水文地质学基础习题库答案

水文地质学基础习题库 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 《水文地质学基础》习题库 [第1章] (1)一个地区的年降水量，是用什么表示的，包括哪些组成部分, 答:以 雨量计降雨量，以某一地区某一时期的降水总量平铺于地面得到的水层高度mm数表示。 2(2)某山区的地表水系如下图所示，由分水岭圈闭的流域面积为24 km, 在8月份观测到出山口A点 43的平均流量为8.0，10 m/d，而8月份这个地区的总降水量是700 mm。试求出该流域8月份的径流深度和径流系数，并思考以下问题:为什么径流系数小于1.0;A点的平均流量中是否包括地下径流。 分 4QT8.0，10，31-3-3Y,,10,,10,103.3mm水 F24 岭 Y103.3a,,,0.15X700 A 解:Q= 8.0，104m3/d , F=24km2, X=700mm (5)沙漠地区降雨量很少，但是也能发现大量的地下水或者泉水，为什么,它们或者是从周围高山冰雪融水获得补充，实际仍是固他体降水的转化补给;或者是在长期地质历史时期积聚起来的，是多年水文循环的积累。 第二章 (3) 请对以下陈述作出辨析: A. 地层介质的固体颗粒越粗大，孔隙度就越大;不一定 B. 分布有裂隙的岩石中，一般不发育孔隙;对p17 C. 毛细水不受重力作用，只受表面张力作用;错 D. 松散岩层的给水度虽然经验上被认为是固定的参数，但实际上也随时间变化，并且总是 小于孔隙度;对 (4) 潜水含水层的给水度和承压含水层的给水度存在很大的区别，你知道为什么吗, ? 概念不同:承压含水层的储水系数(弹性给水度)是指测压水位下降(或上升)一个单位深 度，单位水平面积含水层释出(或储存)的水的体积。 ? 潜水位的抬高或降低，含水层厚度加大或变薄;承压含水层测压水位下降(上升)，不改 变含水层厚度。测压水位上升，含水层水密度加大及含水介质空隙增加;测压水位下降，含 水层水密度变小及含水介质空隙缩减。 ? 释出(储存 )水机理不同: 水位下降时潜水含水层所释出的水来自部分空隙的排水; 测压水位下降时承压含水层所释出的水来自含水层体积的膨胀及含水介质的压密(从而与含 水层厚度无关)。 ? 数量及不同: 承压含水层的出水系数为0.00500.00005,常较潜水含水层小1-3个数量级。 (7) 对于上海市的地面沉降，有人认为是抽取地下水引起的，也有人认为是高层建筑不断兴建引起的，试分析这些论断所依据的原理和可能的论证方法。 有效应力原理与松散岩土压密 (8) 请分析一下孔隙度与饱和体积含水量之间的关系, 相等 [第3章] 和 [第5章] (1) 请对以下陈述作出辨析: A. 在排泄区，地下水不接受大气降水的补给;不一定 B. 只有测压水位高于地面的地下水才叫承压水;错 C. 地面的污染物可以通过包气带扩散到潜水中，但不会影响承压水;错 D. 包气带中有结合水，而饱水带没有结合水。错 (2) 结合水与重力水的最根本的区别是结合水( b )。 a.不能转化为气态水; b.具有抗剪强度; c.不能运动; d.结合水层薄。 (3) 请根据下图中的潜水等水位线(m)图分析河流与地下水的关系,(A, B, C为水文站) 60 A 50 40 30 20 B C (4) 在无入渗补给而有蒸发排泄的条件下，如果潜水含水层地下水水位逐渐下降，其上部包气带的 含水量将 减少 ，而地下水蒸发强度将 增加 ，这时潜水面 否 (填“是” 或者“否”)还可以看作流面。 [第4章] (1) 达西定律有哪些适用条件，分析一下该定律在裂隙含水层中应用时需注意哪些问题, 均质各向同性介质，稳定流，一维流;应用条件:Re<1~10的层流 (2) 以下图(a)、(b)、(c)所示为三个含水层剖面示意图，假定地下水为稳定运动，试绘出各自的 地下水位(水头)曲线示意图。 (a) (b) (3) 某土柱渗流试验如下图所示，土样A和B被透水石隔开，土柱顶部水位保持恒定，当底部排水 流量稳定为Q时，所测得的测压管水位H已经在图中标出，用K和K分别表示A和B的渗透AB 系数，则K是K的 4 倍。 