水文地质基础期末复习题.docx
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水文地质学复习题
一、名词解释
1、水文地质学研究的是:
水文地质学是研究地下水的科学。
它研究地下水与岩石圈、地幔、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作用下,其水量与水质在时间和空间上的变化,以及对各个圈层产生的影响,从而服务于人类与自然相互协调的可持续发展。
2、岩土空隙:
是地下水的储容空间和传输通道。
3、空隙的特征:
多少、大小、形状、方向性、连通程度及空间变化。
4、孔隙:
松散岩石中,颗粒或颗粒集合体之间的空隙
5、孔隙度:
是单位体积岩土(包括孔隙在内)中孔隙所占的比例。
6、给水度:
是指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。
7、有效应力:
是岩土骨架所承受的应力。
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:
不能够透过并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含水层中的重力水。
11、承压水:
充满于两个隔水层之间的含水层中的水。
12、渗流:
地下水在岩土空隙中的运动,发生渗流的区域为渗流场。
13、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。
14、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。
15、稳定流:
水在渗流场内运动,各个运动要素(水位、流速、流向)不随时间改变。
16、非稳定流:
水在渗流场中运动,各个运动要素随时间变化的水流运动。
17、水力梯度:
沿渗透途径水头损失与相应渗透途径之比。
18、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,就是溶滤作用。
19、入渗系数:
大气降水量补给地下水的份额,采用降水补给系数。
20、泉:
是地下水的天然露头,地下水面或地下水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成泉.
21、地下水动态:
地下水各种要素(水位,水量,化学组分,气体成分等)随时间变化。
22、地下水均衡:
某一时段,某一范围内地下水水量(盐量,热量等)的收支情况。
23、均衡区:
进行均衡计算所选定的地区.均衡期:
进行均衡计算的时间段.
24、正均衡:
某一均衡区,在一定均衡期内地下水水量的收入大于支出,表现为地下水储存量增加,称为正均衡
25、.负均衡:
反之,支出大于收入,地下水储存量减少,称为负均衡
二、简答题
1、地下水中气体的意义:
一方面,气体成分能够说明地下水所处的地球化学环境;另一方面,有些气体会增加地下水溶解某些矿物组分的能力。
2、影响孔隙度的因素:
颗粒分选程度;颗粒排列状况;颗粒形状;胶结物的多少。
3、影响孔隙大小的因素:
颗粒大小;分选程度;排列状况;颗粒形状;胶结物的多少。
4、地下水化学成分形成作用:
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;混合作用;人类活动对地下水化学成分的影响。
5、地下水中离子成分富集的原因:
6、地下水中主要离子成分与矿化度的关系:
7、溶滤作用影响因素:
1组成岩土的矿物的溶解度;2岩土的空隙特征;3水的溶解能力;4水中溶解气体的含量;
三、论述题
1、地下水的功能:
资源、生态环境因子、灾害因子、地质营力、或信息载体。
(1)水可以作为良好的饮用资源;富集某些盐类和元素的工业矿水可用于提炼液体矿床;热水和热蒸汽是主要载热流体,可用于供暖、地热发电等;利用含水介质储能,也是能源利用的一个途径;地下水景观,用于良好旅游资源。
(2)地球内部无处不存在地下水,是物质和热量传输和应力传递的载体,是各种地质应力的积极参与者。
(3)地下水除了是地质应力,又是致灾因子,可以引发其他各种灾害,地面沉降、地裂缝、岩溶塌陷。
(4)生态系统是复杂的巨系统,地下水则是生态系统中一个最为活跃灵敏的子系统。
无处不在,不断流动的地下水,是极有价值的信息载体
2、潜水与承压水的区别:
补给:
潜水的全部分部范围都可以接受大气降水的补给,在地表水分布处还可以接受地表水的补给,还可以接受下伏含水层的越流或其他方式的补给,另外还可以接受人工补给。
