水文地質(zhì)學基礎(chǔ)習題庫答案.doc

水文地質(zhì)學基礎(chǔ)習題庫第1章(1)一個地區(qū)的年降水量，是用什么表示的，包括哪些組成部分？答：以 雨量計降雨量，以某一地區(qū)某一時期的降水總量平鋪于地面得到的水層高度mm數(shù)表示。(2)某山區(qū)的地表水系如下圖所示，由分水嶺圈閉的流域面積為24 km2, 在8月份觀測到出山口A點的平均流量為8.0104 m3/d，而8月份這個地區(qū)的總降水量是700 mm。試求出該流域8月份的徑流深度和徑流系數(shù)，并思考以下問題：為什么徑流系數(shù)小于1.0；A點的平均流量中是否包括地下徑流。A分水嶺解：Q= 8.0104m3/d , F=24km2, X=700mm(5)沙漠地區(qū)降雨量很少，但是也能發(fā)現(xiàn)大量的地下水或者泉水，為什么？它們或者是從周圍高山冰雪融水獲得補充，實際仍是固他體降水的轉(zhuǎn)化補給；或者是在長期地質(zhì)歷史時期積聚起來的，是多年水文循環(huán)的積累。第二章 (3) 請對以下陳述作出辨析：A. 地層介質(zhì)的固體顆粒越粗大，孔隙度就越大；不一定B. 分布有裂隙的巖石中，一般不發(fā)育孔隙；對p17C. 毛細水不受重力作用，只受表面張力作用；錯D. 松散巖層的給水度雖然經(jīng)驗上被認為是固定的參數(shù)，但實際上也隨時間變化，并且總是小于孔隙度；對(4) 潛水含水層的給水度和承壓含水層的給水度存在很大的區(qū)別，你知道為什么嗎？ 概念不同：承壓含水層的儲水系數(shù)（彈性給水度）是指測壓水位下降（或上升）一個單位深度，單位水平面積含水層釋出（或儲存）的水的體積。 潛水位的抬高或降低，含水層厚度加大或變??；承壓含水層測壓水位下降（上升），不改變含水層厚度。測壓水位上升，含水層水密度加大及含水介質(zhì)空隙增加；測壓水位下降，含水層水密度變小及含水介質(zhì)空隙縮減。 釋出（儲存 ）水機理不同： 水位下降時潛水含水層所釋出的水來自部分空隙的排水；測壓水位下降時承壓含水層所釋出的水來自含水層體積的膨脹及含水介質(zhì)的壓密（從而與含水層厚度無關(guān)）。 數(shù)量及不同： 承壓含水層的出水系數(shù)為0.00500.00005,常較潛水含水層小1-3個數(shù)量級。(7) 對于上海市的地面沉降，有人認為是抽取地下水引起的，也有人認為是高層建筑不斷興建引起的，試分析這些論斷所依據(jù)的原理和可能的論證方法。有效應(yīng)力原理與松散巖土壓密(8) 請分析一下孔隙度與飽和體積含水量之間的關(guān)系？相等第3章 和 第5章(1) 請對以下陳述作出辨析：A. 在排泄區(qū)，地下水不接受大氣降水的補給；不一定B. 只有測壓水位高于地面的地下水才叫承壓水；錯C. 地面的污染物可以通過包氣帶擴散到潛水中，但不會影響承壓水；錯D. 包氣帶中有結(jié)合水，而飽水帶沒有結(jié)合水。錯(2) 結(jié)合水與重力水的最根本的區(qū)別是結(jié)合水（ b ）。a.不能轉(zhuǎn)化為氣態(tài)水； b.具有抗剪強度；c.不能運動； d.結(jié)合水層薄。(3) 請根據(jù)下圖中的潛水等水位線(m)圖分析河流與地下水的關(guān)系？（A, B, C為水文站）6050403020ABC(4) 在無入滲補給而有蒸發(fā)排泄的條件下，如果潛水含水層地下水水位逐漸下降，其上部包氣帶的含水量將 減少 ，而地下水蒸發(fā)強度將 增加 ，這時潛水面 否 （填“是”或者“否”）還可以看作流面。第4章(1) 達西定律有哪些適用條件，分析一下該定律在裂隙含水層中應(yīng)用時需注意哪些問題？均質(zhì)各向同性介質(zhì)，穩(wěn)定流，一維流；應(yīng)用條件：Re110的層流(2) 以下圖（a）、（b）、（c）所示為三個含水層剖面示意圖，假定地下水為穩(wěn)定運動，試繪出各自的地下水位（水頭）曲線示意圖。