..緒論一、名詞解釋1、水文地質(zhì)學(xué)：水文地質(zhì)學(xué)是研究地下水的科學(xué)。它研究地下水與巖石圈、水圈、大氣圈、生物圈以及人類活動(dòng)相互作用下地下水水量和水質(zhì)在時(shí)空上的變化規(guī)律，并研究如何運(yùn)用這些規(guī)律去興利避害，為人類效勞。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(xué)是研究地下水的科學(xué)。它研究巖石圈、水圈、大氣圈、生物圈及人類活動(dòng)相互作用下地下水水量和水質(zhì)的時(shí)空變化規(guī)律。2、地下水的功能主要包括：資源、地質(zhì)營力、致災(zāi)因子、生態(tài)環(huán)境因子、和信息載體。三、問答題1、水文地質(zhì)學(xué)的研究對(duì)象答：〔1〕地下水賦存條件；〔2〕地下水資源形成條件及運(yùn)動(dòng)特征；〔3〕地下水的水質(zhì)；〔4〕地下水動(dòng)態(tài)規(guī)律；〔5〕地下水與環(huán)境的相互關(guān)系；〔6〕地下水資源的開發(fā)利用。第二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、地表水和地殼淺表地下水之間的水文交換。水文循環(huán)的速度較快，途徑較短，轉(zhuǎn)換交替比擬迅速。2、地質(zhì)循環(huán)：發(fā)生于大氣圈到地幔之間的水分交換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(dòng)的水流。4、海陸之間的水分交換稱為大循環(huán)，海陸部的循環(huán)稱為小循環(huán)。二、填空1、自然界的水循環(huán)按其循環(huán)途徑長(zhǎng)短、循環(huán)速度的快慢以及涉及圈層的圍，分為水文循環(huán)和地質(zhì)循環(huán)。2、太陽輻射和重力水循環(huán)是水文循環(huán)的一對(duì)驅(qū)動(dòng)力，以蒸發(fā)、降水和徑流等方式周而復(fù)始進(jìn)展的。3、主要?dú)庀笠赜袣鉁亍鈮骸穸取⒄舭l(fā)、降水。三、問答題1、簡(jiǎn)述水文循環(huán)的驅(qū)動(dòng)力及其根本循環(huán)過程？水文循環(huán)的驅(qū)動(dòng)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(jìn)入大氣圈。水汽隨風(fēng)飄移，在適宜條件下形成降水。落到陸地的降水，局部會(huì)聚于江河湖沼形成地表水，局部滲入地下，局部滯留于包氣帶中，其余局部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。2、水循環(huán)對(duì)于保障生態(tài)環(huán)境以及人類開展的作用：一方面：通過不斷轉(zhuǎn)換水質(zhì)得以凈化。另一方面，通過不斷循環(huán)再生，水量得以持續(xù)補(bǔ)充。第三章巖石中的空隙與水分一、名詞解釋1、孔隙度：?jiǎn)挝惑w積巖土〔包括孔隙在〕中孔隙所占的比例2、裂隙：堅(jiān)硬巖石地層中的空隙3、溶穴：可溶性基巖地層中經(jīng)溶蝕后的空隙4、結(jié)合水：附著于固體外表，在自身重力下不能運(yùn)動(dòng)的水，即結(jié)合水具有一定的抗剪強(qiáng)度5、重力水：遠(yuǎn)離固相外表，水分子受固相外表吸引力的影響極其微弱，主要受重力影響，在重力影響下可以自由運(yùn)動(dòng)。6、毛細(xì)水：受外表吸引力，重力還有另一種力—稱毛細(xì)力的作用，產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象。7、容水度：巖石完全飽水時(shí)所能容納的最大的水體積與巖石總體積的比值。8、給水度：地下水位下降單位體積，釋出水的體積和疏干體積的比值9、持水度：地下水位下降時(shí)，滯留于非飽和帶中而不釋出的水的體積與單位疏干體積的比值孔隙度=給水度+持水度10、含水量：松散巖土孔隙中包含的水與巖土的比值。二、填空1、巖土空隙是地下水儲(chǔ)存場(chǎng)所和運(yùn)動(dòng)通道。空隙的多少、大小、形狀、連通情況和分布規(guī)律，對(duì)地下水的分布和運(yùn)動(dòng)具有重要影響。