承压水的补给,可能直接来自大气降水和地表水,也可以来自相邻的潜水或承压水。
排泄方式:
以泉的形式溢流于地表,直接泄流于地表水,通过包气带向大气蒸发以及通过植物蒸腾,以越流或其他方式向相邻或下伏含水层排泄,通过水井、钻孔等人工排泄。
承压水也有多种排泄方式,但都是径流排泄,不存在蒸发方式排泄。
水质:
潜水的水质主要取决于气候及地形;承压水的水质,取决于形成时的初始水质以及水交替条件
3、定性流网步骤及作用
步骤:
(1)寻找一只便捷、河流湿周、水位线
(2)分流线源汇的确定(3)渗流场周围的流线和条件(4)中间插值
(1)由分水岭到河谷,流向自上而下到接近水平,再自下而上
(2)在分水岭地带打井,井中水位随井深加大而降低,河谷地带水位则随井深加大而抬升
(3)由分水岭到河谷,流线越来越密集,流量增大,地下径流加强
(4)由地表向深部,地下径流减弱
(5)由分水岭出发的流线,渗透途径最长,平均水力梯度最小,地下水径流最弱
作用:
利用流网,还可以追踪污染物质的运移;根据某些矿体溶于水中标志成分的浓度分布,结合流网分析,可以推断深埋于地下育矿体的位置
4、地下水动态的两类影响因素:
地下水动态是地下含水系统对外界刺激(输入)转换后产生的响应(输出),影响地下水动态的因素分为两类:
一类是地下诸要素(水量、盐量、热量、能量)本身的收支变化,即外界激励(输入)因素;另一类是影响激励(输出)——响应(输出)关系的转换因素;后者主要是地质因素
(1)气象因素影响下的地下水动态,气象(气候)因素对地下水动态影响最为普通
(2)水文因素影响下的地下水动态,河流补给地下水时,随着远离河流,地下水位抬升得到时间之后和延迟增大
(3)其他因素影响下的地下水动态,地震、固体潮、抄袭、外部荷载等都会引起地下水要素变化
(4)人为活动影响下的地下水动态,人类活动增加新的补给来源或排泄去路,影响地下水天然均衡状态,从而改变地下水动态,影响水质演变方向
(5)地质结构以及非变动性水文地质条件,是影响地下水动态的转换因素
二、计算题
1、已知一等厚、均质、各向同性的承压含水层,其渗透系数为15m/d,孔隙度为,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=,Hb=3m。
试求地下水的渗透速度和实际速度。
答案要点:
(1)
(2)V=KI=(m/d)(m/d)
2、已知一等厚、均质、各向同性的承压含水层,其渗透系数为20m/d,A、B两断面间距为5000m,两断面处的承压水头分别为和。
试计算两断面间的水力梯度和单宽流量。
(1)
(2)(m/d)
(3)
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d,试计算单位时间水平面积上的越流量。
(m3/d)
4、某水源地开采区为正方形,边长为15Km,区域面积为225Km2。
多年平均降水量为740mm,降水入渗系数为,开采区西部和北部约180Km2的地区,地下水位埋深2~3m,蒸发强度为m3/(m2?
d),其它区无蒸发,南部和西部为补给边界,其单宽流量分别为5m3/(m?
d)和10m3/(m?
d),北部和东部为隔水边界,水源地开采量为每天700000m3,进行均衡计算,确定该水源地是正均衡还是负均衡。
以下用每天的收入与支出来计算:
(1)收入项:
Q收=Q降+Q补
降水补给量Q降=(m3/d)
南、西部地表水补给量:
Q补=qd=(m3/d)
(2)支出项:
Q支=Q蒸发+Q开采
蒸发量:
Q蒸发=β蒸发强度·S=×180×=×103(m3/d)
开采量:
Q开采=700×103(m3/d)
收入项:
Q降+Q补×103(m3/d)<支出项=×104(m3/d)。
因此,本均衡区为负均衡。
5、某水源地,位于正方形区域内,边长为10km,区域面积为100Km2,多年平均降水量为600mm,降水入渗系数为,地下水位埋深较浅,无蒸发。
周边均为补给边界单宽流量为5m3/,水源地开采量为每年1千万m3该水源地是正均衡还是负均衡。
l收入项:
lQ收=Q降+Q补
=αPF×1000+4ql×365
=×600×100×1000+4×5×10000×365
=(m3/d)
支出项:
Q支=
Q收-Q支=所以该均衡区为正均衡区
五、读图题
1、P27P28P29
2、P37P38
3、P71
4、P80
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