2023年安徽理工大學水文地質(zhì)學題庫標準答案 (一)

安徽理工大學水文地質(zhì)學題庫標準答案

緒論

一、名詞解釋

1.水文地質(zhì)學：水文地質(zhì)學是研究地下水的科學。它研究地下水與巖石圈、水圈、大氣圈、生物圈

以及人類活動互相作用下地下水水量和水質(zhì)在時空上的變化規(guī)律，并研究如何運用這些規(guī)律去興利

避害,為人類服務。

2、地下水:地下水是賦存于地面以下巖石空隙中的水。

二、填空題

1.水文地質(zhì)學是研究地下水的科學。它研究巖石圈、水圈、大氣圈、生物圈及人類活動互相作

用下地下水水量和水質(zhì)的時空變化規(guī)律。

2、地下水的功能重要涉及:資源、生態(tài)環(huán)境因子、災害因子、地質(zhì)營力、或信息載體。

三、問答題

1.水文地質(zhì)學的研究對象

答：（1）地下水賦存條件；（2）地下水資源形成條件及運動特性；（3）地下水的水質(zhì)；（4）地

下水動態(tài)規(guī)律；（5）地下水與環(huán)境的互相關系；（6）地下水資源的開發(fā)運用。

第一章地球上的水及其循環(huán)

一、名詞解釋：

1.水文循環(huán)：發(fā)生于大氣水、地表水和地殼巖石空隙中的地下水之間的水循環(huán)。水文循環(huán)的速度較

快,途徑較短,轉換交替比較迅速。

2、地質(zhì)循環(huán):地球淺層圈和深層圈之間水的互相轉化過程。

3、徑流:降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流動的水流。

二、填空

1.自然界的水循環(huán)按其循環(huán)途徑長短、循環(huán)速度的快慢以及涉及圈層的范圍，分為水文循環(huán)和地

質(zhì)循環(huán)。

2、水循環(huán)是在太陽輻射和重力作用下,以蒸發(fā)、降水和徑流等方式周而復始進行的。

3.在水文學中常用流量、徑流總量、徑流深度、徑流模數(shù)和徑流系數(shù)等特性值說明地表徑流。

三、問答題

1.簡述水文循環(huán)的驅(qū)動力及其基本循環(huán)過程？

水文循環(huán)的驅(qū)動力是太陽輻射和重力。

地表水、包氣帶水及飽水帶中淺層水通過蒸發(fā)和植物蒸騰而變?yōu)樗魵膺M入大氣圈。水汽隨風飄

移,在適宜條件下形成降水。落到陸地的降水,部分匯聚于江河湖沼形成地表水,部分滲入地下,部分

滯留于包氣帶中，其余部分滲入飽水帶巖石空隙之中，成為地下水。地表水與地下水有的重新蒸發(fā)返

回大氣圈,有的通過地表徑流和地下徑流返回海洋.

第二章巖石中的空隙與水分

一、名詞解釋

1.孔隙度:松散巖土中,某一體積巖土中孔隙體積所占的比例。

2.裂隙：各種應力作用下,巖石破裂變形產(chǎn)生的空隙。

3.溶穴:可溶的沉積巖在地下水溶蝕下產(chǎn)生的空洞。

4.結合水: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：重力對它的影響大于固體表面對它的吸引力，因而能在自身重力作影響下運動的那部分

水。

6.毛細水:受毛細力作用保持在巖石空隙中的水。

7、容水度:巖石完全飽水時所能容納的最大的水體積與巖石總體積的比值。

8、給水度：地下水位下降一個單位深度，從地下水位延伸到地表面的單位水平面積巖石柱體，在重

力作用下釋出的水的體積。

9、持水度：地下水位下降一個單位深度，單位水平面積巖石柱體中反抗重力而保持于巖石空隙中的

水量。

二、填空

1.巖石空隙是地下水儲存場合和運動通道?？障兜亩嗌?、大小、形狀、連通情況和分布規(guī)律,對地

下水的分步和運動具有重要影響。

2.巖體空隙可分為松散巖土中的孔隙、堅硬巖石中的裂隙、和可溶巖石中的溶穴。

3.孔隙度的大小重要取決于分選限度及顆粒排列情況,此外顆粒形狀及膠結充填情況也影響孔隙

度。

4、巖石裂隙按成因分為:成巖裂隙、構造裂隙、風化裂隙.

