水文地质题库

《水文地质学基础》试题库及参考答案 支有哪些？

自然界水的存在形式和循环过程；地下水的赋存空间、 水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、水文地质存在形式和水理性质；地下水的分类以及各种类型地下水的调查方法、区域水文地质学。 特征；地下水的运动规律；地下水的化学成份及形成作用；3．水文循环与地质循环的区别？

地下水的补给、径流、排泄和地下水系统；地下水的动态与 水文循环通常发生于地球浅层圈中，是H2O 分子态水的均衡地下水资源分类和特征；地下水与环境的关系等。 转换，通常更替较快；地质循环发生于地球浅层圈和深层圈第一章 地球上的水及其循环 之间，常伴有水分子的分解与合成，转换速度缓慢。 一、名词解释： 4．简述水文循环的驱动力及其基本循环过程？ 1．水文地质学：水文地质学是研究地下水的科学。它研究与 水文循环的驱动力是太阳辐射和重力。

岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作业下地 地表水、包气带水及饱水带中浅层水通过蒸发和植物蒸下水水量和水质的时空变化规律，并研究如何运用这些规律腾而变为水蒸气进入大气圈。水汽随风飘移，在适宜条件下去兴利除害，为人类服务。 形成降水。落到陆地的降水，部分汇聚于江河湖沼形成地表2．地下水：地下水是赋存于地面以下岩石空隙中的水。 水，部分渗入地下，部分滞留于包气带中，其余部分渗入饱3．矿水：含有某些特殊组分，具有某些特殊性质，因而具有水带岩石空隙之中，成为地下水。地表水与地下水有的重新一定医疗与保健作用的地下水 。 蒸发返回大气圈，有的通过地表径流和地下径流返回海洋。 4．自然界的水循环：自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水5．大循环与小循环的区别？ 相互联系、相互转化的过程。 海洋与大陆之间的水分交换为大循环。 5．水文循环：发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地 海洋或大陆内部的水分交换为小循环。 下水之间的水循环。 6．水循环的作用？ 6．地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。 一方面，水通过不断转化而水质得以净化；另方面，水7．大循环：海洋与大陆之间的水分交换。 通过不断循环水量得以更新再生。 8．小循环：海洋或大陆内部的水分交换。 五、论述题 9．绝对湿度：某一地区某一时刻空气中水汽的含量。 1． 1． 影响水面蒸发的因素有哪些? 如何影响？ 10．相对湿度：绝对湿度和饱和水汽含量之比。 影响因素有：气温、气压、湿度和风速。

11．饱和差：某一温度下，饱和水汽含量与绝对湿度之差。 气温愈高，绝对湿度愈低，蒸发愈强烈，反之，蒸发愈12．露点：空气中水汽达到饱和时的气温。 弱。 13．蒸发：在常温下水由液态变为气态进入大气的过程。 气压是通过气压差的大小影响空气对流而影响蒸发的，14．降水：当空气中水汽含量达饱和状态时，超过饱和限度气压差和风速愈大，蒸发就愈强烈，反之，蒸发愈弱 的水汽便凝结，以液态或固态形式降落到地面。 2. 自然界水循环的意义？

14．径流：降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流 水通过不断循环转化使水质得以净化； 水通过不断循环动的水流。 水量得以更新再生；维持生命繁衍与人类社会发展；维持生15．水系：汇注于某一干流的全部河流的总体构成的一个地态平衡。 表径流系统。 第二章 岩石中的空隙与水分 16．水系的流域：一个水系的全部集水区域。 一、名词解释 17．分水岭：相邻两个流域之间地形最高点的连线。 1．岩石空隙：地下岩土中的空间。 18．流量：单位时间内通过河流某一断面的水量。 2．孔隙：松散岩石中，颗粒或颗粒集合体之间的空隙。 19．径流总量：某一时间段内，通过河流某一断面的水量。 3．孔隙度：松散岩石中，某一体积岩石中孔隙所占的体积。 20．径流模数：单位流域面积上平均产生的流量。 4．裂隙：各种应力作用下，岩石破裂变形产生的空隙。 21．径流深度：计算时段内的总径流量均匀分布于测站以上5．裂隙率：裂隙体积与包括裂隙在内的岩石体积的比值。 整个流域面积上所得到的平均水层厚度。 6．岩溶率：溶穴的体积与包括溶穴在内的岩石体积的比值。 22．径流系数：同一时段内流域面积上的径流深度与降水量7．溶穴：可溶的沉积岩在地下水溶蚀下产生的空洞。 的比值。 8．结合水：受固相表面的引力大于水分子自身重力的那部分二、填空 水。 1．水文地质学是研究 地下水 的科学。它研究 岩石圈 、 水9．重力水：重力对它的影响大于固体表面对它的吸引力，因圈 、大气圈、生物圈及人类活动相互作用下地下水水量和水而能在自身重力作影响下运动的那部分水。 质的时空变化规律。 10．毛细水：受毛细力作用保持在岩石空隙中的水。 2．地下水的功能主要包括：资源、生态环境因子、灾害因子、11．支持毛细水：由于毛细力的作用，水从地下水面沿孔隙地质营力、或 信息载体。 上升形成一个毛细水带，此带中的毛细水下部有地下水面支3．自然界的水循环分为 水文 循环和 地质 循环。 持。 4．水文循环分为 大 循环和 小 循环。 12．悬挂毛细水：由于上下弯液面毛细力的作用，在细土层5．水循环是在 太阳辐射 和 重力 作用下，以蒸发、降水和会保留与地下水面不相联接的毛细水。 径流等方式周而复始进行的。 13．容水度：岩石完全饱水时所能容纳的最大的水体积与岩6．水循环是在太阳辐射和重力作用下，以 蒸发 、 降水 和 石总体积的比值。 径流 等方式周而复始进行的。 14．重量含水量：松散岩石孔隙中所含水的重量与干燥岩石7．主要气象要素有 气温、气压、湿度、蒸发、降水 。 重量的比值。

