水文地质考试题

一 名词解释（10-12个，2分/1个）

1.水文地质学：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，以及人类活动相互作用下地下水的形成与演化，即地下水的水量（水位）水温和水质等要素的时空变化及影响因素。 2空隙类型包括孔隙，裂隙，溶穴。Xue

3孔隙度：单位体积岩土中孔隙所占的比例。n=Vn/V*100%；Vn为岩土中孔隙体积，V

为包括孔隙在内的岩土体积。

4孔隙：颗粒与颗粒集合推之间的空隙叫做孔隙。 5空隙中水的存在形式：重力水，毛细水和结合水。

6给水度：地下水位下降单位体积时，释出水的体积和疏干体积的比值。记为μ，用小

数表示。

7有效应力原理：有效应力等于总压力减去孔隙压力。 8含水层：是饱水并能传输与给出相当数量水的岩层。 9隔水层：不能传输与给出相当数量水的岩层。

10潜水：饱水带中第一个具有自由表面且有一定规模的含水层中的重力水。 11潜水等水位图：潜水位相等的各点连线。 12承压水：充满与两个隔水层之间的含水层中的水。 13地下水：地面以下岩石空隙中的水。

14地下水面（位）：地面下岩石中的孔隙被重力水充满形成自由水面，自由水面所处的

高程为地下水位。

15包气带：地表到地下水面这一部分。 16饱水带：地下水面以下。

17流网：在渗透场中某一典型剖面或切面上，由一系列等水头线与流线组成的网格。 18流线：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。 19迹线：渗流场中某一时间段内某一水质点的运动轨迹。 20地下水含有气体，离子，胶体，有机质，微生物。

21地下水中的离子成分：Cl-,SO42-,HCO3-重碳酸根离子,Na+,K+,Ca2+,Mg2+ 22总溶解固体：溶解在水中的无机盐和有机物的总称。

23溶滤作用：与岩土相互作用，使岩土中一部分物质转入地下水中。

24地下水的补给：饱水带获得水量的过程，水量增加的同时，盐量，能量也随之增加。 25地下水的排泄：饱水带减少水量的过程，减少水量的同时，盐量和能量也随之减少。 26降水入渗补给系数：大气降水补给地下水的份额。 27泉：地下水的自然露头。

28越流：相邻含水层通过弱透水层在水力梯度的作用下发生水源交换。

29地下水动态：地下水各种要素（水位，水量，化学组成，气体成分，温度，微生物等）

随时间的变化，称为地下水动态。

30地下水均衡：某一时间段，某一范围内地下水分水量（盐量，热量等）的收支状况，

称为地下水均衡。

31均衡期：进行均衡计算的时间断。 32均衡区：进行均衡计算所选定的地区。

33水力梯度：沿水流方向单位长度渗透途径上的水头损失。 34渗流场：发生渗流的区域。 35渗流：地下水在岩土孔隙中的运动。 36层流：水质点做有秩序的，互不混杂的流动。 37紊wen流:水质点做无秩序，互相混杂的流动。