2、巖體空隙可分為松散巖土中的孔隙、堅(jiān)硬巖石中的裂隙、和可溶巖石中的溶穴。3、課本18頁地殼巖土中的水分類看下。4、巖石裂隙按成因分為：成巖裂隙、構(gòu)造裂隙、風(fēng)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(chǔ)容和運(yùn)移有關(guān)的巖石性質(zhì)。7、巖性對(duì)給水度的影響主要表現(xiàn)為空隙的大小與多少。8、松散巖層中，決定透水性好壞的主要因素是孔隙大小；只有在孔隙大小到達(dá)一定程度，孔隙度才對(duì)巖石的透水性起作用。9、水文地質(zhì)學(xué)研究的主要對(duì)象是重力水。三、問答題1、簡(jiǎn)述影響孔隙度大小的主要因素，并說明如何影響？影響孔隙度大小的因素有：顆粒大小、分選程度、顆粒形狀、膠結(jié)程度以及特殊孔隙的影響〔構(gòu)造性孔隙、蟲孔、根孔、干裂縫等次生空隙〕顆粒大小不一、分選性愈好、顆粒形狀愈不規(guī)那么、膠結(jié)充填愈差時(shí)，孔隙度愈大；反之，顆粒大小均一、分選性愈差、顆粒形狀愈規(guī)那么、膠結(jié)充填愈好時(shí)，孔隙度愈小。2．太砂基有效應(yīng)力原理容？在松散沉積物質(zhì)構(gòu)成的飽水砂層中，作用在任意水平斷面上的總應(yīng)力Ｐ由水和骨架共同承當(dāng)。及總應(yīng)力Ｐ等于孔隙水壓力Ｕ和有效應(yīng)力Ｐ'之和。因此，有效應(yīng)力等于總應(yīng)力減去孔隙水壓力，這就是有效應(yīng)力原理。注：孔隙水壓力是連續(xù)的，因此，對(duì)于巖土體任意水平面都適用；對(duì)與飽水含水層，封閉是孔隙水壓力形成的必要前提；有效應(yīng)力遠(yuǎn)離不僅適用于土體，也適用于巖體；孔隙承壓含水層水位下降時(shí)，孔隙度。給水度、滲透系數(shù)等都會(huì)變小。第四章地下水的賦存一、名詞解釋1、包氣帶：地表以下一定深度的地下水面以上的局部稱為包氣帶，其中存在氣態(tài)水、結(jié)合水和毛細(xì)水。2、飽水帶：地表以下一定深度的地下水面以下的局部稱為飽水帶，其中存在結(jié)合水和重力水。3、含水層：是能夠透過并給出相當(dāng)數(shù)量水的巖層—各類砂土，砂巖等。4、隔水層：不能透過與給出水或透過與給出的水量微缺乏道的巖層——裂隙不發(fā)育的基巖、頁巖、板巖、粘土〔致密〕弱水層：滲透性很差，給出的水量微缺乏道，但在較大水力梯度作用下，具有一定的透水能力的巖層——各種粘土，泥質(zhì)粉砂巖越流：相鄰含水層通過期間的相對(duì)隔水層發(fā)生水量交換含水系統(tǒng)：由隔水或相對(duì)隔水邊界圈圍的，部具有統(tǒng)一水力聯(lián)系的賦存于地下水的巖系5、潛水：飽水帶中第一個(gè)具有自由外表的穩(wěn)定含水層的水。6、承壓水：充滿于兩個(gè)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(cè)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(cè)壓水位下降〔或上升〕一個(gè)單位深度，單位水平面積含水層釋出〔或儲(chǔ)存〕的水體積。10、上層滯水：當(dāng)包氣帶局部隔水層之上積聚的具有自由外表的重力水。二、填空1、包氣帶自上而下可分為土壤水帶、中間帶和毛細(xì)水帶。2、地下水的賦存特征對(duì)其水量、水質(zhì)時(shí)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，可將地下水分為上層滯水、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、裂隙水和巖溶水。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(bǔ)給時(shí)測(cè)壓水位上升，一方面，由于壓強(qiáng)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(yīng)力降低，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(shí)，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。