8．在水文学中常用 流量、径流总量、径流深度、径流模数15．体积含水量：松散岩石孔隙中所含水的体积与包括孔隙和径流系数等特征值说明地表径流。 在内的岩石体积的比值。 四、简答题 16．饱和含水量：孔隙充分饱水时的含水量。 1．水文地质学的发展大体可划分为哪三个时期？ 17．饱和差：饱和含水量与实际含水量之间的差值。 1856年以前的萌芽时期，1856年至本世纪中叶的奠基时18．饱和度：实际含水量与饱和含水量之比。 期，本世纪中叶至今的发展时期。 19．孔角毛细水：在包气带中颗粒接点上由毛细力作用而保2．水文地质学已形成了若干分支学科，属于基础性的学科分持的水。 1

20．给水度：地下水位下降一个单位深度，从地下水位延伸速率大时，释水不充分，给水度偏小。

到地表面的单位水平面积岩石柱体，在重力作用下释出的水7．影响岩石透水性的因素有哪些，如何影响？ 的体积。 影响因素有：岩性、颗粒的分选性、孔隙度。

21．持水度：地下水位下降一个单位深度，单位水平面积岩 岩性越粗、分选性越好、孔隙度越大、透水能力越强；石柱体中反抗重力而保持于岩石空隙中的水量。 反之，岩性越细、分选性越差、孔隙度越小，透水能力越弱。 22．残留含水量：包气带充分重力释水而又未受到蒸发、蒸8．简述太砂基有效应力原理？ 腾消耗时的含水量。 在松散沉积物质构成的饱水砂层中，作用在任意水平断23．岩石的透水性：岩石允许水透过的能力。 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24．有效应力：实际作用于砂层骨架上的应力。 水压力Ｕ和有效应力Ｐ' 之和。因此，有效应力等于总应力减二、填空 去孔隙水压力，这就是有效应力原理。 1．岩石空隙是地下水储存场所和运动通道。空隙的 多少、9．简述地下水位变动引起的岩土压密？

大小、形状 、连通情况和分布规律，对地下水的分步和运动 地下水位下降后，孔隙水压力降低，有效应力增加，颗具有重要影响。 粒发生位移，排列更加紧密，颗粒的接触面积增加，孔隙度2．岩石空隙可分为松散岩石中的 孔隙 、坚硬岩石中的裂降低，岩土层受到压密。 隙 、和可溶岩石中的 溶穴 。 五、论述题

3．孔隙度的大小主要取决于 分选程度 及 颗粒排列 情况，1．岩石空隙分为哪几类，各有什么特点？ 另外颗粒形状及胶结充填情况也影响孔隙度 。 岩石空隙分为：孔隙、裂隙和溶穴。 4．岩石裂隙按成因分为：成岩裂隙、构造裂隙、风化裂隙。 孔隙分布于颗粒之间，连通好，分布均匀，在不同方向5．地下水按岩层的空隙类型可分为：孔隙水、裂隙水、和岩上孔隙通道的大小和多少都很接近；裂隙具有一定的方向性，溶水。 连通性较孔隙为差，分布不均匀；溶穴孔隙大小悬殊而且分6．毛细现象是发生在 固、液、气 三相界面上的。 布极不均匀。

7．通常以 容水度、含水量、给水度 、持水度和透水性来表2．为什么说空隙大小和数量不同的岩石，其容纳、保持、释征与水分的储容和运移有关的岩石性质。 出及透水的能力不同？ 8．岩性对给水度的影响主要表现为空隙的 大小 与 多少 。 岩石容纳、保持、释出及透水的能力与空隙的大小和多9．松散岩层中，决定透水性好坏的主要因素是 孔隙 大小；少有关。而空隙的大小和多少决定着地壳岩石中各种形式水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所占的比例。空隙越大，结合水所占的比例越小，则容纳、作用。 释出及透水能力越强，持水能力越弱；反之，空隙度越小，四、简答题 结合水所占的比例越大，则容纳、释出及透水能力越弱，持1． 1． 简述影响孔隙大小的因素，并说明如何影响？ 水能力越强。所以说空隙大小和数量不同的岩石其容纳、保 影响孔隙大小的因素有:颗粒大小、分选程度、和颗粒排持、释出及透水的能力不同。 列方式。 3．地下水位的埋藏深度和下降速率，对松散岩石的给水度产 当分选性较好时，颗粒愈大、孔隙也愈大。当分选性较生什么影响？

差时，由于粗大颗粒形成的孔隙被小颗粒所充填，孔隙大小 初始地下水位埋藏深度小于最大毛细上升高度时，地下取决于实际构成孔隙的细小颗粒的直经。排列方式的影响：水位下降，重力水的一部分将转化为支持毛细水而保持于地立方体排列比四面体排列孔隙大。 下水面以上，给水度偏小；在细小颗粒层状相间分布的松散2．简述影响孔隙度大小的主要因素，并说明如何影响？ 岩石，地下水位下降时，易形成悬挂毛细水不能释放出来，