5、地下水按巖層的空隙類型可分為:孔隙水、裂隙水、和巖溶水。

6.通常以容水度、含水量、給水度、持水度和透水性來表征與水分的儲容和運移有關的巖石性

質(zhì)。

7、巖性對給水度的影響重要表現(xiàn)為空隙的大小與多少。

8、松散巖層中，決定透水性好壞的重要因素是孔隙大?。恢挥性诳紫洞笮∵_成一定限度，孔隙度

才對巖石的透水性起作用。

三、問答題

1.簡述影響孔隙度大小的重要因素,并說明如何影響？

影響孔隙度大小的因素有:顆粒排列情況、分選限度、顆粒形狀及膠結限度。

排列方式愈規(guī)則、分選性愈好、顆粒形狀愈不規(guī)則、膠結充填愈差時，孔隙度愈大；反之，排列

方式愈不規(guī)則、分選性愈差、顆粒形狀愈規(guī)則、膠結充填愈好時,孔隙度愈小。

2、影響給水度的因素有哪些,如何影響？

影響給水度的因素有巖性、初始地下水位埋深、地下水位降速。

巖性重要表現(xiàn)為決定空隙的大小和多少，空隙越大越多，給水度越大；反之，越小。初始地下水位埋

藏深度小于最大毛細上升高度時，地下水下降后給水度偏小。地下水位下降速率大時，釋水不充足,

給水度偏小。

3.影響巖石透水性的因素有哪些,如何影響？

影響因素有:巖性、顆粒的分選性、孔隙度。

巖性越粗、分選性越好、孔隙度越大、透水能力越強；反之，巖性越細、分選性越差、孔隙度越小,

透水能力越弱。

4.為什么說空隙大小和數(shù)量不同的巖石,其容納、保持、釋出及透水的能力不同？

巖石容納、保持、釋出及透水的能力與空隙的大小和多少有關。而空隙的大小和多少決定著地殼

巖石中各種形式水所占的比例。空隙越大,結合水所占的比例越小,則容納、釋出及透水能力越強，

持水能力越弱；反之,空隙度越小,結合水所占的比例越大,則容納、釋出及透水能力越弱，持水能力

越強。所以說空隙大小和數(shù)量不同的巖石其容納、保持、釋出及透水的能力不同。

第三章地下水的賦存

一、名詞解釋

1.包氣帶：地表以下一定深度的地下水面以上的部分稱為包氣帶，其中存在氣態(tài)水、結合水和毛細

水。

2.飽水帶:地表以下一定深度的地下水面以下的部分稱為飽水帶,其中的巖石空隙中充滿了重力水。

3.含水層:可以透過并給出相稱數(shù)量水的巖層。

4.隔水層：不能透過與給出水,或者透過與給出的水量微局限性道的巖層。

5.潛水:埋藏于飽水帶中第一個具有自由表面的含水層中的水。

6.承壓水:充滿于兩個隔水層之間的含水層中的水。

7、承壓高度:揭穿隔水頂板的鉆孔中靜止水位到含水層頂面之間的距離。

8、測壓水位:揭穿隔水頂板的井中靜止水位的高程。

9、貯水系數(shù)：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）的水體

積。

10、上層滯水：當包氣帶存在局部隔水層時,局部隔水層上積聚的具有自由水面的重力水。

二、填空

1.包氣帶自上而下可分為二壤水帶、中間帶和毛細水帶。

2.地下水的賦存特性對其水量、水質(zhì)時空分布有決定意義，其中最重要的是埋藏條件和含水介質(zhì)類

型。

3.據(jù)地下水埋藏條件,可將地下水分為包氣帶水、潛水和承壓水。

4.按含水介質(zhì)（空隙）類型,可將地下水分為孔隙水、裂鎮(zhèn)水和巖溶水。

5、潛水的排泄除了流入其它含水層以外,泄入大氣圈與地表水圈的方式有兩類，即：徑流排泄和蒸

發(fā)排泄。

6、承壓含水層獲得補給時測壓水位上升，一方面，由于壓強增大含水層中水的密度加大；另一方

面,由于孔隙水壓力增大,有效應力減少，含水層骨架發(fā)生少量回彈,空隙度增大。

7、承壓含水層排泄時,減少的水量表現(xiàn)為含水層中水的密度變小及含水介質(zhì)空隙縮減。

三、問答題

1.簡述包氣帶特性？

(1)包氣帶一般具有結合水、毛細水、氣態(tài)水、過路重力水；

(2)包氣帶自上而下可分為土壤水帶、中間帶和毛細水帶；

(3)包氣帶水來源于大氣降水的入滲、地面水滲漏和地下水通過毛細上升輸入的水分,以及地下水

蒸發(fā)形成的氣態(tài)水。

(4)包氣帶水的運移受琢力和重力的共同影響。

2.簡述飽水帶特性？

(1)飽水帶一般具有重力水和結合水。

(2)飽水帶的水體是連續(xù)分布的,能傳遞靜水壓力。

(3)飽水帶水在水頭差的作用下可以發(fā)生連續(xù)運動。

3.潛水有哪些特性？

(1)具有自由水面,潛水面上任意一點均受大氣壓力作用不承受靜水壓力，因此是無壓水.

(2)含水層上面不存在完整的隔水(弱透水)頂板,可以通過包氣帶直接接受大氣降水和地表水的

補給,并且分布區(qū)與補給區(qū)一致。

(3)在重力作用下,由高水位向低水位運動。

(4)排泄除流入其它含水層外,還通過徑流和蒸發(fā)進行排泄。

(5)水量、水位等動態(tài)變化受氣象和水文因素影響。

(6)水質(zhì)重要取決于大氣地形及巖性條件。

4.承壓水有哪些特性？

(1)含水層中的水承受靜水壓力。

(2)重要通過大氣降水和地表水補給,分布區(qū)與補給區(qū)不一致。

(3)參與水循環(huán)不如潛水積極,受氣象和水文因素影響小,動態(tài)變化不顯著。

(4)水質(zhì)取決于埋藏條件及其與外界聯(lián)系的限度。

5.簡述含水層形成的必要條件

(1)巖層必須具有相稱的空隙空間。巖石的空隙越大，數(shù)量越多，連通性越好，儲存和通過的重力

水就越多,就越有助于形成含水層,如砂礫層等。

(2)必需具有儲存地下水的地質(zhì)結構。一個含水層的形成必須要有透水層和不透水層組合在一起,

才干形成含水地質(zhì)結構。

(3)必須具有充足的補給水源。若缺少補給水源，即使該巖層具有很好的空隙空間和儲水結構，也

不能形成良好的含水層。

6.簡述含水層與隔水層定義的相對性，并舉例說明在運用與排除地下水的實際工作中，如何劃分含水

層與隔水層。

(1)含水層是指可以透過并給出相稱數(shù)量水的巖層.隔水層：不能透過與給出水，或者透過與給出

的水量微局限性道的巖層。這兩個定義沒有給出區(qū)分含水層與隔水層的定量指標，定義具有相對

性。

(2)在運用與排除地下水的實際工作中，區(qū)分含水層與隔水層，應當考慮巖層所能給出水的數(shù)量大

小是否具有實際意義。例如：某一巖層可以給出的水量較小,對于水量豐沛、需水量很大的地區(qū)，由

于遠不能滿足供水需求,而被視為隔水層；但在水源匱乏、需水量小的地區(qū)，同一巖層可以滿足實際

需要,可被視為含水層。而隔水層的“微局限性道"，在實際問題中是相對"時間尺度”而言的；當

時間足夠長時，"隔水層"都會透過一定數(shù)量的水,具有透水性。

四、材料題

（-）潛水等水壓線圖

1.根據(jù)下列圖1的三圖分析指出（A）、（B）、（C）各河的河水與潛水的互相關系及潛水流線。

答案要點：

（A）圖：河流右側為地下水（潛水）補給地表水（河流）；左側側地表水（河流）補給地下水

（潛水）。

（B）圖:地表水（河流）補給地下水（潛水）。

（C）圖:地下水（潛水）補給地表水（河流）。

地下水流線見圖2

(A)(B)(C)