38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（或盐储存量，热储存量）增加。

39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，表现为地下水储存量（或盐储存量，热储存量）减少。

二 简答题（共20分4分或5分/1个） 1水循环的意义。

答：（1）自净，净化即通过不断转换，水质得以持续净化。（2）水量更新及补充，

即通过不断循环再生，水量得到持续补充。 2给水度大小影响因素。

答：（1）颗粒大小（2）初始埋深（3）下降速度（4）土层结构。 3地下水中含气体的意义。

答：（1）气体成分能够说明地下水所处的地球化学环境。

（2）有些气体会增加地下水溶解某些矿物组分的能力。

4地下水中主要离子成分富集的原因？

答：（1）在地壳中含量大，较易溶于水，O,Ca,Na,K,Mg，

（2）在地壳中含量不大，但极易溶于水CI，S， （3）在地壳中含量大，极难溶于水Si ，AI，Fe。

5地下水中主要离子成分与矿化度的关系。

答：（1）低TDS水中，主要是HCO3-，Ca2+,Mg2+，

（2）中等TDS水中，主要是SO42-，Na+,Ca2+， （3）高TDS水中，主要是CI-，Na+。

6溶滤作用强弱的影响因素。

答：（1）组成岩土的矿物的溶解度，

（2）岩土中的孔隙多少， （3）水的溶解能力，

（4）水中溶解气体CO2 O2的含量， （5）水的流动状态。

7地下水的补给来源,排泄来源。

答：（1）大气降水， （1）泉

（2）地表水， （2）地表水泄流 （3）地下水， （3）土面蒸发 （4）凝结水， （4）叶面蒸腾

（5）人类影响。 （5）井孔，排水渠道，坑道等设施

8地下水化学成分形成作用有哪些？ 答：（1）溶滤作用，

（2）浓缩作用， （3）脱碳酸作用， （4）脱硫酸作用， （5）阳离子交替吸附作用， （6）混合作用， （7）人类活动。

9泉的出露原因。

答：（1）单纯由于地形切割地下水面而出露，

（2）地形切割使相对隔水底板出露，

（3）水流前方出现相对隔水层或下伏相对隔水底板抬升时，地下水流动受阻，溢流地表，

（4）地形面切割导水断裂，断裂带测压水位高于地面时出露成泉，

（5）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的导水通道出露。

10渗透流速与实际流速的区别。

答：通过空隙过水断面的实际流速为μ，它是地下水的质点流速在An面积上的平均值。

渗透流速及虚拟流速，相当于渗流在包括骨架与空隙在内的断面A上的平均流速V。

11 孔隙度大小的影响因素？（孔隙多少的影响因素） 答：（1）颗粒分选程度，

（2）颗粒排列状况， （3）颗粒形状，

（4）胶结物的多少。

三 论述题（32分8分/1个） 1地下水的功能？

（1）宝贵的资源。是理想的饮用水源；用工业价值的工业矿水；蕴藏着丰富的地

下热能；利用含水介质储能；是良好的旅游资源。

（2）重要的地质营力。地下水对成壤过程，风化过程，以及岩溶发育过程有重要的作用；地下水与气体，成岩溶液，烃ting类等共同构成地质流体，形成有价值的矿床和油气藏；流体的热传输和润滑作用是板块构造的前提。

（3）不可忽视的致灾因子：地面沉降；地裂缝；岩溶塌陷；矿坑与隧道突水；海水入侵含水层。

（4）活跃灵敏的生态环境因子：人类活动不恰当地改变地下水，导致不良的生态环境；土地沙化:盐渍化；沼泽化；湿地退化；湖泊咸化；地下水污染。

（5）极有价值的信息载体：地下水露头出现高温异常，可以提示地热增温率高。 2孔隙水，裂隙水，溶穴水的区别？

方向性上，溶穴水最好，裂隙水次之，孔隙水最差。 连通性上，孔隙水最好，裂隙水次之，溶穴水最差。 3地下水水的动态的影响因素。

（1）气象因素：在气象影响下，地下水动态呈现昼夜变化，季节变化年际变化及多年变化，

（2）水文因素：河流补给地下水时，随着远离河流，地下水位抬升时间滞后和延迟增大，波形趋于平缓，

（3）其他因素：地震，固体潮，潮汐，外部荷载等都会引起地下水要素变化， （4）人类活动：人类活动增加新的补给来源或排泄去路，影响地下水天然的平衡状态，从而改变地下水动态。 4流网绘制步骤。