影响孔隙度大小的因素有：颗粒排列情况、分选程度、另外，重力释水并非瞬时完成，而往往迟后于水位下降，给颗粒形状及胶结程度。 水度一般偏小。

排列方式愈规则、分选性愈好、颗粒形状愈不规则、胶第三章 地下水的赋存 结充填愈差时，孔隙度愈大；反之，排列方式愈不规则、分一、名词解释 选性愈差、颗粒形状愈规则、胶结充填愈好时，孔隙度愈小。 1．包气带：地下水面以上称为包气带。 3．裂隙率一般分为哪几种? 各自的定义？ 2．饱水带：地下水面以下为饱水带。 裂隙率分为面裂隙率、线裂隙和体积裂隙率。 3．含水层：能够透过并给出相当数量水的岩层。 面裂隙率：单位面积岩石上裂隙所占比例。 4．隔水层：不能透过与给出水，或者透过与给出的水量微不 线裂隙率：与裂隙走向垂直方向上单位长度内裂隙所占足道的岩层。 的比例。 5．弱透水层：指那些渗透性相当差的岩层。

体积裂隙率：单位体积岩石裂隙所占体积。 6．潜水：饱水带中第一个具有自由表面的含水层中的水。 4．地壳岩石中水的存在形式有哪些？ 7．潜水面：潜水的表面。 地壳岩石中水的存在形式： 8．潜水含水层厚度：从潜水面到隔水底板的距离。 (1) 岩石“骨架”中的水(沸石水、结晶水、结构水)。 9．潜水埋藏深度：潜水面到地面的距离。

(2) 岩石空隙中的水(结合水、液态水、固态水、气态水)。 10．潜水位：潜水面上任一点的高程。 5．结合水、重力水和毛细水有何特点？ 11．潜水等水位线图：潜水位相等的各点的连线构成的图件。 结合水束缚于固体表面，不能在自身重力影响下运动，12．承压水：充满于两个隔水层之间的含水层中的水。 水分子排列精密、密度大，具抗剪强度；重力水在自身重力13．隔水顶板：承压含水层上部的隔水层。 下运动，不具抗剪强度；毛细水受毛细力作用存在于固、液、14．隔水底板：承压含水层下部的隔水层。 气三相界上。 15．承压含水层厚度：隔水顶底板之间的距离。 6．影响给水度的因素有哪些，如何影响？ 16．承压高度：揭穿隔水顶板的钻孔中静止水位到含水层顶 影响给水度的因素有岩性、初始地下水位埋深、地下水面之间的距离。 位降速。 17．测压水位：揭穿隔水顶板的井中静止水位的高程。

岩性主要表现为决定空隙的大小和多少，空隙越大越多，18．等水压线图：某一承压含水层测压水位相等的各点的连给水度越大；反之，越小。初始地下水位埋藏深度小于最大线构成的图件。

毛细上升高度时，地下水下降后给水度偏小。地下水位下降19．贮水系数：测压水位下降（或上升）一个单位深度，单 2

位水平面积含水层释出（或储存）的水体积。 向流入，或通过弱透水层接受潜水的补给。 20．上层滞水：当包气带存在局部隔水层时，局部隔水层上8．上层滞水的特点？ 积聚的具有自由水面的重力水。 (1) 分布近地表。 二、填空 (2) 接受大气降水补给，排泄为蒸发和向隔水底板边缘下1．包气带自上而下可分为 土壤水带、中间带和毛细水带。 渗。 2．岩层按其透水性可分为 透水层和不透水层。 (3) 动态变化显著。 3．地下水的赋存特征对其水量、水质时空分布有决定意义， (4) 极易受污染。 其中最重要的是 埋藏条件和含水介质 类型。 9．绘制简单水文地质剖面图，分别反映并表示地下水面、饱4．据地下水埋藏条件，可将地下水分为 包气带水、潜水和水带、包气带（土壤水带、中间带、毛细水带）？ 承压水。 10．绘制一水文地质剖面图，使之反映并表示出含水层、隔5．按含水介质（空隙）类型，可将地下水分为 孔隙水、裂水层、潜水、承压水、上层滞水？ 隙水和岩溶水。 1—隔水层；2—透水层；3—饱水部分；4—潜水位；5—承压6．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测压水位；6—泉（上升泉）； 水圈的方式有两类，即：径流 排泄和 蒸发 排泄。 7—水井，实线表示井壁不进水；a—上层滞水；b—潜水；c7．潜水接受的补给量大于排泄量，潜水面 上升 ，含水层厚—承压水 度 增大 ，埋藏深度 变小 。 五、论述题

8．潜水接受的补给量小于排泄量，潜水面 下降 ，含水层厚1．为什么说含水层与隔水层的划分是相当的？ 度 变小 ，埋藏深度 变大 。 2．潜水有哪些特征？

9．承压含水层获得补给时测压水位 上升 ，一方面，由于压 (1) 潜水与包气带直接相通。

强增大含水层中水的密度 加大 ；另一方面，由于孔隙水压 (2) 潜水的补给为大气降水和地表水，排泄以泉、泄流、力增大，有效应力 降低 ，含水层骨架发生少量回弹，空隙蒸发等。 度 增大 。 (3) 潜水的动态受季节影响大。