室

河流及流向等水頭線

圖1

70/^

6。/

(C)

室

河流及流向第水頭線

圖2

2.下圖是某地區(qū)潛水等水位線圖,A、B兩點水平距離為50m,圖中的數(shù)字單位為m,試擬定:

(1)潛水與河水間的補排關系；

(2)A、B兩點間的平均水力梯度(坡降)；

(3)若在C點處鑿水井,至少打多深才干見到地下水；

(4)D點處有何水文地質(zhì)現(xiàn)象,寫出其類型。

81

他盛等高州等水侍緯河笳乃沛向

答案要點:

(1)地下水的流向為垂直等水位線從高到低的方向，故本區(qū)河谷兩岸地下水均指向河流,屬地下水

補給地表水。

85-84…

.R=-----=----------=0.02

L50

(2)

(3)d=88-84=4m,即在C點處達4m就可見到地下水。

(4)D點有泉水出露,屬下降泉(侵蝕下降泉)。

3.龍江河谷地區(qū)的潛水等水位線圖如下圖所示,試擬定：

(1)龍江兩岸潛水的流向(用箭頭表達)，并闡明潛水與河水的補給關系；

(2)A、B兩點之間的平均水力坡度,設A、B之間的水平距離為10m;

(3)潛水流過的土層的滲透系數(shù)K,如已測得潛水在該土層的滲透速度V=12m/d。

(1)龍江兩岸潛水的流向見圖中箭頭所示。河流西部為潛水補給河流,東部為河流補給潛水。

(3)滲透系數(shù)/0.2(m/d)。

(二)承壓水等水壓線圖

1.某區(qū)域承壓水的等水壓線圖(如下圖所示)，試擬定：

(1)本地區(qū)地下水的重要流向(以箭頭表達)；

(2)A點承壓水頭；

(3)B點含水層埋深;

(4)C點的初見水位和穩(wěn)定(承壓)水位(假如在C點鑿井時)。

答案要點：處放等離純裝壓純令大用血所等百純

(1)垂直等水壓線由高水位指向低水位(見圖)。

(2)HA=37-20.5=16.5m(承壓水頭即承壓高度二側壓水位標高-含水層頂板標高)

(3)hB=66-23=43m(含水層埋深二地形標高-含水層頂板標高)

(4)初見水位hC=19m,承壓水位hC=37m

2、某地區(qū)承壓水等水壓線圖如下所示,試擬定：

(1)本區(qū)地下水流向(以箭頭表達)；

(2)P點地下水埋深；

(3)若在P點打井,其穩(wěn)定水位；

(4)自流水范圍。

?48

SE3EE2

地形等高線等水壓線含水層頂板等高線

答案要點:

(1)垂直等水壓線由高水位指向低水位(見圖)。

(2)hP=46-38=8m(含水層埋深;地形標高-含水層頂板標高)

(3)在P點打井，其穩(wěn)定水位即為揭穿隔水頂板的井中靜止水位的高程，等于側壓水位標高，所認

為44m

(4)自流水范圍為承壓水測壓水位高于地形標高(見圖紅線范圍內(nèi))。

地形等高線等水壓線含水層頂板等高線

3.讀某地承壓水等水壓線圖,回答下面問題。

(1)P處承壓水的流向是()

A.自西北向東南；B.自東北向西南；C.自西南向東北；D.自東南向西北

(2)a、b、c、d四口水井中,井水水位海拔最高的是()

A.a;B.b;C.c;D.d

(3)a、b、c、d四口水井中,挖得最淺的是()

A.a;B.b;C.c;D.d

答案要點：(1)B;(2)A;(3)D

第四章地下水運動的基本規(guī)律

一、名詞解釋

1.滲流場:地下水在巖石空隙中的運動稱為滲流,發(fā)生滲流的區(qū)域稱為滲流場。

2.層流運動:在巖層空隙中流動時,水的質(zhì)點作有秩序的、互不混雜的流動。

3、紊流運動:在巖層空隙口流動時，水的質(zhì)點作無秩序地、互相混雜的流動。

4.穩(wěn)定流：水在滲流場內(nèi)運動,各個運動要素(水位、流速、流向)不隨時間改變。

5m潟定流：水在滲流場中運動,各個運動要素隨時間變化的水流運動。

6.有效空隙度:重力水流動的孔隙體積與巖石體積之比.

