低矿化水中常以 重碳酸离子、钙离子 及 镁离子 为主；高矿化水则以 氯离子及 钠离子 为主。5、一般情况下，中等矿化的地下水中，阴离子常以 硫酸根离子 为主，主要阳离子则可以是 钠离子 ，也可以是 钙离子 。6、地下水化学成分的形成作用有 溶滤作用、浓缩作用、脱碳酸作用、脱硫酸作用、阳离子交替吸附作用和混合作用。7、地下水的物理性质主要包括：温度、颜色、透明度、嗅味 和 味道。8、水化学分析时，根据研究目的和要求不同，分析项目和精度要求各不相同，一般分为 简分析、全分析和专项分析。9、三、问答题 1、水中主要离子的来源：1、2、简述发生浓缩作用应具备的条件。（1）干旱或半干旱的气候；（2）低平地势控制下较浅的地下水位埋深；（3）有利于毛细作用的细小的松散岩土；（4）地下水流动系统的势汇地下径流的排泄处。3、叙述地下水化学成分舒卡列夫分类的原则? 命名方法? 及优缺点？（理解会做题）（1）分类原则：根据地下水中6种主要离子（K+合并于Na+）及TDS划分，含量大于25%毫克当量的阴离子与阳离子进行组合。依据离子含量划分为49种类型，依据矿化度划分为A、B、C、D 4组。（2）命名方法：离子含量划分49种类型的数字放在前面，矿化度（TDS）4组放在后面，如1-A型水为TDS小于1.5g/L的HCO3-Ca型水。（3）优缺点：优点：非常简单，可以大致推断水质的成因，所以只能叫水化学分类。 缺点：以25%毫克当量划分的依据带有人为性；对大于25%毫克当量的离子未反映其大小的次序，反映水质变化成因不够细致；分类中有些水型意义不大，如17，18，19，在自然界中极少见到或见不到的。4、温度 n 水交替缓慢时与地温一致，并取决于：太阳辐射热能、地球内部热流 n 分三个带：变温带、常温带和增温带 变温带：受太阳辐射热能影响，呈昼夜变化与季节变化。昼夜变化只影响地表以下12m深度。变温带的下限为1530m。 常温带：是变温带以下一个极簿的地带。地温一般比当地年平均气温高出12，粗略计算时可视为当地的年平均气温。 增温带：受地球内部热流控制。随深度增加而温度升高。用地温梯度或地温增温率表示。 地温梯度：每增加100m深度时地温的增值。（/100m） 地温增温率：温度每升高1 所需增加的深度。 (m/ )5、分类：类别TDS(g/L)类别TDS(g/L)淡 水1半咸水（中矿化水）3 10微咸水（低矿化水）1 3咸水（高矿化水）10水的类别硬度（meq/L）极软水 1.5软水1.5 3.0微硬水3.0 6.0硬水6.0 9.0极硬水 9.06、溶滤作用的影响因素：1.组成岩土的矿物盐类的溶解度 ；2.岩土的空隙特征 3.水的溶解能力决定着溶滤作用的强度 4.水中CO2、O2等气体成分的含量决定着某些盐类的溶解能力 5.地下水的径流与交替强度是决定溶滤作用强度的最活跃最关键的因素 四、材料题 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15 m/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+50.902.1992.0H2S：5mg/L矿化度：500 mg/L水温：16流量：2.6L/sCa2+3.00.156.30Mg2+0.490.041.70总计54.392.38100.0阴离子Cl8.500.2410.0SO427.00.146.0HCO3122.202.084.0总计137.702.38100.0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+6.600.2812.0CO2：11mg/L矿化度：300 mg/L水温：14Ca2+40.02.084.0Mg2+1.150.104.0总计47.752.38100.0阴离子Cl6.740.198.0SO4221.500.4318.0HCO3107.541.7674.0总计135.782.38100.0舒卡列夫分类表超过25%毫克当量百分数的离子成分HCO3HCO3+SO4HCO3+SO4 +ClHCO3+ClSO4SO4+ClClCa181522293643Ca+Mg291623303744Mg3101724313845Na+Ca4111825323946Na +Ca+ Mg5121926334047Na+ Mg6132027344148Na7142128354249舒卡列夫分类中的矿化度分级表组别矿化度（g/L）A1.5B1.510C1040D40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HCO3Na型水；补给区A处：1-A型，即低矿化度的HCO3Ca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/LmgN/LmgN%阳离子Na+28.01.21745.8K+6.80.17411.1Ca2+21.81.0935.7Mg2+4.50.3757.4小计61.12.85100%阴离子HCO3-0.50.0080.3Cl-11.32.588.4SO42-120.00.31811.3小计131.82.826100%（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：192.9 mg/L=0.1929 g/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ClNa+ 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。第八章 地下水的补给与排泄一、名词解释 1、入渗系数：每年总降水量补给地下水的份额。2、越流：具有一定水头差的相邻含水层通过其间的弱透水层发生水量交换。3、泉：地下水的天然露头，地下水面或者地下含水通道与地形面相切时，地下水呈点状或散点状涌出地表形成的（图上要分清是那个泉，理解）4、上升泉：由承压含水层排泄形成的泉。5、下降泉：由潜水或上层滞水排泄形成的泉。6、侵蚀（下降）泉：由于地形切割地下水面而出露7、接触泉：地形切割达到含水层隔水底板时，地下水被迫从两层接触处形成的泉。8、溢流泉：水流前方出现相对隔水层，或下伏相对隔水层底板抬升时，地下水流动受阻，溢流地表9、断层泉：地形面切割导致水断裂，断裂带测压水位高于地面时出露成泉10、接触带泉：岩脉或岩浆岩侵入体与围岩的接触带，地下水沿冷凝收缩形成导致水通道出露11、地下水的泄流：当河流切割含水层时，地下水沿河呈带状排泄，称作地下水泄流。12、蒸腾：植物生长过程中,经由根系吸收与地下水有联系的包气带水分,传输到叶面转化成气态水逸失于大气13、地下水是通过补给与排泄两个环节参与自然界的水循环 补给：含水层或含水系统从外界获得水量的过程 排泄：含水层或含水系统向外界排出水量的过程径流：地下水从补给区向排泄区运动的过程14、二、填空 1、地下水补给的研究包括 补给来源、补给条件 与 补给量 。2、地下水的天然补给来源有 大气降水、地表水、凝结水、其它含水层或含水系统的水。包气带主要通过 岩性 和 厚度 影响大气降水补给地下水。3、地下水的天然排泄方式有 泉 、 泄流 、 蒸发 、 蒸腾 、 含水层之间的排泄 。4、根据补给泉的含水层性质，可将泉分为 上升泉 及 下降泉 两大类。5、根据泉的成因，下降泉可分为 侵蚀泉 、接触泉 与 溢流泉。6、上升泉按其出露条件可分为 侵蚀泉 、 断层泉 与 接触带泉 。7、影响潜水蒸发的因素是 气候、潜水埋深、包气带岩性 及 地下水流动系统的规模。8、地下水径流的方向总的趋势是由 补给区 向 排泄区 运动，具体的说是从 水位高处 向 水位低处 流动。三、问答题1、松散沉积物中存在哪两种降水入渗形式? 二者有什么不同？ （1）两种形式为：捷径式和活塞式。 （2）两者不同点： 活塞式下渗是年龄较新的水推动其下的年龄较老的水，始终是老水先到达含水层；捷径式下渗时新水可以超前于老水到达含水层； 对于捷径式下渗，入渗水不必全部补充包气带水分亏缺，即可下渗补给含水层。2、影响大气降水补给地下水大小的因素 1对于潜水含水层接受地表水补给，有：河床的长度与浸水周界（相当于过水断面面积）； 河床的透水性 ；河水位与地下水位的高差（影响水力梯度）； 河床过水时间的长短 ；2对承压含水层，取决于构造与地形的配合关系。3、影响地表水补给补给地下水大小的因素 两个含水层之间的水头差； 裂隙、断层的透水性； 弱透水层的透水性及厚度 。4、地表水补给地下水必须具备两个条件：地表水水位高于地下水；两者之间存在水利联系。四、材料题 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12、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2 m3/s；3 号泉流量为3 m3/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0.01 m3/d，试计算弱透水层的垂向渗透系数。答案要点： 由，知（m/d）第十章 地下水的动态与均衡一、名词解释1、地下水动态：在与环境相互作用下，含水层各要素（如水位、水量、水化学成分、水温）随时间的变化。2、地下水均衡：某一时间段内某一地段内地下水水量（盐量、热量、能量）的收支状况。3、均衡区：进行均衡计算所选定的区域。4、均衡期：进行均衡计算的时间段。5、正均衡：某一均衡区，在一定均衡期内，地