（a）（b）(3) 某土柱滲流試驗如下圖所示，土樣A和B被透水石隔開，土柱頂部水位保持恒定，當?shù)撞颗潘髁糠€(wěn)定為Q時，所測得的測壓管水位H已經(jīng)在圖中標出，用KA和KB分別表示A和B的滲透系數(shù)，則KB是KA的 4 倍。ABL2LH=70 cmH=60 cmH=53 cmH=23 cmQ(4) 地表水（河、渠等）的橫斷面的濕周必定是一條（ a ）。a.等水頭線； b.流線； c.零通量線； d.最大通量線。第6章(1) 請對比以下概念 溶濾作用、濃縮作用、混合作用；溶濾水、沉積水、內(nèi)生水；水溶液的酸度、硬度和礦化度。(2) 請對以下陳述作出辨析：A. 地下水中的氧氣和二氧化碳主要來源于補給地下水的降雨； 二氧化碳應(yīng)該為 氮氣B. 通常深部地下水處于還原環(huán)境，而淺部地下水由于氧氣較為豐富，處于氧化環(huán)境；C. 當含有NaCl和MgSO4的地下水發(fā)生濃縮作用時，NaCl首先析出；（參考表6-1 ,MgSO4的溶解度比NaCl?。〥. 農(nóng)業(yè)灌溉管理不善，導致土地鹽堿化，這是溶濾作用的結(jié)果。(溶濾作用應(yīng)為蒸發(fā)作用)E. 鹽類在水中的溶解度都是隨著溫度的增加而增加。(3) 溶解了大量CO2的地下水在溫度 升高 或壓強 降低 時將發(fā)生脫碳酸作用。(4) 由深循環(huán)地下水補給的、溫度較高的泉水中，陽離子通常以Na+為主，這是由于 （脫碳酸作用）的結(jié)果。a.溶濾作用； b.脫硫酸作用； c.濃縮作用； d.脫碳酸作用。(4) 在某含水層的局部地區(qū)，沿著地下水流動方向，-濃度顯著下降，濃度則顯著升高，試回答以下問題：p60(A) 什么樣的化學作用可能引起這種變化？脫硫酸作用可使-濃度顯著下降，而使?jié)舛蕊@著升高，(B) 與此相對應(yīng)，地下水中其它水化學組分可能發(fā)生哪些變化？答：脫硫酸作用可使-濃度顯著下降，,出現(xiàn)H2S,而使?jié)舛蕊@著升高，水的pH值升高。濃度增加和pH值升高，使一部分Ca2+、Mg2+與HCO3-作用生成CaCO3、MgCO3沉淀析出，Ca2+、Mg2+離子減少。水中Ca2+、Mg2+離子的減少，水與淤泥間陽離子吸附平衡破壞，淤泥吸附的部分Ca2+轉(zhuǎn)入水中，水中部分Na+被淤泥吸附。(5) 試用掌握的地下水化學知識解釋以下現(xiàn)象： (A) 油田儲層地下水中濃度較高，而含量很低；答：油田儲層是封閉的地質(zhì)構(gòu)造，是產(chǎn)生脫硫酸作用、反硝化作用的有力還原環(huán)境。由于脫硫酸作用、反硝化作用的發(fā)生，使得油田儲層地下水含量很低，而濃度較高。 (B) 某抽水井抽出的地下水進入水池后，開始為透明無色，不久出現(xiàn)紅色絮狀懸浮物； 答：氧化作用，水中的Fe2+氧化形成紅色的Fe(OH)3絮狀懸浮物。 (C) 灰?guī)r地區(qū)的泉口出現(xiàn)鈣華。 答：灰?guī)r地區(qū)的泉水流出泉口時，由于壓力降低，CO2氣體逸出，發(fā)生脫碳酸作用，在泉口形成CaCO3、MgCO3沉淀，即鈣華。第7章(1) 請對比以下概念 捷徑式下滲與活塞式下滲；蒸發(fā)與蒸騰。(2) 請對以下陳述作出辨析：A. 降雨強度越大，地下水入滲補給強度也越大；B. 河流中的水分除了降雨直接轉(zhuǎn)化而來外，還有地下水的貢獻；C. 溢流泉屬于上升泉；D. 潛水埋深越小，蒸發(fā)越強烈，降水入滲補給系數(shù)也越大；E. 入滲系數(shù)只對潛水含水層有意義。F. 在地下水的排泄區(qū)，發(fā)育的泉數(shù)量越多，說明含水層的透水性越強，補給條件也越好。(3) 承壓含水層中地下水的補給和排泄主要有哪些方式？ 答：承壓水則是依靠大氣降水與河湖水通過潛水補給的。承壓水則轉(zhuǎn)化為潛水，主要以泉水的形式排泄。(4) 簡述影響大氣降水補給地下水的因素。P66 (5) 分析：黃河作為地上懸河，與周圍潛水的補給和排泄關(guān)系如何？如果在黃河兩側(cè)開采地下水，將引起這種補排關(guān)系如何變化？p80答：(6) 分析：水庫的興建可能對地下水的補給和排泄條件造成什么樣的影響？