BA H=70 cm A H=60 cm L H=53 cm 2L B H=23 cm Q (4) 地表水(河、渠等)的横断面的湿周必定是一条( a )。 a.等水头线; b.流线; c.零通量线; d.最大通量线。 [第6章] (1) 请对比以下概念 溶滤作用、浓缩作用、混合作用;溶滤水、沉积水、内生水;水溶液的酸度、硬度和矿化度。 (2) 请对以下陈述作出辨析: A. 地下水中的氧气和二氧化碳主要来源于补给地下水的降雨; 二氧化碳应该为 氮气 B. 通常深部地下水处于还原环境，而浅部地下水由于氧气较为丰富，处于氧化环境; C. 当含有NaCl和MgSO的地下水发生浓缩作用时，NaCl首先析出;×(参考表6-1 ,MgSO44 的溶解度比NaCl小) D. 农业灌溉管理不善，导致土地盐碱化，这是溶滤作用的结果。×(溶滤作用应为蒸发作用) E. 盐类在水中的溶解度都是随着温度的增加而增加。× (3) 溶解了大量CO的地下水在温度 升高 或压强 降低 时将发生脱碳酸作用。 2 (4) 由深循环地下水补给的、温度较高的泉水中，阳离子通常以Na+为主，这是由于 (脱碳酸作用) 的结果。a.溶滤作用; b.脱硫酸作用; c.浓缩作用; d.脱碳酸作用。 ,2,-HCOSO(4) 在某含水层的局部地区，沿着地下水流动方向，浓度显著下降，浓度则显著升高，34 试回答以下问题:p60 (A) 什么样的化学作用可能引起这种变化, ,2,-HCOSO脱硫酸作用可使浓度显著下降，而使浓度显著升高， 34 (B) 与此相对应，地下水中其它水化学组分可能发生哪些变化, ,2,-HCOSO答:?脱硫酸作用可使浓度显著下降，,出现HS而使浓度显著升高，水的pH2,,34 ,2+2+-HCO值升高。?浓度增加和pH值升高，使一部分Ca、Mg与HCO作用生成CaCO、MgCO3333 2+2+2+2+沉淀析出，Ca、Mg离子减少。?水中Ca、Mg离子的减少，水与淤泥间阳离子吸附平衡破坏， 2++淤泥吸附的部分Ca转入水中，水中部分Na被淤泥吸附。 (5) 试用掌握的地下水化学知识解释以下现象: 2-,，SQ,NOHS,NH浓度较高，而含量很低; (A) 油田储层地下水中4324 答:油田储层是封闭的地质构造，是产生脱硫酸作用、反硝化作用的有力还原环境。由于脱硫酸作 2-,，SQ,NOHS,NH用、反硝化作用的发生，使得油田储层地下水含量很低，而浓度较高。 4324 (B) 某抽水井抽出的地下水进入水池后，开始为透明无色，不久出现红色絮状悬浮物; 2+ 答:氧化作用，水中的Fe氧化形成红色的Fe(OH)絮状悬浮物。 3 (C) 灰岩地区的泉口出现钙华。 答:灰岩地区的泉水流出泉口时，由于压力降低，CO气体逸出，发生脱碳酸作用，在泉口形2 成CaCO、MgCO沉淀，即钙华。 33 [第7章] (1) 请对比以下概念 捷径式下渗与活塞式下渗;蒸发与蒸腾。 (2) 请对以下陈述作出辨析: A. 降雨强度越大，地下水入渗补给强度也越大;× B. 河流中的水分除了降雨直接转化而来外，还有地下水的贡献;× C. 溢流泉属于上升泉;× D. 潜水埋深越小，蒸发越强烈，降水入渗补给系数也越大;× E. 入渗系数只对潜水含水层有意义。× F. 在地下水的排泄区，发育的泉数量越多，说明含水层的透水性越强，补给条件也越好。× (3) 承压含水层中地下水的补给和排泄主要有哪些方式, 答:承压水则是依靠大气降水与河湖水通过潜水补给的。承压水则转化为潜水，主要以泉水的形式排泄。 (4) 简述影响大气降水补给地下水的因素。P66 (5) 分析:黄河作为地上悬河，与周围潜水的补给和排泄关系如何,如果在黄河两侧开采地下水， 将引起这种补排关系如何变化,p80 答: (6) 分析:水库的兴建可能对地下水的补给和排泄条件造成什么样的影响, 答:水库的修建使库区周围地下水获得新的补给，抬升潜水地下水水位，潜水埋深变浅，蒸发增加。总之，水库修建，使库区周围地下水的补给和排泄都增强。 (7) 某承压含水层被开采时，其上部的潜水含水层水头也逐渐下降，请解释这种现象, p71图7-10、11 答:如图7-10、11中所示，当承压水补给潜水，或潜水补给承压水时，当承压含水层开采量大于天然补给量时，由于承压水水位的降低，其上部的潜水含水层水头也逐渐下降。 ? 在某河流的一次水文试验观测中，记录了两个距离不远的断面的河流流量差变化曲线,Q(t)，以及地下水向该河泄流量的变化曲线Q(t)，观测过程中有一次强降雨从t开始，在t结束，降水强度w01为W，这次强降水引起地表径流和地下径流的升降，直到t恢复初始状态，初始径流量为,Q。已20知观测段对应的流域面积为A。分析以下问题: 降水强度W Q Q ,Q ,Q(t)= Q121 地下水泄流量Q(t) w Q 2 ,Q0t 0 t tt 210 (a) 观测时期地下水与河流的关系,(p77) 答:当河流切割含水层时，地下水沿河呈带状排泄，称作地下水的泄流。观测时期，地下水泄 流补给河水，或者地下水通过河水泄流排泄。 (b) 地表、地下径流量的峰值出现时间为何不同, (p99) 答:大气降水补给河流不具有时间延长和滞后，所以两个断面流量差随着降雨持续而增加，随后随降雨结束，其值逐渐减小。而大气降水补给潜水首先要入渗地面并在包气带下渗，然后到达地下水面，增加地下径流，所以地下水泄流量的峰值出现在,Q(t)= Q,Q的峰值之后。 21 (c) 基流量,Q主要由哪些部分组成,地下水泄流量Q为何先增大，后减小, 0w 答:基流量,Q主要是地下水泄流补给河水的量。由于降水入渗补给存在延迟以及降水的0 结束，地下径流量增加以波形形式反映，所以地下水泄流量先增加，随降水的结束而后减 小。 (d) 计算一下本次强降水的入渗补给系数。 本次降水量=w(t-t)A 10 t2入渗补给地下水量= Q(t)dt,,Q(t,t)021W,t0 t2 /w(t-t)A 本次强降水的入渗补给系数a=Q(t)dt,,Q(t,t)10021W,t0 (e) 如果,Q(t)<0，则意味着出现了什么情况, 答:如果,Q(t)<0，河水在该河段补给地下水，而使Q小于Q。 21 [第8章] (1) 请对比以下概念 地下水含水系统:是指由隔水或相对隔水岩层圈闭的，具有统一水力联系的含水岩系 地下水流动系统:是指由源到汇的流面群构成的，具有统一时空演变过程的地下水体 含水层、透水层;透水层、隔水层 (2) 在某些地区，穿越潜水含水层的水井也出现自流现象，请分析其原因。P88 答:?势能包括位能与变形能(压能)两部分。地下水在向下流动时，除了释放势能以克服粘滞性摩擦外，还将一部分势能以压能形式储存起来。而在做上升运动时，则又通过水的体积膨胀，将以压能形式储存的势能释放出来以做功。在作水平运动时，由于上游的水头高度要比下游高一些，因而也是通过水的体积膨胀释放势能的。 ?潜水含水层中，在其势源汇之间形成流动系统，在其上升水流部分同样承压的，水头可以高于静力压力，只要有合适的地形条件，穿越潜水含水层的水井可以出现自流现象。 (3) 发育在同一含水层中的上升泉与下降泉，矿化度一高一低，试用地下水流动系统理论说明其机理。P92 答:?同一含水层或含水系统的水，可以分属于不同的流动系统或不同级次流动系统。水动力特征不同，水化学特征自然也不相同。 ?一个承压含水层，在补给区为潜水，适当部位形成由潜水补给的下降泉;承压区，存在导水断层，沿着导水断层会出现由承压水补给的上升泉。在同一含水层发育有上升泉和下降泉。下降泉由局部流动系统补给，流程短，水循环交替迅速，矿化度低;上升泉由区域流动系统补给，流程长，水循环交替缓慢，矿化度高。 (4) 试论人类对地下水的开采行为，会对地下水含水系统和流动系统产生什么影响。 答:?地下水含水系统是指由隔水或相对隔水岩层圈闭的，具有统一水力联系的含水岩系。 地下水流动系统是指由源到汇的流面群构成的，具有统一时空演变过程的地下水体。 ?控制含水系统发育的，主要是地质结构;而控制地下水流动系统发育，主要是水势场。在天然条件下，自然地理因素(地形、水文、气候)控制着势场，因而是控制流动系统的主要因素。 ?流动系统受人类影响大，而含水系统受人类影响小。如人类的开采活动，会产生新的势汇，破坏 原来的地下水流动系统，形成新地下水流动系统。 (5) 图1中有一个由隔水断层和弱透水层围成的均质各向同性孔隙含水层，补给区接受大气降水补给。区域内发育泉A和B，而钻孔W1,W4的滤水管均位于孔底。请完成(p92) (1)比较W3和W4钻孔水位高低; 答:钻孔W3 的水位低于钻孔W4中的水位。 (2)指出泉A和B属于上升泉还是下降泉; 答:泉A由承压水补给，是上升泉;B由潜水补给，是下降泉。 (3)图2中的两个泉流量曲线分别属于泉A和B，请指出哪一个(实线或虚线)属于泉A，哪一个(实线或虚线)属于泉B; 答:实线属于泉B，虚线属于泉A。 (4)如果在W4中投入某放射性物质，在W1和W2中哪个孔最先观察到? 答:如果在W4中投入某放射性物质，在W1中最先观察到。 B W4 W3 W2 一次降水 A W1 泉 图 例 流含水层 量 弱透水层 隔水断层 时间 地下水位 图2 泉流量示意图 钻孔滤水管图1 含水系统示意图 层 [第9章] (1) 请对比以下概念 正均衡:某一均衡区，在一定均衡期内，地下水水量(或盐量、热量等)的收入大于支出，表现为地下水储存量(或盐储量、热储量等)增加，称作正均衡。 负均衡:某一均衡区，在一定均衡期内，地下水水量(或盐量、热量等)的收入小于支出，表现为地下水储存量(或盐储量、热储量等)减少，称作负均衡。 蒸发型动态:出现于干旱半干旱地区平原或盆地。 地下水径流微弱，以蒸发排泄为主。动态变化特点:年水位变幅小，各处变幅接近，水质季节变化明显。发展趋势是地下水盐化，土壤盐渍化。 径流型动态:分布于山区及山前。地形高差大，水位埋藏深，蒸发排泄可以忽略，以径流排泄为主。动态的特点:年水位变幅大而不均(由分水岭到排泄区，年水位变幅由大到小)，水质季节变化不明显，趋于淡化。 (2) 辨析以下陈述 (A) 地下水水头上升，则含水层的贮水量一定增加。×(p95) (B) 在相同的水文和气象条件下，含水层的渗透性越大，则地下水水头的动态变幅越大; 在相同的水文和气象条件下，含水层的渗透性越大，厚度越大，含水层的给水度越小，则 波及范围越远，则地下水水位的动态变幅越小; (C) 只要地下水的开采量小于天然补给量，地下水很快就可以达到新的平衡态。× (3) 当潜水埋深变浅时，可能是哪些因素引起的, 修建水库，利用地表水灌溉，增加了新的补给来源而使地下水位抬升，使潜水埋深变浅。 (4) 在某平原地区，不论开采井还是观测孔，不论浅层地下水还是深层地下水，平均水位都出现了 多年持续下降的情况，并且发生了地面沉降，请分析一下这些现象的可能原因和水文地质机理。 答:?在某平原地区，不论开采井还是观测孔，不论浅层地下水还是深层地下水，都观测到水位的变化，说明水位的变化是真变化。 ?原因:采水量过大，天然排泄量的减量与补给量的增量的总和，不足以补偿人工排泄量，因而不断消耗含水层储存水量，导致地下水位出现持续下降的情况。而水位的深降，会导致地面沉降。 ?地面沉降的水文地质机理:充盈于岩土空隙中的地下水，与岩土共同构成一个力学平衡系统，孔隙水压力与岩石骨架的有效应力共同与总应力相平衡。开采地下水引起水位下降后，由于孔隙水压力降低，而总应力未变，故有效应力增加，岩土骨架将因此发生释水压密。砂砾层基本呈弹性变形，地下水位复原时地层回弹;而粘性土层则为塑性变形，地下水位恢复时粘性土层的压密基本不再回弹。因此，开采孔隙承压含水系统会导致土层压密，相应地在地表表现为地面沉降，即地形标高的降低。 (5) 在一个靠近黄河的灌区，没有直接引用黄河水灌溉，而是打井抽水灌溉，地下水多年平均水位 长期稳定。根据水均衡原理“新增的补给量及减少的天然排泄量与人工排泄量相等，含水层水 量收支达到新的平衡”。请分析一下该灌区“新增的补给量”和“减少的天然排泄量”是如何产 生的,近年来该灌区决定发展工业，规划大量开采地下水，根据你的认识，需要注意那些问题? 答? 黄河河道由于占据高位形成地下水势源，与相邻低地间形成局部性地下水流动系统，从而补给灌区潜水。黄河灌区地下水的补给源包括大气降水和黄河水补给，排泄为蒸发。 ?在一个靠近黄河的灌区，没有直接引用黄河水灌溉，而是打井抽水灌溉，随着地下水抽取，水位降低，原先潜水埋藏浅降水入渗受限的地段，因水位埋深加大而增加降水入渗补给量。