10．承压含水层获得补给时，增加的水量通过水的密度 加大 (4) 潜水的水质取决于地形、岩性和气候。 及含水介质空隙的 增大 容纳。 (5) 潜水资源易于补充恢复。 11．承压含水层排泄时，减少的水量表现为含水层中水的密 (6) 潜水易受污染。 度 变小 及含水介质空隙 缩减 。 3．潜水等水位线图可以揭示哪些水文地质信息？ 四、简答题 (1) 潜水面形状。 1．简述包气带特征？ (2) 潜水流向。 (1)包气带一般含有结合水、毛细水、气态水、过路重力 (3) 潜水面坡度。 水； (4) 潜水面的埋藏深度，判断地表水、泉与潜水等的关系。 (2)包气带自上而下可分为土壤水带、中间带和毛细水带； (5) 定性反映潜水含水层的厚度和渗透性。 (3)包气带水来源于大气降水的入渗、地面水渗漏和地下4．承压水有哪些特征？ 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。 5．水量增、减时，潜水与承压水的区别？

(4)包气带水的运移受毛细力和重力的共同影响。 第四章 地下水运动的基本规律 2．简述饱水带特征？ 一、名词解释 (1) 饱水带一般含有重力水和结合水。 1．渗流：地下水在岩石空隙中的运动。 (2) 饱水带的水体是连续分布的，能传递静水压力。 2．渗流场：发生渗流的区域。

(3) 饱水带水在水头差的作用下可以发生连续运动。 3．层流运动：在岩层空隙中流动时，水的质点作有秩序的、3．潜水的水位动态一般随季节如何变化？ 互不混杂的流动。

丰水季节或年份，潜水接受的补给量大于排泄量，潜水4．紊流运动：在岩层空隙中流动时，水的质点作无秩序地、面上升、含水层厚度增大、水位埋深变浅。干旱季节排泄量互相混杂的流动。 大于补给量，潜水面下降、含水层厚度变小、水位埋深变大。 5．稳定流：水在渗流场内运动，各个运动要素（水位、流速、4．影响潜水面的因素有哪些，如何影响？ 流向）不随时间改变。

影响潜水面因素有：地形、水文网、含水层渗透性和厚6．非稳定流：水在渗流场中运动，各个运动要素随时间变化度以及人为因素。 的水流运动。

地形缓、含水层厚且渗透性好，则潜水面缓；反之，地7．渗透流速：地下水通过某一过水断面的平均流速。 形陡、含水层渗透性差且厚度小，则潜水面坡度大。水文网8．有效空隙度：重力水流动的孔隙体积与岩石体积之比。 与地下水有直接联系时，地表水体高于地下水面时，潜水面9．水力梯度：沿渗透途径水头损失与相应渗透途径之比。 背向地表水体倾斜，潜水面高于地表水体时潜水面向地表水10．渗透系数：水力坡度等于1时的渗透流速。 体倾斜。 11．流网：在渗流场的某一典型剖面或切面上由一系列流线5．承压水等水位线图可以揭示哪些水文地质信息？ 和等水头线组成的网。 (1) 反应虚构的侧压水面的形状。 12．流线：流场中某一瞬时的一条线，线上各水质点的流向 (2) 确定承压水的流向。 与此线相切。 (3) 确定承压水的水力坡度。 13．迹线：渗流场中某一段时间内某一质点的运动轨迹。 (4) 定性判断含水层的厚度与渗透性的变化。 14．层状非均质：介质场内各岩层内部为均质各项同性，但6．任一承压含水层接受其它水体的补给必须同时具备哪两个不同岩层渗透性不同。 条件？ 二、填空 (1) 存在水头差。 1．据地下水流动状态，地下水运动分为 层流 和 紊流 。

(2) 有水力联系。 2．据地下水运动要素与时间的关系，地下水运动分为 稳定7．一般承压水是由什么转化而来，其转化形式有哪几种？ 流 和 非稳定流 。 除了构造封闭条件下和外界没有联系的承压含水层外，3．水力梯度为定值时，渗透系数 愈大 ，渗透流速就 愈大 。 所有承压水最终都是由潜水转化而来；或由补给区的潜水侧4．渗透流速为定值时，渗透系数 愈大 ，水力梯度 愈小 。 3

5．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 。

6．流网是由一系列 流线 与 等水头线 组成的网格。

7． 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。

8．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 。

9．流线总是由 源 指向 汇 。

10．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 。

中设置一个不变流速的垂向水流场，使其顶部h=120m，底部h=100m，试计算内部两个边界处的h值（设顶部地层的渗透系数为0.0001m/d，中部地层为0.0005m/d，底部地层为0.001m/d）。 6．考虑一个饱和、均质、各向同性、长方形、垂向剖面ABC。其上部边界为AB，底部边界为DC，左侧边界为AD，右侧边界为BC，使DC的距离为AD的两倍。BC和DC是不透水的。AB是一个不变水头边界，h=100m。AD被分为两个相等的长度，其上半部分为不透水，下半部分是不变水头边界，h=40m。试示意汇出流网图。

7．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。

8．已知一等厚、均质、各向同性的承压含水层，其渗透系数为20 m/d，A、B两断面间距为5000m，两断面处的承压水头分别为130.2m和125.2m。试计算两断面间的水力梯度和单宽流量。

第六章 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：地下水中所含各种离子、分子与化合物的总量。

2．变温带：受太阳辐射影响的地表极薄的带。

3．常温带：变温带以下，一个厚度极小的温度不变的带。 4．增温带：常温带以下，随深度增大而温度有规律地升高的带。

5．地温梯度：指每增加单位深度时地温的增值。

6．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，这就是溶滤作用。

7．浓缩作用：由于蒸发作用只排走水分，盐分仍保留在余下的地下水中，随着时间延续，地下水溶液逐渐浓缩，矿化度不断增大的作用。 8．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，这便是脱碳酸作用。