答：水庫的修建使庫區(qū)周圍地下水獲得新的補給，抬升潛水地下水水位，潛水埋深變淺，蒸發(fā)增加?？傊?，水庫修建，使庫區(qū)周圍地下水的補給和排泄都增強。(7) 某承壓含水層被開采時，其上部的潛水含水層水頭也逐漸下降，請解釋這種現(xiàn)象？p71圖7-10、11答：如圖7-10、11中所示，當承壓水補給潛水，或潛水補給承壓水時，當承壓含水層開采量大于天然補給量時，由于承壓水水位的降低，其上部的潛水含水層水頭也逐漸下降。 在某河流的一次水文試驗觀測中，記錄了兩個距離不遠的斷面的河流流量差變化曲線DQ(t)，以及地下水向該河泄流量的變化曲線Qw(t)，觀測過程中有一次強降雨從t0開始，在t1結(jié)束，降水強度為W，這次強降水引起地表徑流和地下徑流的升降，直到t2恢復(fù)初始狀態(tài)，初始徑流量為DQ0。已知觀測段對應(yīng)的流域面積為A。分析以下問題：Q1tQ2DQ(t)= Q2-Q1地下水泄流量Qw(t)降水強度Wt0t1t2DQ00Q(a) 觀測時期地下水與河流的關(guān)系？(p77)答：當河流切割含水層時，地下水沿河呈帶狀排泄，稱作地下水的泄流。觀測時期，地下水泄流補給河水，或者地下水通過河水泄流排泄。(b) 地表、地下徑流量的峰值出現(xiàn)時間為何不同？ （p99）答：大氣降水補給河流不具有時間延長和滯后，所以兩個斷面流量差隨著降雨持續(xù)而增加，隨后隨降雨結(jié)束，其值逐漸減小。而大氣降水補給潛水首先要入滲地面并在包氣帶下滲，然后到達地下水面，增加地下徑流，所以地下水泄流量的峰值出現(xiàn)在DQ(t)= Q2-Q1的峰值之后。(c) 基流量DQ0主要由哪些部分組成？地下水泄流量Qw為何先增大，后減??？答：基流量DQ0主要是地下水泄流補給河水的量。由于降水入滲補給存在延遲以及降水的結(jié)束，地下徑流量增加以波形形式反映，所以地下水泄流量先增加，隨降水的結(jié)束而后減小。(d) 計算一下本次強降水的入滲補給系數(shù)。本次降水量=w(t1-t0)A入滲補給地下水量=本次強降水的入滲補給系數(shù)a= /w(t1-t0)A(e) 如果DQ(t)0，則意味著出現(xiàn)了什么情況？ 答：如果DQ(t)0，河水在該河段補給地下水，而使Q2小于Q1。第8章(1) 請對比以下概念地下水含水系統(tǒng)：是指由隔水或相對隔水巖層圈閉的，具有統(tǒng)一水力聯(lián)系的含水巖系地下水流動系統(tǒng)：是指由源到匯的流面群構(gòu)成的，具有統(tǒng)一時空演變過程的地下水體含水層、透水層；透水層、隔水層(2) 在某些地區(qū)，穿越潛水含水層的水井也出現(xiàn)自流現(xiàn)象，請分析其原因。P88 答：勢能包括位能與變形能（壓能）兩部分。地下水在向下流動時，除了釋放勢能以克服粘滯性摩擦外，還將一部分勢能以壓能形式儲存起來。而在做上升運動時，則又通過水的體積膨脹，將以壓能形式儲存的勢能釋放出來以做功。在作水平運動時，由于上游的水頭高度要比下游高一些，因而也是通過水的體積膨脹釋放勢能的。潛水含水層中，在其勢源匯之間形成流動系統(tǒng)，在其上升水流部分同樣承壓的，水頭可以高于靜力壓力，只要有合適的地形條件，穿越潛水含水層的水井可以出現(xiàn)自流現(xiàn)象。(3) 發(fā)育在同一含水層中的上升泉與下降泉，礦化度一高一低，試用地下水流動系統(tǒng)理論說明其機理。P92答：同一含水層或含水系統(tǒng)的水，可以分屬于不同的流動系統(tǒng)或不同級次流動系統(tǒng)。水動力特征不同，水化學特征自然也不相同。一個承壓含水層，在補給區(qū)為潛水，適當部位形成由潛水補給的下降泉；承壓區(qū)，存在導水斷層，沿著導水斷層會出現(xiàn)由承壓水補給的上升泉。在同一含水層發(fā)育有上升泉和下降泉。下降泉由局部流動系統(tǒng)補給，流程短，水循環(huán)交替迅速，礦化度低；上升泉由區(qū)域流動系統(tǒng)補給，流程長，水循環(huán)交替緩慢，礦化度高。(4) 試論人類對地下水的開采行為，會對地下水含水系統(tǒng)和流動系統(tǒng)產(chǎn)生什么影響。