所以，该灌区“新增的补给量”来自于增加的降水入渗补给量，减少的天然排泄来自于蒸发的减少，新增的补给量及减少的天然排泄量与人工排泄量相等，含水层水量收支达到新的平衡，维持多年水位长 期稳定。 ?近年来该灌区决定发展工业，规划大量开采地下水，要注意限制开采水量。如果采水量过大，天然排泄量的减量与补给量的增量的总和，不足以补偿人工排泄量时，则将不断消耗含水层储存水量，导致地下水位持续下降。 (6) 画出间歇性河流对潜水的补给过程的横断面示意流网图，并说明间歇性河流变化规律对潜水含 水层动态的影响。 答:?间歇性河流对潜水的补给过程的横断面示意流网图见教材p68的图7-6 ?间歇性河流对地下水的补给过程:汛期开始，河水浸湿包气带并发生垂直下渗，使河水潜水面形成水丘。河水不断下渗，水丘逐渐抬高与扩大，与河水连成一体。汛期结束，河水撤走，水丘逐渐趋平，使一定范围内潜水位普遍抬高。 (7) 某水源地附近一口泉的流量发生衰减，可能原因是 钻孔采水 ， 矿坑或渠道排除地下水 等 [第10、11、12章] (1) 对比以下概念 孔隙水、裂隙水;非均质性、各向异性 (2) 在洪积扇地区，从山前到平原区，含水层的结构、渗透性和地下水运动特征如何变化, 答:?在洪积扇地区，从山前到平原区，由于水动力条件的变化，扇顶，多为砾石、卵石、漂 砾等，沉积物不显层理，或仅在期间所夹的细粒层中显示层理。向外，过渡为砾及砂为主，开 始出现粘性土夹层，层理明显。没入平原的部分，则为砂与粘性土互层。 ?水动力条件变化，使洪积扇显示良好的地貌岩性分带:岩性上由粗变细、分选由差变好。 地貌岩性分带性又决定了地下水的分带性。 由山口扇顶向平原(扇前缘)岩层透水性由好到 差;随之，排泄由径流为主转化为以蒸发为主(特别是在干旱半干旱气候下);地下水位的变 动(变幅)也由大到小。 (3) 山前冲洪积扇中地下水从山前向平原具有盐分增多的分带现象，试分析其原因。(P107) 由山口向平原(盆地)，由于水动力条件控制着沉积作用，洪积扇显示良好的地貌岩性分带:地貌上坡度由陡变缓，岩性上由粗变细、分选由差变好。 地貌岩性分带性又决定了地下水的分带性。 由山口扇顶向平原(扇前缘)岩层透水性由好到差，地下水位埋深由大变小，补给条件由好到差;随之，排泄由径流为主转化为以蒸发为主(特别是在干旱半干旱气候下)，水化学作用由溶滤到浓缩，矿化度由小到大，出现盐分增多显现。(可以照原书答) (4) 黄土的垂向渗透系数远大于水平渗透系数，试分析一下这对黄土高原地下水的影响。 答:?黄土均发育垂直节理，其垂向渗透系数常比水平方向大几倍到几十倍，随着埋藏深度加 大，黄土中大孔隙减少，渗透性明显降低。在流水侵蚀下，纵横的沟谷把黄土高原切割成由松 散沉积物构成的丘陵。黄土地区的地貌形态有塬、梁峁，黄土杖(撑)地。 ?割切较弱的黄土塬，赋存地下水比较丰富。黄土梁、峁由于地面起伏大，不利于降水入渗和 地下水的赋存，水位埋深大。黄土杖地:赋存有水量较小、水位较浅的地下水。 ?黄土高原地下水水量不丰富，地下水位埋深大，水质较差 (5) 有人用等效多孔介质的方法研究裂隙含水层，分析一下其原理和适用条件。 答:?原理:等效多孔介质方法就是用连续的多孔介质理论来研究非连续裂隙介质问题。裂 隙水流运移与迂回曲折的裂隙网络中，研究起来非常困难。虚拟一个等效的多孔介质场来近似 代替复杂的裂隙介质场，不 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 两个水动力场完全相似，只要求某些方面相近。 ?严格运用条件:等效时含水系统的补、径、排条件不变;等效是两种介质在特定功能 上的等效。 (6) 根据云南永仁地质队的调查，砂岩的平均粒径和裂隙率越大，单位涌水量也越大，试分析一下 其原理，并思考单位涌水量的含义。 答:?云南永仁三叠纪煤系地层为砂岩，非泥质胶结的砂岩是脆性岩石，构造裂隙稀疏，但张开性好，延伸远，导水能力好。这类岩石多构成含水(或透水)层。 ?岩石颗粒越粗，裂隙越容易发育，张开性越好，渗透性越大(如图11-3)。