9．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。

10．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。

11．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。

12．溶滤水：富含CO2与O2的渗入成因的地下水，溶滤它所流经的岩土而获得其主要化学成分，这种水称之为溶滤水。 13．沉积水：指与沉积物大体同时生成的古地下水。

14．内生水：来自地球深部层圈物质分异和岩石变质作用过程中化学反应生成的水。

15．总硬度：水中所含钙离子和镁离子的总量。

16．暂时硬度：指水中钙离子和镁离子与碳酸根离子和重碳酸根离子结合的硬度。

17．永久硬度：指水中钙离子和镁离子与氯离子、硫酸根离子和硝酸根离子结合的硬度。 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．地下水中常见的气体成分有 氧气、氮气、二氧化碳、甲烷 及 硫化氢 等。

3．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。

4．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。 5．一般情况下，低矿化水中常以 重碳酸离子、钙离子 及 镁

四、简答题1．叙述达西定律并说明达西定律表达式中各项

物理意义？

式中：Q——渗透流量；w——过水断面；

h——水头损失（h=H1－H2，即上下游过水段面的水头差）；

I——水力坡度；L——渗透途径；K——渗透系数。 2．何为渗透流速? 渗透流速与实际流速的关系如何？

水流通过整个岩石断面（包括颗粒和孔隙）的平均流速。 渗透流速等于实际流速乘以有效孔隙度。 3．有效孔隙度与孔隙度、给水度有何关系？ (1) 有效孔隙度小于孔隙度。

(2) 由于重力释水时孔隙中还保持结合水和孔角毛细水乃至悬挂毛细水，所以有效孔隙度大于给水度。 (3) 对于孔隙大的岩石三者近似相等。

4．影响渗透系数大小的因素有哪些？ 如何影响？

影响渗透系数的因素：岩石的孔隙性和水的物理性质。 岩石孔隙越大、连通性越好、孔隙度越高渗透系数越大；水的粘滞性越小、渗透系数越大。 5．简述汇制流网图的一般步骤？

(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。

6．流网图一般能够反映什么信息？

7．在层状非均质中，流线与岩层界线以一定角度斜交时，发生折射，试写出折射定律，并说明各项的物理意义 ？

8．叙述粘性土渗透流速（V）与水力梯度（I）主要存在的三种关系？

(1) V-I关系为通过原点的直线，服从达西定律;

(2) V-I曲线不通过原点，水力梯度小于某一值I0时无渗透；大于I0时,起初

为一向I轴凸出的曲线，然后转为直线;

(3) V-I曲线通过原点，I小时曲线向I轴凸出，I大时为直线。

五、论述题

1．叙述流网的画法，以及利用流网图可解决的问题? 2．为什么含水层中存在强渗透性透镜体时，流线将向其汇聚；存在弱透水性透镜体时，流线将绕流 ?

3．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。

4．一底板水平的含水层，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。

5．有三个地层，每个25m厚，互相叠置，如果在这个层组

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离子 为主；高矿化水则以 氯离子及 钠离子 为主。 8．地下水中钠离子和钾离子的来源有哪些？ 6．一般情况下，中等矿化的地下水中，阴离子常以 硫酸根 (1) 沉积岩中岩盐及其它钠钾盐的溶解； 离子 为主，主要阳离子则可以是 钠离子 ，也可以是 钙离 (2) 海水； 子 。 (3) 岩浆岩和变质岩含钠钾矿物的风化溶解。 7．地下水化学成分的形成作用有 溶滤作用、浓缩作用、脱9．地下水中钙离子和镁离子的来源有哪些？ 碳酸作用、脱硫酸作用、阳离子交替吸附作用和混合作用。 (1) 含钙镁的碳酸盐类沉积物的溶解；

8．据地下水化学成分的成因类型，可将地下水分为 溶滤水、 (2) 岩浆岩和变质岩中含钙镁矿物的风化溶解。 沉积水 和 内生水 。 10．地下水中的总溶解固体与各离子含量有什么关系？ 9．在低矿化水中，阴离子以重碳酸盐为主，阳离子以钙离子、 低矿化水中常以重碳酸根离子及钙离子、镁离子为主；镁离子为主。随着蒸发浓缩，溶解度小的钙、镁的碳酸盐部高矿化水中则以氯离子及钠离子为主；中等矿化的地下水中，分析出， 硫酸根 及 钠离子 逐渐成为主要成分，继续浓缩，阴离子常以硫酸根离子为主，主要阳离子则可以是钠离子，水中硫酸盐达到饱和并开始析出，便将形成以 氯离子 、钠也可以是钙离子。 离子 为主的高矿化水。 11．简述利用库尔洛夫式反映水的化学特点的方法？