答：地下水含水系統(tǒng)是指由隔水或相對隔水巖層圈閉的，具有統(tǒng)一水力聯(lián)系的含水巖系。地下水流動系統(tǒng)是指由源到匯的流面群構(gòu)成的，具有統(tǒng)一時空演變過程的地下水體。控制含水系統(tǒng)發(fā)育的，主要是地質(zhì)結(jié)構(gòu)；而控制地下水流動系統(tǒng)發(fā)育，主要是水勢場。在天然條件下，自然地理因素（地形、水文、氣候）控制著勢場，因而是控制流動系統(tǒng)的主要因素。流動系統(tǒng)受人類影響大，而含水系統(tǒng)受人類影響小。如人類的開采活動，會產(chǎn)生新的勢匯，破壞原來的地下水流動系統(tǒng)，形成新地下水流動系統(tǒng)。(5) 圖1中有一個由隔水斷層和弱透水層圍成的均質(zhì)各向同性孔隙含水層，補給區(qū)接受大氣降水補給。區(qū)域內(nèi)發(fā)育泉A和B，而鉆孔W1W4的濾水管均位于孔底。請完成（p92）（1）比較W3和W4鉆孔水位高低；答：鉆孔W3 的水位低于鉆孔W4中的水位。（2）指出泉A和B屬于上升泉還是下降泉；答：泉A由承壓水補給，是上升泉；B由潛水補給，是下降泉。(3)圖2中的兩個泉流量曲線分別屬于泉A和B，請指出哪一個（實線或虛線）屬于泉A，哪一個（實線或虛線）屬于泉B； 答：實線屬于泉B，虛線屬于泉A。（4）如果在W4中投入某放射性物質(zhì)，在W1和W2中哪個孔最先觀察到? 答：如果在W4中投入某放射性物質(zhì)，在W1中最先觀察到。A一次降水時間泉流量圖1 含水系統(tǒng)示意圖圖2 泉流量示意圖BW1W2W3W4含水層弱透水層隔水斷層地下水位鉆孔濾水管層圖 例第9章(1) 請對比以下概念正均衡：某一均衡區(qū)，在一定均衡期內(nèi)，地下水水量（或鹽量、熱量等）的收入大于支出，表現(xiàn)為地下水儲存量（或鹽儲量、熱儲量等）增加，稱作正均衡。負均衡：某一均衡區(qū)，在一定均衡期內(nèi)，地下水水量（或鹽量、熱量等）的收入小于支出，表現(xiàn)為地下水儲存量（或鹽儲量、熱儲量等）減少，稱作負均衡。蒸發(fā)型動態(tài)：出現(xiàn)于干旱半干旱地區(qū)平原或盆地。 地下水徑流微弱，以蒸發(fā)排泄為主。動態(tài)變化特點：年水位變幅小，各處變幅接近，水質(zhì)季節(jié)變化明顯。發(fā)展趨勢是地下水鹽化，土壤鹽漬化。徑流型動態(tài)：分布于山區(qū)及山前。地形高差大，水位埋藏深，蒸發(fā)排泄可以忽略，以徑流排泄為主。動態(tài)的特點：年水位變幅大而不均(由分水嶺到排泄區(qū)，年水位變幅由大到小)，水質(zhì)季節(jié)變化不明顯，趨于淡化。(2) 辨析以下陳述(A) 地下水水頭上升，則含水層的貯水量一定增加。（p95）(B) 在相同的水文和氣象條件下，含水層的滲透性越大，則地下水水頭的動態(tài)變幅越大；在相同的水文和氣象條件下，含水層的滲透性越大，厚度越大，含水層的給水度越小，則波及范圍越遠，則地下水水位的動態(tài)變幅越??；(C) 只要地下水的開采量小于天然補給量，地下水很快就可以達到新的平衡態(tài)。(3) 當潛水埋深變淺時，可能是哪些因素引起的？ 修建水庫，利用地表水灌溉，增加了新的補給來源而使地下水位抬升，使?jié)撍裆钭儨\。(4) 在某平原地區(qū)，不論開采井還是觀測孔，不論淺層地下水還是深層地下水，平均水位都出現(xiàn)了多年持續(xù)下降的情況，并且發(fā)生了地面沉降，請分析一下這些現(xiàn)象的可能原因和水文地質(zhì)機理。答：在某平原地區(qū)，不論開采井還是觀測孔，不論淺層地下水還是深層地下水，都觀測到水位的變化，說明水位的變化是真變化。原因：采水量過大，天然排泄量的減量與補給量的增量的總和，不足以補償人工排泄量，因而不斷消耗含水層儲存水量，導致地下水位出現(xiàn)持續(xù)下降的情況。而水位的深降，會導致地面沉降。地面沉降的水文地質(zhì)機理：充盈于巖土空隙中的地下水，與巖土共同構(gòu)成一個力學平衡系統(tǒng)，孔隙水壓力與巖石骨架的有效應(yīng)力共同與總應(yīng)力相平衡。