中国地质大学水文地质学考研

资环学院

《水文地质学》

实验讲义

适用专业：地质 工程

河南理工大学

二〇一一年三月

1

实验一 达西渗流实验

实验类型：综合 实验学时：2 实验要求：必修

一、实验目的

1、 测量样砂的渗透系数k值，掌握特定介质渗透系数的测量技术。 2、通过测量透过砂土的渗流流量和水头损失的关系，来验证达西定律。

二、实验内容

通过测渗流筒两测点间的压差，求出流量、流速和渗透系数。

三、仪器设备

本实验装置图如图所示。

1 达西渗流定律实验仪装置示意图

1、恒压水箱 2、进水阀 3、输水管 4、进水管 5、试验筒 6、试验砂 7、下过滤网 8、下稳水室 9、放空阀 10、水质过滤器 11、蓄水箱 12、水泵 13、排气嘴

14、上稳水室 15、上过滤网 16、溢流管 17、出水阀 18、排气嘴 19、U型差压计

四、所需耗材

样砂、自来水

五、实验原理、方法和手段

液体在孔隙介质中流动时，由于粘滞性作用将产生能量损失。达西（Henri Darcy）在1852—1855年间通过实验，总结出渗流能量损失与渗流速度

1. 岩石空隙是地下水储存场所和运动通道。空隙的 、 、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. 岩石空隙可分为松散岩石中的 、坚硬岩石中的 和可溶岩石中的 。

3. 孔隙度的大小主要取决于 及 情况，另外颗粒形状及胶结充填情况

也影响孔隙度。

4. 岩石裂隙按成因分为： 、 和 。

5. 地下水按岩层的空隙类型可分为： 、 和 。

6. 通常以 、 、 、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. 体积含水量与重量含水量之间的关系？ 8. 给水度、持水度、孔隙度之间的关系？

9. 简述影响孔隙度大小的主要因素，并说明如何影响？ 10. 简述粘土孔隙度较高的原因？

11. 结合水、重力水和毛细水有何特点？ 12. 影响给水度的因素有哪些，如何影响？ 13. 影响岩石透水性的因素有哪些，如何影响？

14. 简述太沙基有效应力原理和

填空题：

1. 裂隙按成因的类型

2. 储水的空间（空隙）的类型。 3. 影响孔隙度大小的因素有哪些。

4. 与地下水有关的环境问题有哪些（至少四种）。 5. 去除结合水的方法。

6. 地下水中的主要同位素类型。

7. 含水量增大过程中，包气带渗透系数、毛细负压如何变化。 8. 地下水含水系统组成的三要素。 9. 渗透系数、渗透率的公式和量纲。 10. 包气带的垂向分带哪三种类型。 11. 地球上水的循环有哪两种形式。 12. 什么是孔喉和孔腹。

13. 岩土中的水按是否可以自由运动可以分为哪两种。 14. 以地下水面为界，水面以上和以下分别是什么。 15. 钙华的形成是由于发生了什么化学作用。 16. 典型岩土体的孔隙度范围。

17. 毛细水除了受重力还受什么力的作用。

18. 毛细水按所处包气带位置的不同，可以分为哪三种毛细水。 19. 岩土中的水冻为固态后，这种岩土称为什么。 20. 典型岩土体的给水度范围。

21. 孔隙度、给水度和持水度的关系。

22. 影响岩土孔隙渗透性的因素，首先是孔隙的什么，然后是孔隙的什么。 23. 抽取地下水使得地表沉降的原因。

24. 相邻含水层通过其间的弱透水层交换水量，被称为什么。

25. 渗流力学中

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。 1、水文循环：发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。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：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。 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。 1、孔隙度：松散岩土中，某一体积岩土中孔隙体积所占的比例。 2、裂隙：各种应力作用下，岩石破裂变形产生的空隙。 3、溶穴：可溶的沉积岩在地下水溶蚀下产生的空洞。 4、结合水：受固相表面的引力大于水分子自身重力的那部分水。 5、重力水：重力对它的影响大于固体表面对它的吸引力，因而能在自身重力作影响下运动的那部分水。6、毛细水：受毛细力作用保持在岩石空隙中的水。 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：地下水位下降一个单位深度，从地下水位延伸到地表面的单位水平面积岩石柱体，在重力作用下释

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。 1、水文循环：发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。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：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。 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。 1、孔隙度：松散岩土中，某一体积岩土中孔隙体积所占的比例。 2、裂隙：各种应力作用下，岩石破裂变形产生的空隙。 3、溶穴：可溶的沉积岩在地下水溶蚀下产生的空洞。 4、结合水：受固相表面的引力大于水分子自身重力的那部分水。 5、重力水：重力对它的影响大于固体表面对它的吸引力，因而能在自身重力作影响下运动的那部分水。6、毛细水：受毛细力作用保持在岩石空隙中的水。 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：地下水位下降一个单位深度，从地下水位延伸到地表面的单位水平面积岩石柱体，在重力作用下释

名词解释

1.水文地质学 2.地下水 3.水文循环 4.地质循环 5.径流模数 6.径流深度 7.孔隙度 8.孔隙比 9裂隙率 10.岩溶率 11.容水度 12.给水度 13.持水度 14.重量含水量 15.体积含水量