8、、由于外表力的作用，彎曲的液面對(duì)液面以的液體產(chǎn)生附加外表壓強(qiáng)，而這一附加外表壓強(qiáng)總是指向液體外表的曲率中心方向；突起的彎液面，對(duì)液面?zhèn)鹊囊后w，附加一個(gè)正的外表壓強(qiáng)；凹進(jìn)的彎液面，對(duì)液面?zhèn)鹊囊后w，附加一個(gè)負(fù)的外表壓強(qiáng)。三、問答題包氣帶與飽水帶異同？包氣帶特征：〔1〕包氣帶一般含有結(jié)合水、毛細(xì)水、氣態(tài)水；〔2〕包氣帶自上而下可分為土壤水帶、中間帶和毛細(xì)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(xì)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(yùn)移受毛細(xì)力和重力的共同影響。飽水帶特征：〔1〕飽水帶一般含有重力水和結(jié)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(yùn)動(dòng)。2、包氣帶水與飽水帶水運(yùn)動(dòng)的區(qū)別是什么？〔1〕飽水帶只存在重力勢(shì)，包氣帶同時(shí)存在重力勢(shì)與毛細(xì)勢(shì)〔2〕飽水帶任一點(diǎn)的壓力水頭是個(gè)定值，包氣帶的壓力水頭那么是含水量的函數(shù)；〔3〕飽水帶的滲透系數(shù)是個(gè)定值，包氣帶的滲透系數(shù)隨著含水量的降低而變小。3、潛水有哪些特征？〔1〕具有自由水面，潛水面上任意一點(diǎn)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承受大氣降水和地表水的補(bǔ)給，而且分布區(qū)與補(bǔ)給區(qū)一致。〔3〕在重力作用下，由高水位向低水位運(yùn)動(dòng)。〔4〕排泄除流入其它含水層外，還通過徑流和蒸發(fā)進(jìn)展排泄。〔5〕水量、水位等動(dòng)態(tài)變化受氣象和水文因素影響。〔6〕水質(zhì)主要取決于大氣、地形及巖性條件。4、承壓水有哪些特征？〔1〕含水層中的水承受靜水壓力。〔2〕主要通過大氣降水和地表水補(bǔ)給，分布區(qū)與補(bǔ)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(dòng)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)系的程度。5、開采半承壓水時(shí)，釋放水量來自幾個(gè)方面：1、水體積彈性膨脹：2、含水層壓密；3、相鄰弱透水層壓密釋水4、相鄰含水層通過弱透水層越流補(bǔ)給5、含水層承受側(cè)向補(bǔ)給。其中3、4占主要份額。地下水分類：主要依據(jù)——含水介質(zhì)〔空隙〕的類型〔賦存空間〕可將地下水分為孔隙水、裂隙水和巖溶水。埋藏條件〔賦存部位〕可將地下水分為上層滯水、潛水和承壓水。四、材料題〔一〕潛水等水壓線圖1、根據(jù)以下圖1的三圖分析指出〔A〕、〔B〕、〔C〕各河的河水與潛水的相互關(guān)系及潛水流線。答案要點(diǎn)：〔A〕圖：河流右側(cè)為地下水〔潛水〕補(bǔ)給地表水〔河流〕；左側(cè)側(cè)地表水〔河流〕補(bǔ)給地下水〔潛水〕。〔B〕圖：地表水〔河流〕補(bǔ)給地下水〔潛水〕。〔C〕圖：地下水〔潛水〕補(bǔ)給地表水〔河流〕。地下水流線見圖2圖1圖22、以下圖是某地區(qū)潛水等水位線圖，A、B兩點(diǎn)水平距離為50m，圖中的數(shù)字單位為m，試確定：〔1〕潛水與河水間的補(bǔ)排關(guān)系；〔2〕A、B兩點(diǎn)間的平均水力梯度〔坡降〕；〔3〕假設(shè)在C點(diǎn)處鑿水井，至少打多深才能見到地下水；〔4〕D點(diǎn)處有何水文地質(zhì)現(xiàn)象，寫出其類型。地形等高線

地形等高線

等水位線