開采地下水引起水位下降后，由于孔隙水壓力降低，而總應(yīng)力未變，故有效應(yīng)力增加，巖土骨架將因此發(fā)生釋水壓密。砂礫層基本呈彈性變形，地下水位復(fù)原時地層回彈；而粘性土層則為塑性變形，地下水位恢復(fù)時粘性土層的壓密基本不再回彈。因此，開采孔隙承壓含水系統(tǒng)會導致土層壓密，相應(yīng)地在地表表現(xiàn)為地面沉降，即地形標高的降低。(5) 在一個靠近黃河的灌區(qū)，沒有直接引用黃河水灌溉，而是打井抽水灌溉，地下水多年平均水位長期穩(wěn)定。根據(jù)水均衡原理“新增的補給量及減少的天然排泄量與人工排泄量相等，含水層水量收支達到新的平衡”。請分析一下該灌區(qū)“新增的補給量”和“減少的天然排泄量”是如何產(chǎn)生的？近年來該灌區(qū)決定發(fā)展工業(yè)，規(guī)劃大量開采地下水，根據(jù)你的認識，需要注意那些問題? 答 黃河河道由于占據(jù)高位形成地下水勢源，與相鄰低地間形成局部性地下水流動系統(tǒng)，從而補給灌區(qū)潛水。黃河灌區(qū)地下水的補給源包括大氣降水和黃河水補給，排泄為蒸發(fā)。在一個靠近黃河的灌區(qū)，沒有直接引用黃河水灌溉，而是打井抽水灌溉，隨著地下水抽取，水位降低，原先潛水埋藏淺降水入滲受限的地段，因水位埋深加大而增加降水入滲補給量。所以，該灌區(qū)“新增的補給量”來自于增加的降水入滲補給量，減少的天然排泄來自于蒸發(fā)的減少，新增的補給量及減少的天然排泄量與人工排泄量相等，含水層水量收支達到新的平衡，維持多年水位長期穩(wěn)定。近年來該灌區(qū)決定發(fā)展工業(yè)，規(guī)劃大量開采地下水，要注意限制開采水量。如果采水量過大，天然排泄量的減量與補給量的增量的總和，不足以補償人工排泄量時，則將不斷消耗含水層儲存水量，導致地下水位持續(xù)下降。(6) 畫出間歇性河流對潛水的補給過程的橫斷面示意流網(wǎng)圖，并說明間歇性河流變化規(guī)律對潛水含水層動態(tài)的影響。答：間歇性河流對潛水的補給過程的橫斷面示意流網(wǎng)圖見教材p68的圖7-6 間歇性河流對地下水的補給過程：汛期開始，河水浸濕包氣帶并發(fā)生垂直下滲，使河水潛水面形成水丘。河水不斷下滲，水丘逐漸抬高與擴大，與河水連成一體。汛期結(jié)束，河水撤走，水丘逐漸趨平，使一定范圍內(nèi)潛水位普遍抬高。(7) 某水源地附近一口泉的流量發(fā)生衰減，可能原因是 鉆孔采水 ， 礦坑或渠道排除地下水 等第10、11、12章(1) 對比以下概念 孔隙水、裂隙水；非均質(zhì)性、各向異性(2) 在洪積扇地區(qū)，從山前到平原區(qū)，含水層的結(jié)構(gòu)、滲透性和地下水運動特征如何變化？答：在洪積扇地區(qū)，從山前到平原區(qū)，由于水動力條件的變化，扇頂，多為礫石、卵石、漂礫等，沉積物不顯層理，或僅在期間所夾的細粒層中顯示層理。向外，過渡為礫及砂為主，開始出現(xiàn)粘性土夾層，層理明顯。沒入平原的部分，則為砂與粘性土互層。 水動力條件變化，使洪積扇顯示良好的地貌巖性分帶：巖性上由粗變細、分選由差變好。地貌巖性分帶性又決定了地下水的分帶性。 由山口扇頂向平原（扇前緣）巖層透水性由好到差；隨之，排泄由徑流為主轉(zhuǎn)化為以蒸發(fā)為主（特別是在干旱半干旱氣候下）；地下水位的變動（變幅）也由大到小。 (3) 山前沖洪積扇中地下水從山前向平原具有鹽分增多的分帶現(xiàn)象，試分析其原因。（P107）由山口向平原（盆地），由于水動力條件控制著沉積作用，洪積扇顯示良好的地貌巖性分帶：地貌上坡度由陡變緩，巖性上由粗變細、分選由差變好。 地貌巖性分帶性又決定了地下水的分帶性。 由山口扇頂向平原（扇前緣）巖層透水性由好到差，地下水位埋深由大變小，補給條件由好到差；隨之，排泄由徑流為主轉(zhuǎn)化為以蒸發(fā)為主（特別是在干旱半干旱氣候下），水化學作用由溶濾到濃縮，礦化度由小到大，出現(xiàn)鹽分增多顯現(xiàn)。