10．当含钙为主的地下水，进入主要吸附有钠离子的岩土时， 将阴阳离子分别标示在横线上下，按毫克当量百分数自水中的钙离子便置换岩土所吸附的一部分 钠离子 ，使地下大而小顺序排列，小于百分之十不予表示。横线前依次表示水中 钠离子 增多而 钙离子 减少。 气体成分、特殊成分和矿化度，三者单位均为g/L，横线以后11．地下水的物理性质主要包括：温度、颜色、透明度、嗅字母t为代号表示以摄氏度的水温。 味 和 味道。 12．影响溶滤作用强度的因素有哪些？ 12．地壳表层有两个主要热能来源：一个是 太阳的辐射 ， (1) 组成岩土的矿物盐类的溶解度 另一个是来自 地球内部的热流 。 (2) 岩土的空隙特征； 13．根据受热源影响的情况，地壳表层可分为变温带、常温 (3) 水的溶解能力； 带、 和 增温带 三个带。 (4) 水的流动状况。 四、简答题 13．为什么高矿化水中以易溶的氯离子和钠离子占优势？ 1．根据受热源影响的范围，地球表层可分为哪几个带？各带 随着地下水矿化度上升，溶解度较小的盐类在水中相继的特点？ 达到饱和而沉淀吸出，易溶盐类的离子(如氯化钠)逐渐成为水 地球表层可分为：变温带、常温带和增温带。 中主要成分。

变温带，下限深度一般15-30m，此带地温受气温影响而14．产生浓缩作用必须具备哪些条件？ 发生昼夜和季节变化; (1) 干旱或半干旱的气候 常温带，变温带下厚度极小的带，此带地温比当地平均 (2) 地下水位埋深浅； 气温高1-2度; (3) 有利于毛细作用的颗粒细小的松散岩土； 增温带，常温带以下，随深度增大地温有规律地升高。 (4) 地下水流动系统的势汇。 2．研究地下水中气体成分的意义？ 15．为什么粘土及粘土岩类最容易发生交换吸附作用？ 一方面，气体成分能够说明地下水所处的地球化学环境； 粘土及粘土岩类的颗粒细，比表面积大，最容易发生交另一方面，地下水中的有些气体会增加水溶解盐类的能力，替吸附作用。 促进某些化学反应。 16．地下水简分析的项目有哪些？ 3．地下水中氧气和氮气来源于哪儿？如何通过地下水中氮气 物理性质、重碳酸根离子、硫酸根离子、氯离子、钙离和其它气体的含量来判断地下水是否属于大气起源？ 子、总硬度、pH值。 来源于大气、生物起源或变质起源。 17．地下水全分析项目有哪些？

水中(Ar+Kr+Xe)/N2=0.0118时，说明氮气是大气起源。 重碳酸根离子、硫酸根离子、氯离子、碳酸根离子、硝否则，为其他起源。 酸根离子、亚硝酸根离子、钙离子、镁离子、钾离子、钠离4．地下水中二氧化碳气体来源于哪儿？ 子、氨离子、亚铁离子、铁离子、硫化氢、二氧化碳、耗氧 (1) 来源于土壤； 量、值、干固残余物。 (2) 来源于大气； 18．混合作用一般有哪两种可能的结果？ (3) 碳酸盐类岩石在高温下分解。 (1) 可能发出化学反应而形成化学类型完全不同的地下5．地下水中氯离子的主要来源有哪些？ 水 (1) 来自沉积岩中所含岩盐或其它氯化物的溶解 (2) 不发生化学反应，混合水的矿化度与化学类型取决于 (2) 来自岩浆岩中含氯矿物的风化溶解； 参与混合的两种水的成分及其混合比例。 (3) 来自海水； 五、论述题 (4) 来自火山喷发物的溶滤； 1．研究地下水化学成分的意义？ (5) 人为污染。 2．氯化物最易溶解于水中，而为什么多数地下水中检出的是6．地下水中氯离子的特点有哪些？ 难溶的碳酸盐和硅酸盐成分？

氯离子不为植物及细菌所摄取，不被土粒表面吸附，氯 开始阶段，氯化物最易于由岩层转入水中，而成为地下盐溶解度大，不易沉淀吸出，是地下水中最稳定的离子。它水中主要化学组分。随着溶滤作用延续，岩层含有的氯化物的含量随矿化度的增大而不断增加，氯离子含量常可以用来由于不断转入水中并被水流带走而贫化，相对易溶的硫酸盐说明地下水的矿化程度。 成为迁入水中的主要组分。溶滤作用长期持续,岩层中保留下7．地下水中硫酸根离子和重碳酸根离子的来源有哪些？ 来的几乎只是难溶的碳酸盐及硅酸盐，地下水的化学成分当 地下水中硫酸根离子来自：(1) 含石膏或其它硫酸盐的沉然也就以碳酸盐及硅酸盐为主了。 积岩的溶解 3．溶滤水的化学成分受哪些因素影响？如何影响？ (2) 硫化物的氧化； 溶滤水的化学成分受岩性、气候、地貌等因素的影响。 (3) 人为污染。 (见书) 重碳酸根离子来自：(1) 含碳酸盐的沉积岩的溶解； 4．海相淤泥沉积与海水有什么不同？ (2) 岩浆岩与变质岩的风化溶解。 (1) 矿化度高； 5

(2) 硫酸根离子减少乃至消失； (3) 钙的相对含量增大，钠相对含量减少； (4) 富集溴、碘；(5) 出现硫化氢、钾烷、铵、氨； (6) pH值增高。 5．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？

6．某地地面标高为100m，多年平均气温为10℃，常温带距地面20m，增温带的地温梯度为4℃/100m，试计算地面2000m

水特征、包气带岩性和厚度、地形 和 植物 。

6．研究含水层的排泄包括 排泄去路、排泄条件 与 排泄量 等。

7．地下水的天然排泄方式有 泉、向河流泄流、蒸发、蒸腾、向另一含水层的排泄。

8．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。 9．根据泉的成因，下降泉可分为 侵蚀（下降）泉、接触泉 与 溢流泉。