河流及流向81答案要點(diǎn)：〔1〕地下水的流向?yàn)榇怪钡人痪€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(bǔ)給地表水。〔2〕〔3〕d＝88-84＝4m，即在C點(diǎn)處達(dá)4m就可見到地下水。〔4〕D點(diǎn)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以下圖所示，試確定：〔1〕龍江兩岸潛水的流向〔用箭頭表示〕，并說明潛水與河水的補(bǔ)給關(guān)系；〔2〕A、B兩點(diǎn)之間的平均水力坡度，設(shè)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(cè)得潛水在該土層的滲透速度V=12m／d。答案要點(diǎn)：〔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(bǔ)給河流，東部為河流補(bǔ)給潛水。〔2〕。〔3〕滲透系數(shù)〔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〔如以下圖所示〕，試確定：〔1〕本地區(qū)地下水的主要流向〔以箭頭表示〕；〔2〕A點(diǎn)承壓水頭；〔3〕B點(diǎn)含水層埋深；〔4〕C點(diǎn)的初見水位和穩(wěn)定〔承壓〕水位〔如果在C點(diǎn)鑿井時(shí)〕。地形等高線地形等高線等壓線含水層頂板等高線答案要點(diǎn)：〔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=側(cè)壓水位標(biāo)高–含水層頂板標(biāo)高〕〔3〕hB=66–23=43m〔含水層埋深=地形標(biāo)高–含水層頂板標(biāo)高〕〔4〕初見水位hC=19m，承壓水位hC=37m2、某地區(qū)承壓水等水壓線圖如下所示，試確定：〔1〕本區(qū)地下水流向〔以箭頭表示〕；〔2〕P點(diǎn)地下水埋深；〔3〕假設(shè)在P點(diǎn)打井，其穩(wěn)定水位；〔4〕自流水圍。答案要點(diǎn)：〔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(biāo)高–含水層頂板標(biāo)高〕〔3〕在P點(diǎn)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(cè)壓水位標(biāo)高，所以為44m〔4〕自流水圍為承壓水測(cè)壓水位高于地形標(biāo)高〔見圖紅線圍〕。3、讀某地承壓水等水壓線圖，答復(fù)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(chǎn)；B．b；C．c；D．d〔3〕a、b、c、d四口水井中，挖得最淺的是〔〕 A．a(chǎn)；B．b；C．c；D．daabacbadcba答案要點(diǎn)：〔1〕B；〔2〕A；〔3〕D第五章地下水運(yùn)動(dòng)的根本規(guī)律一、名詞解釋1、滲流：地下水在巖石空隙中的運(yùn)動(dòng)稱為滲流，發(fā)生滲流的區(qū)域稱為滲流場(chǎng)。2、層流運(yùn)動(dòng)：在巖層空隙中流動(dòng)時(shí)，水的質(zhì)點(diǎn)作有秩序的、互不混雜的流動(dòng)。3、紊流運(yùn)動(dòng)：在巖層空隙中流動(dòng)時(shí)，水的質(zhì)點(diǎn)作無秩序地、互相混雜的流動(dòng)。用雷諾數(shù)Re＜1~10層流Re＞1~10紊流4、穩(wěn)定流：水的各個(gè)運(yùn)動(dòng)要素〔水位、流速、流向〕不隨時(shí)間改變。5、非穩(wěn)定流：水的各個(gè)運(yùn)動(dòng)要素隨時(shí)間變化的水流運(yùn)動(dòng)。6、有效空隙度：重力水流動(dòng)的孔隙體積與巖石體積之比。7、水力梯度：沿等水頭面〔線〕法線方向水頭降低方向〕的水頭變化率。8、滲透系數(shù)：水力坡度等于1時(shí)的滲透流速。9、流網(wǎng)：是由一系列等水頭線與流線組成的網(wǎng)格，稱流網(wǎng)。10、流線：某時(shí)刻在滲流場(chǎng)中畫出的一條空間曲線，該曲線上各個(gè)水質(zhì)點(diǎn)的流速方向都與這條曲線相切〔某時(shí)刻各點(diǎn)流向的連線〕。11、跡線：滲流場(chǎng)中某一段時(shí)間某一質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。12、層狀非均質(zhì)：介質(zhì)場(chǎng)各巖層部滲透性一樣，但不同巖層介質(zhì)滲透性不同。13、滲透流速V：是假設(shè)水流通過整個(gè)巖層斷面〔骨架+空隙〕時(shí)所具有的虛擬的平均流速。