（可以照原書答） (4) 黃土的垂向滲透系數(shù)遠大于水平滲透系數(shù)，試分析一下這對黃土高原地下水的影響。答：黃土均發(fā)育垂直節(jié)理，其垂向滲透系數(shù)常比水平方向大幾倍到幾十倍，隨著埋藏深度加大，黃土中大孔隙減少，滲透性明顯降低。在流水侵蝕下，縱橫的溝谷把黃土高原切割成由松散沉積物構(gòu)成的丘陵。黃土地區(qū)的地貌形態(tài)有塬、梁峁，黃土杖（撐）地。割切較弱的黃土塬，賦存地下水比較豐富。黃土梁、峁由于地面起伏大，不利于降水入滲和地下水的賦存，水位埋深大。黃土杖地：賦存有水量較小、水位較淺的地下水。黃土高原地下水水量不豐富，地下水位埋深大，水質(zhì)較差(5) 有人用等效多孔介質(zhì)的方法研究裂隙含水層，分析一下其原理和適用條件。答：原理：等效多孔介質(zhì)方法就是用連續(xù)的多孔介質(zhì)理論來研究非連續(xù)裂隙介質(zhì)問題。裂隙水流運移與迂回曲折的裂隙網(wǎng)絡(luò)中，研究起來非常困難。虛擬一個等效的多孔介質(zhì)場來近似代替復(fù)雜的裂隙介質(zhì)場，不要求兩個水動力場完全相似，只要求某些方面相近。 嚴格運用條件：等效時含水系統(tǒng)的補、徑、排條件不變；等效是兩種介質(zhì)在特定功能上的等效。 (6) 根據(jù)云南永仁地質(zhì)隊的調(diào)查，砂巖的平均粒徑和裂隙率越大，單位涌水量也越大，試分析一下其原理，并思考單位涌水量的含義。答：云南永仁三疊紀煤系地層為砂巖，非泥質(zhì)膠結(jié)的砂巖是脆性巖石，構(gòu)造裂隙稀疏，但張開性好，延伸遠，導水能力好。這類巖石多構(gòu)成含水（或透水）層。巖石顆粒越粗，裂隙越容易發(fā)育，張開性越好，滲透性越大（如圖11-3）。粗顆粒的砂礫巖，裂隙張開性優(yōu)于細粒的粉砂巖。云南永仁三疊紀煤系地層，由南向北由礫巖、粗砂巖漸變?yōu)榧毶皫r，裂隙率、裂隙寬度、鉆孔用水量也由大變小。單位涌水量是井抽水水位降深換算為1 m時的單井出水量;(7) 巖溶發(fā)育應(yīng)該具備那些條件？答：巖溶化過程實際上就是水作為營力對可溶巖層的改造過程。巖溶發(fā)育必不可少的兩個基本條件是： 巖層具有可溶性及地下水具有侵蝕能力?；蚯疤K聯(lián)學者索科洛夫曾提出巖溶發(fā)育應(yīng)具備四個條件：可溶巖的存在、可溶巖必須是透水的、具有侵蝕能力的水以及水是流動的。(8) 具有侵蝕性的地下水在碳酸鹽巖含水層中流動時，將使碳酸鹽巖中的礦物逐漸溶解，形成溶蝕結(jié)構(gòu)，請分析哪些因素會影響地下水的溶蝕能力？答：CO2含量。一方面當 CO2溶入水中形成碳酸，或水含有其它酸類時，水才對碳酸鹽類具有明顯的侵蝕能力；另一方面，水中溶解CO2越高，越有利于碳酸鹽溶解。地下水對CaCO3的飽和指數(shù)SI：當?shù)叵滤械娘柡椭笖?shù)大于1時，地下水對CaCO3不具有侵蝕能力；當SI=1時，地下水對CaCO3達到溶解平衡；當SI1時，地下水對CaCO3具有侵蝕能力。水的流動：具有一定侵蝕能力的水如在碳酸鹽巖中停滯而不與外界發(fā)生交替，水的侵蝕能力終將因碳酸鹽溶入水中成為飽和溶液，而喪失其侵蝕性（封閉體系）；因此，水的流動是保證巖溶發(fā)育的充要條件(9) 論述裂隙水的基本特點。 答：裂隙水的特點（與孔隙相比）如下：、裂隙水空間分布不均勻：局部發(fā)育，呈脈狀分布，導致同一巖層中相距很近的鉆孔，水量懸殊；滲透的各向異性：一般第三方向不發(fā)育，空間展布具有方向性（不同方向發(fā)育差異）；、水力聯(lián)系不統(tǒng)一：裂隙連通性較差，很難形成統(tǒng)一的含水層。當不同方向相連通時裂隙網(wǎng)絡(luò)。、堅硬基巖的裂隙率，要比松散巖石的孔隙度小一到兩個數(shù)量級。 (10) 碳酸鹽巖含水系統(tǒng)，往往是孔隙、裂隙、巖溶介質(zhì)呈組合形式同時存在，請分析其中地下水運動的組合特征。P135 巖溶水的運動特征(11) 論述斷層帶的水文地質(zhì)意義。