7、水力梯度:沿滲透途徑水頭損失與相應滲透途徑之比。

8、滲透系數(shù):水力坡度等于1時的滲透流速。

9、流網(wǎng):在滲流場的某一典型剖面或切面上由一系列流線和等水頭線組成的網(wǎng)。

10、流線:流場中某一瞬時的一條線,線上各水質(zhì)點的流向與此線相切。

11、跡線:滲流場中某一段時間內(nèi)某一質(zhì)點的運動軌跡。

12、層狀非均質(zhì)：介質(zhì)場內(nèi)各巖層內(nèi)部為均質(zhì)各項同性，但不同巖層滲透性不同。

二、填空

1.根據(jù)地下水流動狀態(tài),地下水運動分為層流和紊流O

2.根據(jù)地下水運動要素與時間的關系,地下水運動分為穩(wěn)定流和非穩(wěn)定流。

3、水力梯度為定值時,滲透系數(shù)愈大，滲透流速就愈大。

4.滲透系數(shù)可以定量說明巖石的滲透性能。滲透系數(shù)愈大,巖石的透水能力愈強。

5.流網(wǎng)是由一系列流線與等水頭線組成的網(wǎng)格。

6、流線是滲流場中某一瞬時的一條線，線上各水質(zhì)點在此瞬時的流向均與此線相切。跡線是滲

流場中某一時間段內(nèi)某一水質(zhì)點的運動軌跡。

7、在均質(zhì)各向同性介質(zhì)中，地下水必然沿著水頭變化最大的方向，即垂直于等水頭線的方向運動,

因此,流線與等水頭線構成正交網(wǎng)格。

8、流線總是由源指向匯。

9、假如規(guī)定相鄰兩條流線之間通過的流量相等，則流線的疏密可以反映徑流強度，等水頭線的疏

密則說明水力梯度的大小。

三、問答題

1.在地下水運動規(guī)律研究中用假想的一種水流"滲流”來代替真實的地下水流，需要做如何的假

設？

(1)假想水流的性質(zhì)，涉及密度、粘滯性等和真實的地下水流相同，但它充滿了既涉及含水層空隙

的空間,也涉及巖石顆粒所占據(jù)的空間。

(2)假想水流運動時,在任意巖石體積內(nèi)所受的阻力等于真實水流所受的阻力。

(3)假想水流通過任一斷面的流量及任一點的壓力或水頭和實際水流相同。

2.流線和跡線有什么不同?

流線是流場中某一瞬時的一條線,線上各水質(zhì)點的流向與比線相切,是同一時間不同質(zhì)點的連線。而

跡線是滲流場中某一質(zhì)點在一段時間內(nèi)的運動軌跡。

流線可看作多個水質(zhì)點的攝影,跡線則是某一水質(zhì)點運動所拍的電影。

3.簡述流網(wǎng)的作用。

(1)判斷地下徑流的強弱。

(2)判斷地下水的補給與排泄。

(3)在地下水污染治理中,可追蹤污污染物質(zhì)的運移。

(4)根據(jù)某些礦體溶于水的標志成分的濃度分析，擬定深埋于地下的盲礦體的位置。

4、簡述匯制流網(wǎng)圖的一般環(huán)節(jié)？

(1)根據(jù)邊界條件繪制容易擬定的等水頭線和流線。

(2)流線總是由源指向匯。

(3)根據(jù)流線和等水頭淺正交在已知流線和等水頭線間插入其它部分。

四、材料題

1.已知一等厚、均質(zhì)、各向同性的承壓含水層,其滲透系數(shù)為15m/d,孔隙度為0.2,沿著水流方向

的兩觀測孔間距其水位標高分別為試求地下水的滲透速度

A.BL=1200mzHa=5.4mzHb=3m.

和實際速度。

答案要點：

由題意得：

V=KH(,~Hh=15x-^^=0.03

L1200(m/d)

V0.03八,「

u=—=-----=0.15

〃0?2(m/d)

.在等厚的承壓含水層中，實際過水斷面面積為的流量為含水層的孔隙度為

2400m210000m3/dz

0.25,試求含水層的實際速度和滲透速度。

答案要點:

由題意得:

v=e=ioooo=25

A40()(m/d)

V_25

=100

025(m/d)

3.一底板水平的含水層，觀則孔A.B.C彼此相距1000m,A位于B的正南方，C則在AB線的東面。

ABC的地面高程分別是95m、110m和135m,A中水位埋深為5m,B中和C中的水位埋深分別

是30m和35m,試擬定通過三角形ABC的地下水流的方向,并計算其水力梯度。

答案要點：

由題意得：A、B、C的水位標高分別為：90m、80m和100m,那么AB、BC、AC三邊的水力

梯度分別為：0.01、0.02.0.01,即CB為通過三角形ABC的地下水流的方向，其水力梯度為

0.02.