粗颗粒的砂砾岩，裂隙张开性优于细粒的粉砂岩。云南永仁三叠纪煤系地层，由南向北由砾岩、粗砂岩渐变为细砂岩， 裂隙率、裂隙宽度、钻孔用水量也由大变小。 单位涌水量是井抽水水位降深换算为1 m时的单井出水量; (7) 岩溶发育应该具备那些条件, 答:岩溶化过程实际上就是水作为营力对可溶岩层的改造过程。岩溶发育必不可少的两个基本条件 是:? 岩层具有可溶性及?地下水具有侵蚀能力。 或前苏联学者索科洛夫曾提出岩溶发育应具备四个条件:?可溶岩的存在、?可溶岩必须是透水的、?具有侵蚀能力的水?以及水是流动的。 (8) 具有侵蚀性的地下水在碳酸盐岩含水层中流动时，将使碳酸盐岩中的矿物逐渐溶解，形成溶蚀 结构，请分析哪些因素会影响地下水的溶蚀能力, 答:?CO含量。一方面当 CO溶入水中形成碳酸，或水含有其它酸类时，水才对碳酸盐类具有明22 显的侵蚀能力;另一方面，水中溶解CO越高，越有利于碳酸盐溶解。 2 ?地下水对CaCO的饱和指数SI:当地下水中的饱和指数大于1时，地下水对CaCO不具有侵蚀33 能力;当SI=1时，地下水对CaCO达到溶解平衡;当SI<1时，地下水对CaCO具有侵蚀能力。 33 ?水的流动:具有一定侵蚀能力的水如在碳酸盐岩中停滞而不与外界发生交替，水的侵蚀能力终将因碳酸盐溶入水中成为饱和溶液，而丧失其侵蚀性(封闭体系);因此，水的流动是保证岩溶发育的充要条件 (9) 论述裂隙水的基本特点。 答:裂隙水的特点(与孔隙相比)如下: ?、裂隙水空间分布不均匀:局部发育，呈脉状分布，导致同一岩层中相距很近的钻孔，水量悬殊;?渗透的各向异性:一般第三方向不发育，空间展布具有方向性(不同方向发育差异);?、水力联系不统一:裂隙连通性较差，很难形成统一的含水层。当不同方向相连通时—裂隙网络。?、坚硬基岩的裂隙率，要比松散岩石的孔隙度小一到两个数量级。 (10) 碳酸盐岩含水系统，往往是孔隙、裂隙、岩溶介质呈组合形式同时存在，请分析其中地下水运 动的组合特征。 P135 岩溶水的运动特征 (11) 论述断层带的水文地质意义。 答:导水断层带是有特殊水文地质意义的水文地质体，它可以起到出水空间、集水廊道与导水通道的作用。 ?贮水空间作用:当围岩裂隙不发育， 断层带破碎时，断层角砾岩及裂隙增强带构成局部的带状贮水空间。钻孔或坑道揭露此类断层时，初期涌水量及水压可能较大，但迅即衰减，以至干涸。 ?集水廊道作用:发育于透水围岩中的导水断层，不仅是贮水空间，还兼具集水廊道的功能。钻孔或坑道揭露断层带的某一部位时，水位下降迅速波及导水畅通的整个断层带，形成延展相当长的水位低槽，断层带就像集水廊道似的，汇集广大范围围岩裂隙中的水，因此，涌水量较大且稳定。 ?导水通道作用:导水断层沟通若干个含水层或(及)地表水体时，断层带兼具贮水空间、集水廊道与导水通道的功能。钻孔或坑道揭露此类断层时断层带将各个水源的巨大贮存水量，源源不断地导入，涌水量极大且长期保持稳定。 ?隔水屏障作用:当存在厚层隔水层且断层断距较大的，原来连通的含水层可被切割成为相对独立的块段。由于这种含水块段与外界的水力联系减弱，甚至断绝，故有利于排水疏干而不利于供水。 (12) 请指出地下岩溶集中发育的常见地质构造部位。 答:地下岩溶集中发育的常见地质构造部位:?含水系统无隔水层覆盖，有利于接受降水补给与径流排泄，岩溶最为发育。 ?褶皱轴部尤其是向斜轴部，往往既是张开裂隙发育，又是地下水汇集的部位。?断层带;? 在可溶岩与下伏隔水层的接触面上 [第13章] (1) 对比以下概念 地下水资源:能够长期稳定地供出一定数量的地下水量; 地下水补给资源:含水系统的地下水多年平均年补给量; 地下水储存资源;含水系统地下水多年平均低水位以下的重力水体积。 允许开采量:利用合理的取水工程，在不会引起一切不良后果的前提下，能从含水层取出的水量。 填空: 地下水资源具有系统性、可恢复性和调节性等特征 地下水资源可分为补给资源和储存资源两类。 (2) 辨析论述:只要地下水开采量小于天然补给量，就不会动用地下水的储存资源, 开采时含水系统的水文地质条件发生变化，其补给量可能大于或小于天然条件下的补给量。 ?