答：導水斷層帶是有特殊水文地質(zhì)意義的水文地質(zhì)體，它可以起到出水空間、集水廊道與導水通道的作用。貯水空間作用：當圍巖裂隙不發(fā)育， 斷層帶破碎時，斷層角礫巖及裂隙增強帶構(gòu)成局部的帶狀貯水空間。鉆孔或坑道揭露此類斷層時，初期涌水量及水壓可能較大，但迅即衰減，以至干涸。 集水廊道作用：發(fā)育于透水圍巖中的導水斷層，不僅是貯水空間，還兼具集水廊道的功能。鉆孔或坑道揭露斷層帶的某一部位時，水位下降迅速波及導水暢通的整個斷層帶，形成延展相當長的水位低槽，斷層帶就像集水廊道似的，匯集廣大范圍圍巖裂隙中的水，因此，涌水量較大且穩(wěn)定。 導水通道作用：導水斷層溝通若干個含水層或（及）地表水體時，斷層帶兼具貯水空間、集水廊道與導水通道的功能。鉆孔或坑道揭露此類斷層時斷層帶將各個水源的巨大貯存水量，源源不斷地導入，涌水量極大且長期保持穩(wěn)定。 隔水屏障作用：當存在厚層隔水層且斷層斷距較大的，原來連通的含水層可被切割成為相對獨立的塊段。由于這種含水塊段與外界的水力聯(lián)系減弱，甚至斷絕，故有利于排水疏干而不利于供水。(12) 請指出地下巖溶集中發(fā)育的常見地質(zhì)構(gòu)造部位。答：地下巖溶集中發(fā)育的常見地質(zhì)構(gòu)造部位：含水系統(tǒng)無隔水層覆蓋，有利于接受降水補給與徑流排泄，巖溶最為發(fā)育。 褶皺軸部尤其是向斜軸部，往往既是張開裂隙發(fā)育，又是地下水匯集的部位。斷層帶； 在可溶巖與下伏隔水層的接觸面上第13章(1) 對比以下概念 地下水資源：能夠長期穩(wěn)定地供出一定數(shù)量的地下水量； 地下水補給資源：含水系統(tǒng)的地下水多年平均年補給量；地下水儲存資源；含水系統(tǒng)地下水多年平均低水位以下的重力水體積。允許開采量：利用合理的取水工程，在不會引起一切不良后果的前提下，能從含水層取出的水量。填空：地下水資源具有系統(tǒng)性、可恢復(fù)性和調(diào)節(jié)性等特征地下水資源可分為補給資源和儲存資源兩類。(2) 辨析論述：只要地下水開采量小于天然補給量，就不會動用地下水的儲存資源？開采時含水系統(tǒng)的水文地質(zhì)條件發(fā)生變化，其補給量可能大于或小于天然條件下的補給量。 補給資源減?。喝玳_采地下水灌溉農(nóng)田，會使該地區(qū)農(nóng)作物的產(chǎn)量或復(fù)種指數(shù)提高，農(nóng)作物很可能將消耗更多的土壤水于葉面蒸騰。包氣帶水分虧缺增大，降水轉(zhuǎn)化為地下水的份額便變小。含水系統(tǒng)獲得的補給量便小于天然條件下的補給資源。允許開采量減小：當開采地下水后含水系統(tǒng)原來的天然排泄仍有部分保持（如仍有部分泉保留，或地下水位下降不深處仍有蒸發(fā)消耗），則允許開采量小于含水系統(tǒng)補給資源。在上述兩種情況下，在遵從地下水開采量小于天然補給量，就很可能動用地下水的儲存資源。補給量可能增大：開采時人工采水代替原有各種天然排泄（如泉的出露，向地表水泄流，向大氣蒸發(fā)）成為新的排泄去路，同時使地下水位下降。當?shù)叵滤坏南陆挡暗乇硭w時，原先作為排泄去路的地表水體反過來成為地下水新的補給來源（犧牲地表水資源），含水系統(tǒng)便獲得增補的補給資源（相應(yīng)地，本區(qū)地表水資源減少了地下水泄流及向地下水補給的量），含水系統(tǒng)的允許開采量可能大于其天然補給量。在這種情況下開采地下水，就不會動用地下水的儲存資源。(3) 闡述地下水補給資源的性質(zhì)和供水意義。答：理論上補給資源是含水系統(tǒng)可能供水的最大水量，是評價一個含水系統(tǒng)供水能力的標志； 通常含水系統(tǒng)的補給資源是地下水多年平均的年補給量。 供水意義：地下水補給資源保證著作為供水水源所能長期持續(xù)提供的水量。含水系統(tǒng)作為供水水源的規(guī)模是取決于其補給資源的大小的(4) 如果采排地下水一段時間后，新增的補給量及減少的天然排泄量與人工排泄量相等，含水層水量達到新的平衡。在動態(tài)曲線上表現(xiàn)為：地下水水位在比原先低的位置上波動，而不持續(xù)下降。