二、判断题

1.组成松散岩石的固体颗粒越粗大，孔隙度就越大。 （ ） 2.松散岩石的孔隙度越大，其给水度也越大。 （ ）

三、选择题

1.一个地区水资源的丰富程度主要取决于（）的多寡。 A 降水量 B 蒸发量 C 地表径流量 2.岩石的给水度通常（）它的孔隙度。 A 大于 B 等于 C 小于

3.在相同的一块土样上测得的孔隙度通常（）其孔隙比。 A 小于 B 大于 C等于

4.当某种岩石由两种大小不等的颗粒组成，且粗大颗粒之间的孔隙完全为细小颗粒所充填时，则此岩石的孔隙度

第一章 地球上的水及其循环 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。它研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作业下地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去兴利除害，为人类服务。 2．地下水：赋存和运动于地面以下土层中和岩石空隙中的水。与地表水相比;具有可储性，更加安全，分布更广泛。 3．自然界的水循环：自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水相互联系、相互转化的过程。 4．水文循环：发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。 5．地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。 6．大循环：海洋与大陆之间的水分交换。 7．小循环：海洋或大陆内部的水分交换。 二、填空 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、生态环境因子、灾害因子、地质营力、或 信息载体。 3．自然界的水循环分为 水文 循环和 地质 循环。 4．水文循环分为 大 循环和 小 循环。 5．水文循环是在 太阳辐射 和 重力 作用下，以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的。 6．主要气象要素有 气

《水文地质学》课程教学大纲

【英文译名】：Hydrogeology 【适用专业】：地质工程 【学 分 数】：2 【总学时数】：32 【实践学数】：0

一、本课程教学目的和课程性质

《水文地质学》是地质工程专业的一门专业基础必修课。本课程重点讲授有关的基本概念、地下水赋存、地下水运动的规律、地下水的补给与排泄、地下水的物化性质、地下水资源、地下水的生态环境特性。介绍了地球上水的循环、包气带水的运动、化学成分成因类型、地下水的动态与均衡等。本课程的目的是通过本课程的教学使学生系统掌握水文地质的基本知识，学会分析区域水文地质条件的问题的基本方法，能阅读和分析常用的水文地质图件和资料，为学生从事该方面的工作打下基础。

二、本课程的基本要求

通过本课程所有教学环节，要求学生掌握水文地质的基本知识，熟悉水文地质工作的技术和方法，能阅读和分析常用的水文地质图件和资料。通过以上学习，学生应具有分析、研究、解决水文地质实际问题的基本能力。

三、本课程与其他课程的关系

本课程学习前必须学习《普通地质学》、《矿物学》、《岩石学》、《构造地质学》等课程。 后继课程有《土力学与基础工程》等课程。

四、课程内容

注：“*”为重点部分；“＃”为难点部分。 绪论

水文地质

中国地质大学（北京） 2002年硕士研究生入学考试试题

试题名称：水文地质学基础 试题代码： 610

一、名词解释（每题4分，共24分）

持水度 含水层 上层滞水 水力梯度 地下水均衡 岩溶水 二、判断正误（正确打 ? ，错误打 ? ，每题 2分，共10分）

1． 含水层的渗透系数越大，该含水层越富水。（） 2． 并不是多孔介质的孔隙度越大给水度也越大。（） 3． 多孔介质中的渗透速度不等于地下水的实际流速。（） 4． 地下水位动态变化完全取决于地下水补给量的大小。（） 5． 所有隔水层都是不含水和不透水的岩层。（）

三、以下图（a）、（b）、（c）所示为三个含水层剖面示意图，假定地下水为稳定运动，试绘出各自的地下水

位（水头）曲线示意图。（6分）

四、简述地下水化学成分的主要形成作用。（15分） 五、简述地下水资源的特征。（15分）

六、试论述地下水开发利用过程中的问题。（30分）

试题三图（a）

试题三图（b）

1

试题三图（c）

中国地质大学（北京） 2004年硕士研究生入学考试试题

试题名称：水文地质学基础 试题代码：415

一、解释概念（每题5分，共 30分）

1．孔

中国地质大学（北京）

2006年硕士研究生入学考试试题（B卷）

试题名称：水文地质学基础 试题代码：415

一、请解释下列概念（每题6分，共 30分）

1．蒸腾 2．裂隙率 3．水力梯度 4．钙华 5．下降泉

二、辨析题（每题6分，共 30 分）

1．沙漠地区降雨量很少，所以沙漠地区的地下水没有补给来源。

2．松散岩层的给水度虽然经验上被认为是固定的参数，但实际上也随时

间变化，并且总是小于孔隙度。

3．潜水埋深越小，蒸发越强烈，降水入渗补给系数也越大。 4．含水层孔隙度越大，则渗透系数越大。

5．农业灌溉管理不善，导致土地盐碱化，这是溶滤作用的结果。 三、简述给水度的含义及其与岩性的关系？（10分）

四、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，标出钻孔中的水位）（10分）

图1 河间地块潜水含水层（题四）

五、简述地下水资源的可恢复性（15分）

六、论述碳酸盐岩含水层的水化学特征和地下水运动特征（25分） 七、综合分析题（30分）

图2和图3显示了某地区天然状态和人类活动影响下的地下水系统特征图，其中弱透水层为高压缩性的含砂粘土层。

(1) 简述图中所反映的水文地质条件。

(2) 分析人工开采