10．上升泉按其成因可分为 侵蚀（上升）泉、断层泉 与 接触带泉 。 11．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。 12．将补给、排泄结合起来，我们可以将地下水循环划分为 渗入-径流型 和 渗入-蒸发型 两大类。

1．地下水补给的研究内容有哪些? 地下水的补给来源有哪些？

研究内容：补给来源、补给条件、补给量。

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和人工补给。

2．松散沉积物中存在哪两种降水入渗形式? 二者有什么不同？

两种形式为：捷径式和活塞式。 两者不同点：

(1) 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；

(2) 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。

3．河水补给地下水时，补给量的大小取决于哪些因素？ (1) 透水河床的长度与浸水周界的乘积； (2) 河床透水性；

(3) 河水位与地下水位的高差； (4) 河床过水时间。

4．大气降水与地表水是地下水的两种补给来源，从空间和时间分布上二者有什么不同？

空间分布看，大气降水属于面状补给，范围普遍且较均匀；地表水则可看作线状补给，局限于地表水体周边。时间上，大气降水持续时间有限而地表水体持续时间长或是经常性的。

5．含水层之间进行水量交换时，必须具备有水力联系，常见的联系形式有哪几种？ (1) 直接接触 (2) 天窗；

(3) 导水断层；

(4) 止水不良的钻孔； (5) 越流。

6．地下水排泄的研究内容和地下水的排泄方式有哪些？ 研究内容：排泄去路、排泄条件、排泄量。

排泄方式有：泉、向河流泄流、蒸发、蒸腾、向另一含水层或含水系统、人工排泄。 7．简述泉的分类？

据补给泉的含水层的性质，将泉分为上升泉和下降泉。 具出露原因，下降泉可分为侵蚀（下降）泉、接触泉与溢流泉；上升泉可分为侵蚀（上升）泉、断层泉与接触泉。 8．地下水的补给与排泄对地下水的水质是如何影响的？ 地下水补给对水质的影响主要取决于补给源的水质。 径流排泄是盐随水走；蒸发排泄是水走盐留。 五、论述题 1．影响大气降水补给地下水的主要因素有哪些? 如何影响 ? 影响因素有：年降水总量、降水特征、包气带的岩性和厚度、地形、植被等。

的地温 。

7．某地多年平均气温为12℃，常温带距地面20m，在井深为2000m处测得地下水的温度为70℃，试确定该地区的地温梯度 。8．某一由第四纪沉积物覆盖下的花岗岩中出露的温泉，其库尔洛夫式为：其补给区地下水的库而洛夫式为： 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。

9．试鉴别下述分析结果应属何种水? 水分析结果（单位为mg/L）：K=387，Na=10700，Ca=420，Mg=1300，Cl=19340，

2-SO4=2088，HCO3-=150，Br=66。（有关元素的原子量为：K=39，Na=23，Ca=40，Mg=24.3，Cl=36.45，S=32，C=12，O=16，Br=79.9，H=1）。

10．请用水文地球化学理论解释下列现象。

(1) 油田水中含H2S，NH4浓度高；SO4和NO3含量很低；

(2) 某供水井抽出的地下水进入水池后，开始为透明无色，不久出现土红色絮状悬浮物； (3) 灰岩地区泉口出现钙华。 第七章 地下水的补给与排泄 一、名词解释

1．地下水补给：含水层或含水系统从外界获得水量的过程。 2．入渗系数：每年总降水量补给地下水的份额。

3．凝结作用：温度下降，超过饱和湿度的那一部分水汽，便凝结成水，这种由气态水转化为液态水的过程。

4．越流：相邻含水层通过其间的弱透水层发生水量交换。 5．地下水排泄：含水层或含水系统失去水量的过程。 6．泉：地下水的天然露头。

7．上升泉：由承压含水层补给形成的泉。 8．下降泉：由潜水或上层滞水补给形成的泉。

9．侵蚀（下降）泉：当沟谷切割揭露含水层时形成的泉。 10．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。

11．溢流泉：潜水流前方透水性急剧变弱，或隔水底板隆起，潜水流动受阻而涌溢于地表形成的泉。

12．断层泉：地下水沿导水断层上升，在地面高程低于水位处涌溢地表形成的泉。

13．接触带泉：岩浆或侵入体与围岩的接触带，常因冷凝收缩而产生隙缝，地下水沿此类接触带上升形成的泉。

14．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。

15．蒸腾：植物生长过程中,经由根系吸收水分,在叶面转化成气态水而蒸发,称蒸腾。 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。

3．与人类活动有关的地下水主要补给源有 灌溉回归水、水库渗漏水、以及专门性的 人工补给 。

4．落到地面的降水，归根结底的三个去向是 转化为地表径流、腾发返回大气圈 和 下渗补给含水层 。

5．影响大气降水补给地下水的因素主要有 年降水总量、降 6

降水总量大，降水强度适中，包气带岩性粗和厚度小，地形平缓，植被较茂盛时，降水补给地下水的量大；反之，降水总量小，降水强度太小或太大，包气带岩性细或厚度大，地形较陡，植被较稀疏时，降水补给地下水的量少。 2．影响河水补给地下水的主要因素有哪些? 如何影响 ? 影响因素有：透水河床的长度与浸水周界的乘积、河床透水性、河水位与地下水位的高差、河床过水时间。

透水河床的长度与浸水周界的乘积越大，河床透水性愈强，河水位与地下水位的高差愈大，河床过水时间愈长，补给量愈大；反之，愈小。 3．平原区确定入渗系数的常用方法有哪几种? 各方法的使用条件是什么 ?

