工程地质及水文地质学实践

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

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

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

《水文地质学基础》 试题库及参考答案

目 录

第一章 地球上的水及其循环···········································1 第二章 岩石中的空隙与水分···········································4 第三章 地下水的赋存··················································9 第四章 地下水运动的基本规律·········································15 第五章 毛细现象与包气带水的运动·····································20 第六章 地下水的化学成分及其形成作用·································22 第七章 地下水的补给与排泄···········································29 第八章 地下水系统···················································35 第九章 地下水的动态与均衡··············

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

长安大学水文地质学考试A 卷试题

一、名词解释 （每题5分，共20分）

1.渗透系数 2.过水断面 3.硬度 4.上层滞水 5.矿化度 二、判断正误 （每题4分，共20分）

1.承压水是当揭露含水层时所见到的水位。（ ） 2.地下水的资源是完全可以补偿的。 （ ） 3.地下水永远是从高处流向低处。 （ ） 4.地下水的实际流速大于假象流速。 （ ） 5.溶滤水必然存在被溶滤的岩土的成分。 （ ） 三、填空 （每空2分，共10分）

１.岩石的给水度通常与它的空隙度（）等。 ２.含水层失去水量的过程称（）。 ３.稳定流条件下，流线与迹线（）。

４.由一系列等水头线与流线组成的网格叫（）。 ５.地下水溶滤作用的最终阶段一般形成（）型地下水。 四、回答问题 （20分）

１.试述含水层与隔水层的异同。 ２.试述导水断层的水文地质意义。

３.试述从山前到平原洪积物中地下水的一般规律。 ４.试述潜水含水层和承压含水层的异同。

五、写出下列水分析资料的库尔洛夫表达式，并定名。（15分） 离子 毫克当量百

49．8

分数

矿化度 354.000毫克/升；Br 354.0毫克/升。

六、对比分析在沙砾石层和粘性土

《水文地质学基础》 试题库及参考答案

目

录

第一章 地球上的水及其循环···········································1 第二章 岩石中的空隙与水分···········································4服 第三章 地下水的赋存··················································9暗室逢 第四章 地下水运动的基本规律·········································15收复失 第五章 毛细现象与包气带水的运动·····································20 第六章 地下水的化学成分及其形成作用·································22 第七章 地下水的补给与排泄···········································29QWDD 第八章 地下水系统···················································35 第九章 地下水的动态与均衡···