4、根據(jù)圖1條件,回答下列問題。

(1)在圖中畫出示意流網(wǎng)；(圖中"二袤1地下分水線)。

//////////////////////粘性上

圖1

(2)在甲、乙處各打一口井，規(guī)定井的深度不同，且甲井水位比乙井水位高。試在圖上表達出兩口

井如何打,并標出井水位。

(3)寫出圖示條件下的潛水均衡方程式,并注明式中各項的物理意義。

(4)停止降水后,河水位變化如圖2中所示,試說明觀1孔潛水位動態(tài)變化特性，并在圖2中用實

線畫出觀1孔水位變化曲線。

圖3

答案要點：

(1)、(2)見圖3。

(3)Q降雨入滲-Q河二w

(4)如圖4,最初觀1孔水位下降速度比河水慢,后期比河水快。

圖4

4.畫出下面降雨入滲條件下河間地塊剖面的流網(wǎng)(畫出流線、等水頭線、分水線，標出鉆孔中的水

位)。并回答可以獲得哪些信息？

II1I|zI---I3||4|\!/|5me-?-|7Il

W4-4河間地塊湎川用

1一通線：？一等水頭戰(zhàn)：3一分極：4一湘水而：5—洌水位：6—井、余輯筋分“水：7T弋表『化度大小

的符號.四剛愈多.礦化度愈大?8一降水入泊?A經(jīng)Mi4M的大致數(shù)序

答案要點：

(1)流線、等水頭線、分水線,鉆孔中的水位見上圖。

(2)獲得信息重要有：①由分水嶺到河谷，流向從莊上向下到接近水平再向上；②在分水嶺地

帶打井，井中水位隨井深加大而減少，河谷地帶井水位則隨井深加大而抬升；③由分水嶺到河谷，流

線愈來愈密集，流量增大,地下徑流加強；④由地表向深部,地下徑流減弱；⑤由分水嶺出發(fā)的流線,

滲透途徑最長，平均水力梯度最小，地下水徑流交替最弱，近流線末端河谷下方，地下水的礦化度最

局0

第五章毛細現(xiàn)象與包氣帶水的運動

一、名詞解釋

1.毛細壓強:凹形彎液面產(chǎn)生的附加壓強。

2、毛細飽和帶:在潛水面之上有一個含水量顏口的帶。

二、填空

1.由于表面張力的作用，彎曲的液面對液面以內(nèi)的液體產(chǎn)生附加表面壓強，而這一附加表面壓強總是

指向液體表面的曲率中心方向；突起的彎液面，對液面內(nèi)側的液體，附加一個正的表面壓強；凹

進的彎液面,對液面內(nèi)側的液體,附加一個負的表面壓強,

2、拉普拉斯公式的涵義是：彎曲的液面將產(chǎn)生一個指向液面凹側的附加表面壓強；附加表面壓強

與張力系數(shù)成正比，與表面的曲率半徑成反比。

3.包氣帶毛細負壓隨著含水量的變小而負值變大。滲透系數(shù)隨著含水量減少而迅速變小。

三、問答題

1.為什么包氣帶中滲透系數(shù)隨著含水量的減少而迅速變??？

(1)含水量減少,實際過水斷面隨之減??；

(2)含水量減少,水流實際流動途徑的彎曲限度增長；

(3)含水量減少,水流在更窄小的孔角通道及孔隙中流刃,阻力增長。

2.毛細飽水帶與飽水帶有哪些區(qū)別？

毛細飽水帶是在表面張刀的支持下飽水的，不存在重力水，打井時打到毛細飽水帶時,沒有水流入

井內(nèi)；飽水帶的水重要是重力水,井打到飽水帶時,在重力作用下,水能流入井內(nèi)。

3.包氣帶水與飽水帶水運動的區(qū)別是什么？

(1)飽水帶只存在重力勢,包氣帶同時存在重力勢與毛細勢

(2)飽水帶任一點的壓力水頭是個定值,包氣帶的壓力水頭則是含水量的函數(shù)；

(3)飽水帶的滲透系數(shù)是個定值,包氣帶的滲透系數(shù)隨著含水量的減少而變小。

第六章地下水的化學成分及其形成作用

一、名詞解釋

1.總溶解固體:地下水中所含各種離子、分子與化合物的總量。

2.溶濾作用:在水與巖土互相作用下,巖土中一部分物質(zhì)轉入地下水中,這就是溶濾作用。

3.濃縮作用：由于蒸發(fā)作用只排走水分,鹽分仍保存在余下的地下水中，隨著時間延續(xù),地下水溶液逐

漸濃縮,礦化度不斷增大的作用。

4.脫碳酸作用：地下水中C02的溶解度隨溫度升高或壓力減少而減小，一部分C02便成為游離

C02從水中逸出,這便是脫碳酸作用。

5、脫硫酸作用：在還原環(huán)境中，當有有機質(zhì)存在時，脫硫酸細菌能使硫酸根離子還原為硫化氫的作

用。

6.陽離子互換吸附作用：一定條件下，顆粒將吸附地下水中某些陽離子，而將其本來吸附的部分陽離

子轉為地下水中的組分,這便是陽離子交替吸附作用。

7、混合作用：成分不同的兩種水匯合在一起，形成化學成分與本來兩者都不相同的地F水，這便是

混合作用。

8、總硬度:水中所含鈣離子和鎂離子的總量。

9、暫時硬度:指水中鈣離子和鎂離子與碳酸根離子和重碳酸根離子結合的硬度。

10、永久硬度:指水中鈣離子和鎂離子與氯離子、硫酸根離子和硝酸根離子結合的硬度.

二、埴空

1.地下水中具有各種氣體、離子、膠體物質(zhì)、有機質(zhì)以及微生物等。

2.地下水中分布最廣、含量較高的陰離子有氯離子、硫酸根離子及重碳酸根離子等。

3.地下水中分布最廣、含量較高的陽離子有鈉離子、鉀離子、鈣離子及鎂離子等。

4、一般情況下，低礦化水中常以重碳酸離子、鈣離子及鎂離子為主；高礦化水則以氯離子及鈉

離子為主。

5.一般情況下,中檔礦化的地下水中，陰離子常以硫酸根離子為主,重要陽離子則可以是鈉離子,也

可以是鈣離子。

6.地下水化學成分的形成作用有溶濾作用、濃縮作用、脫碳酸作用、脫硫酸作用、陽離子交替吸附

作用和混合作用。

7、地下水的物理性質(zhì)重要涉及:溫度、顏色、透明度、嗅味和味道。

8、水化學分析時，根據(jù)研究目的和規(guī)定不同，分析項目和精度規(guī)定各不相同，一般分為簡分析、全

分析和專項分析。

三、問答題

1.溶濾和溶解有什么相同點和不同點？

相同點:巖土中的可溶性物質(zhì)溶于水中。

不同點：溶濾不破壞巖石的完整性,也未破壞礦物的結晶格架,只是一部分可溶物質(zhì)溶于水。溶解則

是組成巖土礦物的一切元素按本來的比例所有轉入水中。

2.簡述發(fā)生濃縮作用應具有的條件。

(1)干旱或半干旱的氣候；

(2)低平地勢控制下較淺的地下水位埋深；

(3)有助于毛細作用的細小的松散巖土；

(4)地下水流動系統(tǒng)的弱匚一地下徑流的排泄處。

3.鈣離子與巖土顆粒表面的吸附能力比鈉離子強，為什么海水在侵入陸相沉積物的時候,鈉離子反而

置換巖土顆粒表面吸附的鈣離子？

陽離子交替吸附作用不僅取決于地下水中陽離子與巖土顆粒表面的吸附能力，還與底子的相對濃

度、顆粒比表面積的大小及水的酸堿度有關。海水中的鈉離子濃度大大高于巖土顆粒表面的鈣離子,

使得鈉離子的交替吸附能力超過了陽離子，因此水中鈉離子反過來置換巖土顆粒表面吸附的鈣離

子。

4、地下水全分析項目有哪些？

重碳酸根離子、硫酸根離子、氮離子、碳酸根離子、硝酸根離子、亞硝酸根離子、鈣離子、鎂離

子、鉀離子、鈉離子、氨離子、亞鐵離子、鐵離子、硫化氫、二氧化碳、耗氧量、值、干固殘余

物。

5.敘述地下水化學成分舒卡列夫分類的原則？命名方法？及優(yōu)缺陷？

(1)分類原則：根據(jù)地下水中6種重要離子(K+合并于Na+)及TDS劃分，含量大于25%毫克

當量的陰離子與陽離子進行組合。依據(jù)離子含量劃分為49種類型，依據(jù)礦化度劃分為A、B、C、

D4組。

(2)命名方法：離子含量劃分49種類型的數(shù)字放在前面，礦化度(TDS)4組放在后面，如1-A

型水為TDS小于1.5g/L的HC03-Ca型水。

(3)優(yōu)缺陷:

①優(yōu)點：非常簡樸,可以大體推斷水質(zhì)的成因,所以只能叫水化學分類。

②缺陷：以25%毫克當量劃分的依據(jù)帶有人為性；對大于25%毫克當量的離子未反映其大小的

順序，反映水質(zhì)變化成因不夠細致；分類中有些水型意義不大，如17,18,19,在自然界中很少見到

或見不到的。

四、材料題

1.某第四紀沉積物覆蓋下的花崗巖中出露一溫泉，假定承壓含水層滿足等厚、均質(zhì)、各向同性，其滲

透系數(shù)為15m/d,有效孔隙度為02沿著水流方向的補給區(qū)內(nèi)觀測孔A和泉出露點B間距

L=1200m,其水位標高分別為HA=5.4m,HB=3.0mo

泉出露點B的地下水化學分析的結果見表5-1,補給區(qū)內(nèi)觀測孔A的水化學分析的結果見表5-2。

表5-1溫泉水化學分析結果

~~~"|毫克當量毫克當|甘…十八

離子mg/L其匕成分

/L里％

Na+50.902.1992.0

H2S:

Ca2+3.00.15630

陽離子5mg/L

Mg2+0.490.041.70

礦化度：

總計54.39238100.0

500mg/L

Cl—8.500.2410.0

水溫:16℃

SO42

7.00.146.0流量：

陰離子2.6L/S

HC03

122.202.084.0流量：

2.6L/S

總計137.702.38100.0

表5-2補給區(qū)地下水水化學分析結果

亳克當量毫克當

離子mg/L其它成分

/L量％

Na+6.600.2812.0

Ca2+40.02.084.0

陽離子

Mg2+1.150.104.0CO2:

總計47.752.38100.0llmg/L

Cl—6.740.198.0礦化度：

SO42300mg/L

21.500.4318.0

水溫:14℃

陰離子

HCO3水溫：14℃

107.541.7674.0

總計135.782.38100.0

舒卡列夫分類表

超過25%毫

克當量百分HCO3+SO4

HCO3HCO3+SO4HCO3+CISO4SO4+CICl

數(shù)的離子成+CI

分

Ca181522293643

Ca+Mg291623303744

Mg3101724313845

Na+Ca4111825323946

Na+Ca+

5121926334047

Mg

Na+Mg6132027344148

Na7142128354249

舒卡列夫分類中的礦化度分級表

組別礦化度(g/L)

A<1.5

B1.5-10

C10-40

D>40

回答下列問題：

(1)試求地下水的滲透速度和實際速度。

(2)分別寫出兩水樣的庫而洛夫式。

(3)運用舒卡列夫分類法對兩水樣進行分類命名。

(4)試分析由補給區(qū)到排泄區(qū)地下水也許經(jīng)受的化學成分形成作用。

答案要點：

根據(jù)達西定律：口,因此口又由于口所以實際流速口

(1)□,STD=15m/d/01/&m/do

(2)B處泉水:口；補給區(qū)A處:口

(3)B處泉水：7-A型，即低礦化度的HC03—Na型水；補給區(qū)A處：1-A型，即低礦化度的

HCO3—Ca型水。

(4)也許經(jīng)受了脫硫酸作用、濃縮作用，陽離子交替吸附作用。

2、某地下水水化學分析結果見表1,試回答下列問題：

表1某地地下水水化學分析結果

離子mg/LmgN/LmgN%

Na+28.01.21745.8

陽K+6.80.17411.1

離Ca2+21.81.0935.7

子Mg2+4.50.3757.4

小計61.12.85100%

HCO3-0.50.00803

陰

Cl-1132.588.4

離

SO42-120.00.318113

子

小計131.82.826100%

(1)計算礦化度；

(2)寫出庫爾洛夫式；

(3)進行舒卡列夫分類。

答案要點：

(1)曠化度為:192.9mg/L=0.1929g/L0

(2)庫爾洛夫式為:□

(3)舒卡列夫分類為:46-A型,即低礦化度的Q-Na+Ca型水。

3.某地區(qū)地表為厚約10米的第四紀沉積物，由沙土和亞粘土組成，下伏花崗巖體。一溫泉源于花崗

巖裂隙含水層中，并通過第四系溢出地表,其水化學成分用庫爾洛夫式表達為：□,已知溫泉補給區(qū)的

地下水庫爾洛夫式為:□

試分析由補給區(qū)到排泄區(qū)地下水重要經(jīng)受了哪些化學成分的形成作用？

答案要點:

對溫泉和溫泉補給區(qū)的地下溫泉排泄區(qū)結論

水庫爾洛夫式的比較(即兩

處的化學成分及其含量的比

較)，有以下的結論：

溫泉補給區(qū)

由于補給區(qū)的SO42-含量高，

而溫泉的H2S含量高，

SO418（即SO42-毫克當量H2S0.005（即H2S的含量

SO42-的含量少，所以地下

百分數(shù)為18%）為0.005g/l）

水通過脫硫酸作用。

由于礦化度變大，存在濃縮

M0.2（即礦化度為0.2g/l）M0.5（即礦化度為0.5g/l）作用

由于溫泉中某些可溶性的離

子消失或增長，則說明也許

存在溶濾作用；又由于

HCO374.Ca84.Nal2（即HCO384Cll0Na92（即

z,Ca2+的減少，Na+的增多，

HC03-、Ca2+、Na+的亳HC03-Q-,Na+的毫克當

則說明也許存在陽離子交替

克當量百分數(shù)分別為74%、量百分數(shù)分別為84%,10

吸附作用；成分不同的水混

84%、12%）%,92%）

匯合在一起，也也許導致溫