补给资源减小:如开采地下水灌溉农田，会使该地区农作物的产量或复种指数提高，农作物 很可能将消耗更多的土壤水于叶面蒸腾。包气带水分亏缺增大，降水转化为地下水的份额便变 小。含水系统获得的补给量便小于天然条件下的补给资源。 ?允许开采量减小:当开采地下水后含水系统原来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处仍有蒸发消耗)，则允许开采量小于含水系统补给资源。在上述两种 情况下，在遵从地下水开采量小于天然补给量，就很可能动用地下水的储存资源。?补给量可 能增大:开采时人工采水代替原有各种天然排泄(如泉的出露，向地表水泄流，向大气蒸发) 成为新的排泄去路，同时使地下水位下降。当地下水位的下降波及地表水体时，原先作为排泄 去路的地表水体反过来成为地下水新的补给来源(牺牲地表水资源)，含水系统便获得增补的补 给资源(相应地，本区地表水资源减少了地下水泄流及向地下水补给的量)，含水系统的允许开 采量可能大于其天然补给量。在这种情况下开采地下水，就不会动用地下水的储存资源。 (3) 阐述地下水补给资源的性质和供水意义。 答:理论上补给资源是含水系统可能供水的最大水量，是评价一个含水系统供水能力的标志; 通常含水系统的补给资源是地下水多年平均的年补给量。 供水意义:地下水补给资源保证着作为供水水源所能长期持续提供的水量。含水系统作为供水 水源的规模是取决于其补给资源的大小的 (4) 如果采排地下水一段时间后，新增的补给量及减少的天然排泄量与人工排泄量相等，含水层水 量达到新的平衡。在动态曲线上表现为:地下水水位在比原先低的位置上波动，而不持续下降。 请画图解释上面的论述。根据论述，说明地下水资源的分类和开采潜力的制约因素。 答:?由本文论述，可知地下水资源可分为补给资源与储存资源。通常含水系统的补给资源是地下水多年平均的年补给量，补给资源决定了含水系统中地下水资源的可恢复性;储存资源等于含水系统地下水多年平均低水位以下的重力水体积，储存资源决定了含水系统中地下水资源的可调节性。 ?地下水的开采潜力，即允许利用的地下水资源量，不仅受到自然条件的制约，还受到技术、经济、社会乃至法律条件的制约。?地下水含水系统作为供水水源必须满足:能够持续而稳定地供应某一数量的水，这就要求含水系统能够获得外界水的足够补充，并在含水系统中经常报纸一定水量，即必须同时具有一定数量的补给资源与储存资源，补给资源可以保持供水的长期持续，储存资源则保证供水的均衡稳定。?开采地下水会引起诸如地面下降、海水入侵等环境地质问题，地下水开采会使含水系统的水文地质条件发生变化等。 (5) 某地区地下水的开采伴随着地面沉降，请分析该地区地下水资源的属性; 答:?地下水过量开采引起地下水位下降，从而引起地面沉降。充盈于岩土空隙中的地下水， 与岩土共同构成一个力学平衡系统，孔隙水压力与岩石骨架的有效应力共同与总应力相平衡。 开采地下水引起水位下降后，由于孔隙水压力降低，而总应力未变，故有效应力增加，岩土骨 架将因此发生释水压密。砂砾层基本呈弹性变形，地下水位复原时地层回弹;而粘性土层则为 塑性变形，地下水位恢复时粘性土层的压密基本不再回弹。因此，开采孔隙承压含水系统会导 致土层压密，相应地在地表表现为地面沉降，即地形标高的降低。 ?该地区开采的地下水应该包括补给资源和储存资源，随着不断开采，地下水位不断降低， 储存资源会不断减少。 (6) 如下图所示，某海岛早期无地下水水源地，后来兴建了一个水源地A，经过若干年后，又兴建了 水源地B，请论述一下这个海岛的地下水资源构成以及两个水源地的地下水资源条件及其变化， 说明地下水开采需要注意的问题。该海岛地下水的可开采量是否等于天然补给量? 海平面 淡 水 咸 水 咸 水 A A B 答:?海岛的地下水资源构成:潜水含水层构成一个统一的含水系统，积极参与水文循环，资源具有良好的恢复性。地下水资源包括储存资源和补给资源。 ?两个水源地的水资源条件及其变化:地下水资源具有系统性，两个水源地属于一个含水系统，主要接受降水补给，向海水泄流排泄。