請畫圖解釋上面的論述。根據(jù)論述，說明地下水資源的分類和開采潛力的制約因素。 答：由本文論述，可知地下水資源可分為補給資源與儲存資源。通常含水系統(tǒng)的補給資源是地下水多年平均的年補給量，補給資源決定了含水系統(tǒng)中地下水資源的可恢復(fù)性；儲存資源等于含水系統(tǒng)地下水多年平均低水位以下的重力水體積，儲存資源決定了含水系統(tǒng)中地下水資源的可調(diào)節(jié)性。地下水的開采潛力，即允許利用的地下水資源量，不僅受到自然條件的制約，還受到技術(shù)、經(jīng)濟、社會乃至法律條件的制約。地下水含水系統(tǒng)作為供水水源必須滿足：能夠持續(xù)而穩(wěn)定地供應(yīng)某一數(shù)量的水，這就要求含水系統(tǒng)能夠獲得外界水的足夠補充，并在含水系統(tǒng)中經(jīng)常報紙一定水量，即必須同時具有一定數(shù)量的補給資源與儲存資源，補給資源可以保持供水的長期持續(xù)，儲存資源則保證供水的均衡穩(wěn)定。開采地下水會引起諸如地面下降、海水入侵等環(huán)境地質(zhì)問題，地下水開采會使含水系統(tǒng)的水文地質(zhì)條件發(fā)生變化等。 (5) 某地區(qū)地下水的開采伴隨著地面沉降，請分析該地區(qū)地下水資源的屬性；答：地下水過量開采引起地下水位下降，從而引起地面沉降。充盈于巖土空隙中的地下水，與巖土共同構(gòu)成一個力學平衡系統(tǒng)，孔隙水壓力與巖石骨架的有效應(yīng)力共同與總應(yīng)力相平衡。開采地下水引起水位下降后，由于孔隙水壓力降低，而總應(yīng)力未變，故有效應(yīng)力增加，巖土骨架將因此發(fā)生釋水壓密。砂礫層基本呈彈性變形，地下水位復(fù)原時地層回彈；而粘性土層則為塑性變形，地下水位恢復(fù)時粘性土層的壓密基本不再回彈。因此，開采孔隙承壓含水系統(tǒng)會導致土層壓密，相應(yīng)地在地表表現(xiàn)為地面沉降，即地形標高的降低。該地區(qū)開采的地下水應(yīng)該包括補給資源和儲存資源，隨著不斷開采，地下水位不斷降低，儲存資源會不斷減少。 (6) 如下圖所示，某海島早期無地下水水源地，后來興建了一個水源地A，經(jīng)過若干年后，又興建了水源地B，請論述一下這個海島的地下水資源構(gòu)成以及兩個水源地的地下水資源條件及其變化，說明地下水開采需要注意的問題。該海島地下水的可開采量是否等于天然補給量?淡 水咸 水咸 水海平面AAB答：海島的地下水資源構(gòu)成：潛水含水層構(gòu)成一個統(tǒng)一的含水系統(tǒng)，積極參與水文循環(huán)，資源具有良好的恢復(fù)性。地下水資源包括儲存資源和補給資源。兩個水源地的水資源條件及其變化：地下水資源具有系統(tǒng)性，兩個水源地屬于一個含水系統(tǒng)，主要接受降水補給，向海水泄流排泄。但是水源地B比水源地A更靠近淡水與海水的平衡帶， 而且抽水時，形成了更低的勢匯，當水源地B抽水時，更易于造成海水入侵，破壞淡水含水層。地下水開采需要注意的問題：開采時，要考慮到地下水的系統(tǒng)性，考慮到蒸發(fā)排泄和有淡水向海水的排泄，該海島的的可開采量必須低于天然補給量，否則會產(chǎn)生海水入侵。第14章、15章(1) 人類活動可能通過哪三個方面對地下水發(fā)生不利影響？ 答：過量開發(fā)與排除地下水；過量補充地下水；污染物進入地下水干擾地下水。 (2) 哪些環(huán)境地質(zhì)問題是與地下水有關(guān)的，并說明產(chǎn)生這些環(huán)境地質(zhì)問題的機制。 過量開發(fā)或排除地下水，造成地下水位深降，會引起以下環(huán)境退化現(xiàn)象：地表徑流衰減，沼澤濕地消失，土地沙化，海(咸)水入侵、地面沉降等；過量補充地下水也會破壞有地下水參加的各種平衡，導致環(huán)境退化：土地的次生鹽漬化、次生沼澤化、巖土的力學平衡（滑坡、巖崩）等。 某一種環(huán)境地質(zhì)問題的具體機制見書本。 (3) 水庫的興建可能引