泉中離子的增長或減少，所

以也許存在混合作用。

因此,由補給區(qū)到排泄區(qū),地下水重要經(jīng)受了脫硫酸作用、濃縮作用、溶濾作用、陽離子交替吸附作

用、混合作用。

第七章地下水的補給與排泄

一、名詞解釋

1.入滲系數(shù):每年總降水量補給地下水的份額。

2.越流:相鄰含水層通過其間的弱透水層發(fā)生水量互換。

3.泉：地下水的天然露頭,在地形面與含水層或含水通道相交點地下水出露成泉"

4.上升泉:由承壓含水層補給形成的泉。

5.下降泉:由潛水或上層滯水補給形成的泉。

6.侵蝕（下降）泉:當溝谷切割揭露含水層時形成的泉。

7、接觸泉:地形切割達成含水層隔水底板時,地下水被迫從兩層接觸處形成的泉。

8、溢流泉:潛水流前方透水性急劇變?nèi)?或隔水底板隆起,潛水流動受阻而涌溢于地表形成的泉。

9、斷層泉:地下水沿導水斷層上升,在地面高程低于水位處涌溢地表形成的泉。

10、接觸帶泉：巖漿或侵入體與圍巖的接觸帶，常因冷凝收縮而產(chǎn)生隙縫，地下水沿此類接觸帶上

升形成的泉。

11、地下水的泄流：當河流切割含水層時,地下水沿河呈帶狀排泄,稱作地下水泄流。

12、蒸騰:植物生長過程中，經(jīng)由根系吸取水分，在葉面轉化成氣態(tài)水而蒸發(fā)，稱蒸騰。

二、填空

1.地下水補給的研究涉及補給來源、補給條件與補給量。

2.地下水的天然補給來源有大氣降水、地表水、凝結水、其它含水層或含水系統(tǒng)的水。包氣帶重要

通過巖性和厚度影響大氣降水補給地下水。

3.地下水的天然排泄方式有泉、泄流、蒸發(fā)、蒸騰、含水層之間的排泄。

4、根據(jù)補給泉的含水層性質(zhì),可將泉分為上升泉及下降泉兩大類。

5、根據(jù)泉的成因,下降泉可分為侵蝕泉、接觸泉與溢流泉.

6.上升泉按其成因可分為侵蝕泉、斷層泉與接觸帶泉。

7、影響潛水蒸發(fā)的因素是氣候、潛水埋深、包氣帶巖性及地下水流動系統(tǒng)的規(guī)模。

8、地下水徑流的方向總的趨勢是由補給區(qū)向排泄區(qū)運動，具體的說是從水位高處向水位低處

SSL

三、問答題

1.松散沉積物中存在哪兩種降水入滲形式？兩者有什么不同?

(1)兩種形式為:捷徑式和活塞式。

(2)兩者不同點:

①活塞式下滲是年齡較新的水推動其下的年齡較老的水，始終是老水先到達含水層；捷徑式下滲

時新水可以超前于老水到達含水層；

②對于捷徑式下滲,入滲水不必所有補充包氣帶水分虧缺,即可下滲補給含水層。

2、含水層之間進行水量互換時,必須具有有水力聯(lián)系,常見的聯(lián)系形式有哪幾種?

(1)直接接觸

(2)天窗；

(3)導水斷層；

(4)止水不良的鉆孔；

(5)越流。

3.地下水的補給與排泄對地下水的水質(zhì)是如何影響的？

(1)地下水補給對水質(zhì)的影響重要取決于補給源的水質(zhì)。

(3)徑流排泄是鹽隨水走；蒸發(fā)排泄是水走鹽留。

四、材料題

1.指出圖1中泉的類型。

答案要點：

(1)下降泉:a、b為侵蝕泉,c為接觸泉,d、e、f、g為溢出泉；

(2)上升泉：h為侵蝕泉,i為斷層泉,j為接觸泉。

(h)

圖1

2.如圖2所示,回答下列問題。

(1)寫出三個泉的名稱；

(2)試比較含水層A與含水層B作為供水水源地的條件優(yōu)劣.

已知：號泉流量為號泉流量為號泉流量為(數(shù)年平均值)

1lm3/s;22m3/s;33m3/s0

答案要點:

(1)1號泉一溢流泉；2號泉一侵蝕(上升泉)；3號泉一侵蝕(上升泉)

（2）對于含水層A,補給條件好于含水層B,儲存資源小，調(diào)節(jié)性差。對于含水層B,補給條件取決

于補給區(qū)以上的匯水條件，而含水層B的儲存資源較豐富，供水的調(diào)節(jié)性好。因此，作為供水源地,

含水層A和B結合起來更有助于供水的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

3.有一潛水含水層，潛水位為100m,其下部有一承壓含水層，測壓水頭為80m,二含水層之間有一

層10m厚的弱透水層,其垂向滲透系數(shù)為O.OOlm/d,試計算單位時間水平面積上的越流量。

答案要點：

Q=KJF=0.001x100~80x1=0.002

1°（m3/d）

式中，Q—單位水平面積上的越流量（m3/d）;K——滲透系數(shù)（m/d）;I——水力梯度；F-

一發(fā)生越流的弱透水層分布面積（m2）

4.有一潛水含水層，潛水位為80m,其下部有一承壓含水層，測壓水頭為70m,二含水層之間有一層

5m厚的弱透水層,測得單位水平面積上的越流量為0.01m3/d,試計算弱透水層的垂向滲透系數(shù)。

答案要點：

由口知口（m/d）

第八章地下水系統(tǒng)

一、名詞解釋

1.地下水含水系統(tǒng):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。

2、地下水流動系統(tǒng)：指由源到匯的流面群構成的,具有統(tǒng)一時空演變過程的地下水體。

二、問答題

1.地下水含水系統(tǒng)與地下水流動系統(tǒng)有哪些異同點？

（1）共同點：①兩者都擺脫了長期統(tǒng)治水文地質(zhì)界的含水層思維，不再以含水層作為基本的功

能單元；②力求用系統(tǒng)的觀點去考察、分析與解決地下水問題。

(2)不同點：①地下水含水系統(tǒng)的圈定，通常以隔水或相對隔水的巖層作為系統(tǒng)邊界流動系統(tǒng)以