但是水源地B比水源地A更靠近淡水与海水的平衡带， 而且抽水时，形成了更低的势汇，当水源地B抽水时，更易于造成海水入侵，破坏淡水含水层。 ?地下水开采需要注意的问题:开采时，要考虑到地下水的系统性，考虑到蒸发排泄和有淡 水向海水的排泄，该海岛的的可开采量必须低于天然补给量，否则会产生海水入侵。 [第14章、15章] (1) 人类活动可能通过哪三个方面对地下水发生不利影响, 答:?过量开发与排除地下水;?过量补充地下水;?污染物进入地下水干扰地下水。 (2) 哪些环境地质问题是与地下水有关的，并说明产生这些环境地质问题的机制。 ?过量开发或排除地下水，造成地下水位深降，会引起以下环境退化现象:地表径流衰减，沼泽湿地消失，土地沙化，海(咸)水入侵、地面沉降等;?过量补充地下水也会破坏有地下水参加的各种平衡，导致环境退化:土地的次生盐渍化、次生沼泽化、岩土的力学平衡(滑坡、岩崩)等。 某一种环境地质问题的具体机制见书本。 (3) 水库的兴建可能引发哪些地下水环境问题, 答:?水库修建可抬升水库周围的地下水位，使其毛细饱和带达到地表，引起土壤的次生沼泽 化;?水库修建，淹没大量的区域，在水库回水区往往由于大范围地下水位上升，使斜坡失稳， 会触发滑坡和崩塌;?水库修建可诱发地震。由于库水增加了活动断裂的孔隙水压力，使断层 面抗剪强度减少，地应力易于使断裂滑动而诱发地震。 (4) 地下水污染的发生机制与地表水污染有何不同，治理方面又有哪些不同, ? 不同:污染物质进入地下含水层及其在其中运移的速度很缓慢，发现时，地下水污染已达 到相当严重的程度;地表水由于循环流动迅速，一旦污染，很容易发现。 ?通过排除污染源，地表水水质能在短期内净化;地下水由于循环交替缓慢，即使排除污染源， 已经进入含水层的污染物，将在含水层长期滞留，随着地下水流动，污染范围还将不断扩大。 依靠含水层的自然净化需要很长时间，而抽出处理地下水的代价很大。 (5) 思考:承压含水层通常是如何被污染的, 补给区有污染源;隔水顶板为厚度不大的弱透水层。 (6) 包气带在保护地下水水质方面具有哪些作用，说明其机理。 答:滤去和吸附污染物、对有机污染物降解等。包气带的对地下水的保护作用取决于包气带的岩性与厚度。包气带的细小颗粒可滤去或吸附某些污染物质，。土壤中的微生物则将许多有机物分解为无害的产物。因此，颗粒细小且厚度巨大的包气带构成良好的天然净水器。 (7) 地面沉降与含水层地下水运动有什么联系，人类活动又是如何影响它的, 答:?地面沉降是含水层地下水水位降低产生的。 ?人类过量抽采地下水，使地下水位深降，最终产生地面沉降。 (8) 举例说明地下水的补给资源如何随人类对地下水的开采活动而变化, 答: 开采时含水系统的水文地质条件发生变化，其补给量可能大于或小于天然条件下的补给量。 ?补给量可能增大:开采时人工采水代替原有各种天然排泄(如泉的出露，向地表水泄流，向 大气蒸发)成为新的排泄去路，同时使地下水位下降。当地下水位的下降波及地表水体时，原 先作为排泄去路的地表水体反过来成为地下水新的补给来源(牺牲地表水资源)，含水系统便获 得增补的补给资源(相应地，本区地表水资源减少了地下水泄流及向地下水补给的量)，含水系 统的允许开采量可能大于其天然补给量。?补给资源减小:如开采地下水灌溉农田，会使该地 区农作物的产量或复种指数提高，农作物很可能将消耗更多的土壤水于叶面蒸腾。包气带水分 亏缺增大，降水转化为地下水的份额便变小。含水系统获得的补给量便小于天然条件下的补给 资源。 (9) 某水源地规划建设中，需要进行水资源评价。经过当地有一条河，工作人员计算出以下资料:历史上10年间河流的年平均流量Q;年平均降水量P;在多年平均地下水埋深条件下观测的降1 水平均入渗补给系数,;水源地的汇水面积A。于是工作人员把Q+,PA作为水源地的未来可利1 用总水资源量。请分析工作人员做法的合理性,(参考) 答:分析人员的做法是不合理的。降水形成地表径流和地下径流两部分，工作人员的做法没有考虑到河流和地下水之间的补给、排泄关系。如果两者之间没有关系，考虑到蒸发、排泄，未来利用的总水资源量应小于Q+,PA;如果地下水通过河流泄流排泄，未来利用的总水资源量应1 小于,PA;