地中渗透仪法，适用范围较广;

天然潜水位变幅法，适用于研究区地下水水平径流及垂向越流与蒸发都很微弱，不受开采影响的地段里。 4．画图说明泉的分类?

1—透水层；2—隔水层；3—坚硬基岩；4—岩脉；5—风化裂隙；6—断层；

7—潜水位；8—测压水位；9—地下水流向；10—下降泉；11—上升泉

5．影响地下水蒸发的因素有哪些? 如何影响 ?

影响因素有：气候、潜水埋深、包气带岩性、地下水流动系统的规模。

气候愈干燥，潜水埋深愈浅，粉质亚砂土、粉砂等组成的包气带，地下水流动系统的排泄区，蒸发作用强烈；反之，蒸发作用弱。

6．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。

7．一潜水含水层，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。

第九章 地下水的动态与均衡 一、名词解释

1．地下水动态：在于环境相互作用下，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，地下水水量（或盐量、热量）的收入大于支出，表现为地下水储存量（或盐储量、热储量）增加。

6．负均衡：某一均衡区，在一定均衡期内，地下水水量（或盐量、热量）的支出大于收入，表现为地下水的储存量（或盐储量、热储量）减少。 二、填空 1．表征地下水动态要素有 水位、水量、水化学成分、水温 。 2．地下水要素之所以随时间发生变动，是含水层 水量、盐量、热量、能量 收支不平衡的结果。

3．降水的数量及其时间分布，影响潜水的 补给 ，从而使潜水含水层水量增加，水位 抬升 ，水质 变淡 。

4．气温、湿度、风速等影响着潜水的 蒸发 ，使潜水水量变少，水位 降低 ，水质 变咸 。

5．潜水动态受季节影响明显，雨季补给量 大于 排泄量，潜水位 上升 ，旱季补给量 小于 排泄量，潜水位 下降 。 6．潜水动态可分为 蒸发型、径流型 及 弱径流型 三种类型。 7．陆地上某一地区地下水量收入项一般包括 大气降水量、地表水流入量、地下水流入量、水汽凝结量 。

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8．陆地上某一地区地下水量支出项一般包括 表水流出量、地下水流出量、蒸发量 。 四、简答题

1．影响地下水动态的因素主要有哪几类？

影响地下水动态的因素分为两类：一类是环境对含水层（含水系统）的信息输入，如降水、地表水对地下水的补给，人工开采或补给地下水，地应力对地下水的影响等；另一类则是变换输入信息的因素，主要涉及赋存地下水的地质地形条件。

2．影响地下水动态的气象因素主要有哪些？如何影响？ 降水的数量及其时间分布，影响潜水的补给，从而使潜水含水层水量增加，水位抬升，水质变淡。气温、湿度、风速等与其它条件结合，影响着潜水的蒸发排泄，使潜水水量变少，水位降低，水质变咸。

3．影响潜水动态的地质因素有哪些? 如何影响？ 影响因素有：包气带厚度与岩性、给水度。

包气带岩性细，厚度大时，相对于降水，地下水位抬升的时间滞后与延迟愈长；反之，地下水位抬升的时间滞后与延迟小。给水度愈小，水位变幅愈大，反之，给水度愈大，水位变幅愈小。

4．影响承压水动态的地质因素有哪些? 如何影响？

影响因素有：含水层的渗透性和厚度、给水度、补给区范围、隔水顶底板的垂向渗透性。

离补给区近时，水位变化明显；远离补给区，水位变化微弱，以至于消失。补给范围越大，含水层的渗透性越好，厚度越大，给水度越大，则波及的范围愈大；反之，波及范围小。隔水顶底板的垂向渗透性越好，地下水位变幅越大；反之，越小。

5．写出潜水均衡方程? 并说明各项的意义？ 五、论述题

1．说明地下水动态的形成机制?

2．潜水动态分几种类型? 各类型有何特征 ?

潜水动态分：蒸发型、径流型、弱径流型。 特点如下: 蒸发型：年水位变幅小，各处变幅接近，水质季节变化明显，长期中地下水向盐化方向发展，并使土壤盐渍化。 径流型：年水位变幅大而不均，水质季节变化不明显，长期中则不断趋于淡化。

弱径流型：年水位变幅小，各处变幅接近，水质季节变化不明显，长期中向淡化方向发展。 3．人类活动是如何影响地下水动态的? 4．研究地下水动态与均衡有哪些意义?

5．某水源地位于一正方形区域内，边长为10Km公里，区域面积为100Km2。多年平均降水量为600mm， 降水入渗系数为0.2，地下水位埋深大，无蒸发。周边均为补给边界，单宽流量为５m3 / (m?d)，水源地开采量为每年1千万立方米，该水源地是正均衡还是负均衡 ? 6．某水源地开采区为正方形，边长为15Km，区域面积为225 2

Km。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180 Km2的地区，地下水位埋深2-3m，蒸发强度为 0.00008 m3 / (m2?d)，其它区无蒸发，南部和西部为补

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给边界，其单宽流量分别为5 m / (m?d)和10 m3 / (m?d)，北部和东部为隔水边界，水源地开采量为每天700000 m3，进行均衡计算，确定该水源地是正均衡还是负均衡。

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