流面為邊界；②流動系統(tǒng)受人為因素影響比較大；含水系統(tǒng)受人為影響小。③控制含水系統(tǒng)發(fā)育的,

重要是地質(zhì)結構；控制地下水流動系統(tǒng)發(fā)育的,是自然地理因素。

2.簡述地下水流動系統(tǒng)的水動力特性。

(1)高勢區(qū)(勢源)——地形高處:地下水由上至下運動。

(2)低勢區(qū)(勢匯)——地形低處:地下水由低向上運動。

(3)垂向運動中，由上至下：勢能除克服摩擦消耗部分能量外，勢能一壓能轉化；由下至上：部分儲

存的壓能釋放轉化為勢能。

(4)流動方向的多樣性:存在水流由上至下、由下至上和水平運動。

(5)流動系統(tǒng)的多級性：多源、匯的流動系統(tǒng),易產(chǎn)生多級多個地下水流動系統(tǒng)；”局部的、區(qū)域

的、中間的"的系統(tǒng)共同出現(xiàn),或出現(xiàn)兩級系統(tǒng)等。

3.簡述地下水流動系統(tǒng)的水化學特性.

(1)局部系統(tǒng):流程短,流速快(交替快)，礦化度(TDS)低,水型比較簡樸；

(2)區(qū)域系統(tǒng):流程長,流速慢(交替遲緩)，礦化度(TDS)高,水型比較復雜；

(3)在水流相匯處(動力圈閉帶)與相背分流處(準滯留帶)：水流發(fā)生變化，常成為水化學積聚

區(qū)或圈閉帶；

(4)具有明顯的垂直與水平分帶性：地形復雜同時出現(xiàn)局部、中間、區(qū)域流動系統(tǒng)，以垂直分帶

為主，地形變化簡樸區(qū)呈水平分帶。

三、材料題

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^W1~W4的濾水管均位于孔底。

回答下列問題：

(1)比較W3和W4鉆孔水位高低；

(2)指出泉A和B屬于上升泉還是下降泉；

(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;

(4)假如在W4中投入某放射性物質(zhì),在W1和W2中哪個孔最先觀測到？

答案要點：

(1)W3的鉆孔水位低,W4鉆孔水位高,由于W4的鉆孔深度相對于W3的要深,所以承受的壓力

更大,水被壓上來的高度越高,即鉆孔水位高。

(2)泉A是上升泉,B是下降泉。

(3)虛線屬于泉A,實線屬于泉B。一次降水過后,泉B先得到補給,泉流量會先出現(xiàn)高峰；而泉A

由于是承壓含水層的水補給,所以要過一段時間才干有較多的水量補給,出現(xiàn)高峰。

(4)假如在W4中投入某放射性物質(zhì),在W1孔最先觀測到,由于含水層中的水徑流方向是斜向下

的,某放射性物質(zhì)隨徑流先到達W1孔的下部,所以在W1孔最先觀測到該放射性物質(zhì)。

第九章地下水的動態(tài)與均衡

一、名詞解釋

1.地下水動態(tài)：在與環(huán)境互相作用下，含水層各要素（如水位、水量、水化學成分、水溫）隨時間的

變化。

2.地下水均衡:某一時間段內(nèi)某一地段內(nèi)地下水水量（鹽量、熱量、能量）的收支狀況。

3.均衡區(qū):進行均衡計算所選定的區(qū)域。

4.均衡期:進行均衡計算的時間段。

5、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）的收入大于支出，表現(xiàn)為

地下水儲存量（或鹽儲量、熱儲量）增長。

6、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）的支出大于收入，表現(xiàn)為

地下水的儲存量（或鹽儲量、熱儲量）減少。

二、填空

1.表征地下水動態(tài)要素有水位、水量、水化學成分、水溫.

2、地下水要素之所以隨時,司發(fā)生變動,是含水層水量、鹽量、熱量、能量收支不平衡的結果。

3.潛水動態(tài)可分為蒸發(fā)型、徑流型及弱徑流型三種類型。

4.陸地上某一地區(qū)地下水量收入項一般涉及大氣降水量、地表水流入量、地下水流入量、水汽凝結

量。

5.陸地上某一地區(qū)地下水量支出項T殳涉及表水流出量、地下水流出量、蒸發(fā)量。

三、問答題

1.影響潛水動態(tài)的地質(zhì)因素有哪些？如何影響？

影響因素有:包氣帶厚度與巖性、給水度。

包氣帶巖性細，厚度大時，相對于降水，地下水位抬升的時間滯后與延遲愈長；反之，地下水位抬

升的時間滯后與延遲小。給水度愈小,水位變幅愈大,反之,給水度愈大,水位變幅愈小。

2.影響承壓水動態(tài)的地質(zhì)因素有哪些？如何影響？

影響因素有:含水層的滲透性和厚度、給水度、補給區(qū)范圍、隔水頂?shù)装宓拇瓜驖B透性。

離補給區(qū)近時，水位變化明顯；遠離補給區(qū)，水位變化薄弱，以至于消失。補給范圍越大，含水層

的滲透性越好,厚度越大,給水度越大,則波及的范圍愈大；反之,波及范圍小。隔水頂?shù)装宓拇瓜驖B

透性越好,地下水位變幅越大；反之,越小。

3.寫出潛水均衡方程？并說明各項的意義？

潛水均衡方程式的一般形式為:□

式中，口——潛水的變化量;口——降水入滲補給量；口一地表水入滲補給量；口一凝結水補給

量；口—上游斷面潛水流入量；口——下伏承壓含水層越流補給潛水水量；口一潛水蒸發(fā)量；口

—潛水以泉或瀉流形式排泄量；□—下游斷面潛水出流量。

四、材料題

1.某一干旱地區(qū)的山前平原，平原與山地邊沿為洪流形成的沉積物一洪積扇，在山前地帶洪積扇的頂

部、洪積扇與平原接觸地帶及遠離山前的平原地帶打3個鉆孔取水樣,水化學分析的結果顯示:陰離

子