14、實(shí)際速度=〔有效〕孔隙度*滲透流速二、填空1、根據(jù)地下水流動(dòng)狀態(tài)，地下水運(yùn)動(dòng)分為層流和紊流。2、根據(jù)地下水運(yùn)動(dòng)要素與時(shí)間的關(guān)系，地下水運(yùn)動(dòng)分為穩(wěn)定流和非穩(wěn)定流。3、水力梯度為定值時(shí)，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(qiáng)。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(chǎng)中某一瞬時(shí)的一條線，線上各水質(zhì)點(diǎn)在此瞬時(shí)的流向均與此線相切。跡線是滲流場(chǎng)中某一時(shí)間段某一水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。7、在均質(zhì)各向同性介質(zhì)中，地下水必定沿著水頭變化最大的方向，即垂直于等水頭線的方向運(yùn)動(dòng)，因此，流線與等水頭線構(gòu)成正交網(wǎng)格。8、流線總是由補(bǔ)給區(qū)〔源〕指向排泄區(qū)〔匯〕。9、如果規(guī)定相鄰兩條流線之間通過的流量相等，那么流線的疏密可以反映徑流強(qiáng)度，等水頭線的疏密那么說明水力梯度的大小。三、問答題1、簡(jiǎn)述流網(wǎng)的作用。〔1〕判斷地下徑流的強(qiáng)弱。〔2〕判斷地下水的補(bǔ)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(yùn)移。〔4〕根據(jù)某些礦體溶于水的標(biāo)志成分的濃度分析，確定深埋于地下的盲礦體的位置。2、簡(jiǎn)述匯制流網(wǎng)圖的一般步驟？〔理解會(huì)做題，背過沒用〕〔1〕根據(jù)邊界條件繪制容易確定的等水頭線和流線。〔2〕流線總是由源指向匯。〔3〕根據(jù)流線和等水頭線正交在流線和等水頭線間插入其它局部。3、自然界的地下水流一般均為非穩(wěn)定流，原因有三：⑴補(bǔ)給水源受水文、氣象因素影響大，呈季節(jié)性變化；⑵排泄方式具有不穩(wěn)定性；⑶徑流過程中存在不穩(wěn)定性。4、達(dá)西定律的適用圍：達(dá)西定律適用圍的上限是雷諾數(shù)Re小于1-10間某一數(shù)值的層流運(yùn)動(dòng)；雷諾數(shù)大于此圍的層流及紊流運(yùn)動(dòng)，v與i不是線性關(guān)系，滲流不符合達(dá)西定律。達(dá)西定律適用于層流層流局部，層流不一定適用于達(dá)西定律。5、達(dá)西定律的應(yīng)用：做題理解吧！6、流網(wǎng)圖的應(yīng)用〔理解會(huì)做題，只背過沒用〕它反映了滲流場(chǎng)中地下水的流動(dòng)狀況，同時(shí)也是介質(zhì)場(chǎng)與勢(shì)場(chǎng)的綜合反映。提供這兩方面的信息：1、可以確定任意點(diǎn)的水頭值〔H〕，并了解其變化規(guī)律2、確定水力梯度I的大小，及其變化規(guī)律3、確定滲透流速V的大小，及其變化規(guī)律4、滲流場(chǎng)的流量分布情況5、水質(zhì)點(diǎn)的滲流途徑及長(zhǎng)短，當(dāng)流線與跡線重合，流線近視為水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)移軌跡7、流網(wǎng)還可以反響水質(zhì)，判斷水質(zhì)好壞，水的路徑越長(zhǎng)，水質(zhì)越差，越短與其來源水質(zhì)越接近.8、滲流假設(shè)簡(jiǎn)單了解：四、材料題1、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(cè)孔A、B間距L=1200m，其水位標(biāo)高分別為Ha=5.4m，Hb=3m。試求地下水的滲透速度和實(shí)際速度。答案要點(diǎn)：由題意得：(m/d)(m/d)2、在等厚的承壓含水層中，實(shí)際過水?dāng)嗝婷娣e為400m2的流量為10000m3/d，含水層的孔隙度為0.25，試求含水層的實(shí)際速度和滲透速度。答案要點(diǎn)：由題意得：(m/d)(m/d)3、一底板水平的含水層，觀測(cè)孔A、B、C彼此相距1000m，A位于B的正南方，C那么在AB線的東面。