（1）确定边界，边界包括定水头边界，隔水边界及地下水面边界，

（2）源汇的确定，根据补给区和排泄区课判断流线的趋向，

（3）周边流线和条件的确定，

（4）内插，在已知流线和等水头线间插补其余部分，得到由流线与等水头线构成的正交网格。 5地下水均衡方程式。

收入项（A）包括：大气降水量（X）,地表水流量（Y1）,地下水流量（W1）,水汽凝结量（Z1）。

支出项（B）包括：地表水流出量（Y2）,地下水流出量（W2）,腾发量（Z2）。 均衡期水的储存量变化为Δω，则水均衡方程式为： A—B＝Δω 即

（X+Y1+W1+Z1）—（Y2+W2+Z2）＝Δω 或

X—（Y2—Y1）—（W2—W1）—（Z2—Z1）＝Δω

水储量变化Δω包括：地表水变化量（V），包气带水变化量（m），潜水变

化量（μΔh）及承压水变化量（μeΔhe）。其中，μ为潜水含水层的给水度和饱和差，Δh为均衡期潜水位变化值（上升用正号，下降用负号），μe为承压含水层的弹性给水度，Δhe为承压水测压水位变化值。据此，水均衡方程式可写成：

X—（Y2—Y1）—（W2—W1）—（Z2—Z1）＝V+m+μΔh +μeΔhe 6潜水与承压水的区别。

潜水 （1）埋藏浅， （2）与外界联系大，水量水质较容易恢复， （3）补给充分（河流，降水）可排泄给河流，蒸发， （4）水质易污染，但自净修复能力强。

承压水 （1）埋藏深，

（2）有隔水层，动态变化小与外界联系不大， （3）其他含水层越流补给，径流排泄， （4）水质好，不易污染，一旦污染，很难恢复。 四 计算题（16分8分/1个）

1已知一等厚，均质，各向同性的含水层，K=15m/d，n=0.2，沿水流方向两观测孔A，B间距L=1200m，其中水位标高Ha=5.4m,Hb=3m，求AB间水力梯度，地下水参透速度和实际速度。

（1）I=（Ha-Hb）/L=（5.4-3）/1200=0.002 （2）V参=KI=15*0.002=0.03m/d （3）V实=V参/n=0.03/0.2=0.15m/d

2已知一等厚，均质，各向同性的含水层，K=20m/d，AB两断面间距5000m,两断面处承压水头为130.2m和125.2m.厚度M=100m,求两断面水力梯度和单宽流量。 （1）I=（Ha-Hb）/L=（130.2-125.2）/5000=1/1000 （2）V参=KI=20*1/1000=1/50m/d q=dV参=100*1、50=2 m^2/d

3一潜水含水层潜水位为100m，其一承压水层测压水头为80m，两含水层之间有一层10m厚的弱透水层，其垂向参透系数为10^-3m/d，计算单位时间水平面积上的越流量。

（1）Q=KA（Ha-Hb）/L=10^-3*1*（100-80）/10=2*10^-3m^2/d

4某水源地开采区为正方形，边长15KM，区域面积为225KM^2,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180KM^2的地区，地下水位埋深2-3m，蒸发强度为0.00008m^3/(m^2.d)，其他地区无蒸发，南部和西部为补给边界，其单宽流量分别为5m^3/(md)，10 m^3/(md),北部和东部为隔水边界，水源地开采量为每天70000m^3，进行均衡计算，确定该水源地是正均衡还是负均衡。 解：Ｑ收＝Ｑ降＋Ｑ补

＝0.2*740*225*1000+5*15*1000*365+10*15*1000*365 ＝115425000m^3 /a

Q支＝Q蒸发+Q开采

＝0.00008*365*180*10^6+700000*365 ＝260756000 m^3 /a

Q收—Q支＝－145331000 m^3 /a<0 所以，该水源地为负均衡。

5某水源地位于正方形区域内，边长为10KM，区域面积为100KM^2，多年降水量为600mm，降水入渗系数为0.2，地下水位恒深大，无蒸发，周边均为补给边界，单宽流量为5 m^3/(md)，水源开采量为每年1千万立方米，该水源地是正均衡还是负均衡？

解：Ｑ收＝Ｑ降＋Ｑ地下水

＝0.2*600*100*1000+4*5*10*1000*365 ＝85000 000 m^3 /a Q支＝1000 0000 m^3 /a

Q收—Q支＝75000 000 m^3 /a 所以，该水源地为正均衡。

五 读图题（10分10分/1个）

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