A、B、C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，試確定通過三角形ABC的地下水流的方向，并計(jì)算其水力梯度。答案要點(diǎn)：由題意得：A、B、C的水位標(biāo)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，答復(fù)以下問題。〔1〕在圖中畫出示意流網(wǎng)；〔圖中"〞表示地下分水線〕。圖1〔2〕在甲、乙處各打一口井，要求井的深度不同，且甲井水位比乙井水位高。試在圖上表示出兩口井如何打，并標(biāo)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(xiàng)的物理意義。〔4〕停頓降水后，河水位變化如圖2中所示，試說明觀1孔潛水位動(dòng)態(tài)變化特征，并在圖2中用實(shí)線畫出觀1孔水位變化曲線。圖2圖3答案要點(diǎn)：〔1〕、〔2〕見圖3。〔3〕Q降雨入滲－Q河＝△ω〔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44、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(biāo)出鉆孔中的水位〕。并答復(fù)可以獲得哪些信息？答案要點(diǎn)：〔1〕流線、等水頭線、分水線，鉆孔中的水位見上圖。〔2〕獲得信息主要有：①由分水嶺到河谷，流向從由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降低，河谷地帶井水位那么隨井深加大而抬升；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(qiáng)；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(zhǎng)，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，地下水的礦化度最高。第七章地下水的化學(xué)成分及其形成作用一、名詞解釋1.總?cè)芙夤腆w〔TDS〕〔礦化度〕：地下水中所含種離子、分子與化合物的總量。(g/L〕2、溶濾作用：在水與巖土相互作用下，巖土中一局部物質(zhì)轉(zhuǎn)入地下水中。3、濃縮作用：地下水受到蒸發(fā)失去水分或流動(dòng)將溶解物質(zhì)帶到排泄區(qū)而使地下水中鹽分濃縮的過程。4、脫碳酸作用：地下水中CO2的溶解度隨溫度升高或壓力降低而減小，一局部CO2便成為游離CO2從水中逸出。5、脫硫酸作用：在復(fù)原環(huán)境中，當(dāng)有有機(jī)質(zhì)存在時(shí)，脫硫酸細(xì)菌能使硫酸根離子復(fù)原為硫化氫的作用。6、陽離子交換吸附作用：一定條件下，顆粒將吸附地下水中某些陽離子，而將其原來吸附的局部陽離子轉(zhuǎn)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：成分不同的兩種水集合在一起，形成化學(xué)成分與原來兩者都不一樣的地下水，這便是混合作用。二、填空1、地下水中含有各種氣體、離子、膠體物質(zhì)、有機(jī)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；高礦化水那么以氯離子及鈉離子為主。5、一般情況下，中等礦化的地下水中，陰離子常以硫酸根離子為主，主要陽離子那么可以是鈉離子，也可以是鈣離子。6、地下水化學(xué)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)主要包括：溫度、顏色、透明度、嗅味和味道。8、水化學(xué)分析時(shí)，根據(jù)研究目的和要求不同，分析工程和精度要求各不一樣，一般分為簡(jiǎn)分析、全分析和專項(xiàng)分析。9、三、問答題1、水中主要離子的來源：1、2、簡(jiǎn)述發(fā)生濃縮作用應(yīng)具備的條件。〔1〕干旱或半干旱的氣候；〔2〕低平地勢(shì)控制下較淺的地下水位埋深；〔3〕有利于毛細(xì)作用的細(xì)小的松散巖土；〔4〕地下水流動(dòng)系統(tǒng)的勢(shì)匯—地下徑流的排泄處。3、表達(dá)地下水化學(xué)成分舒卡列夫分類的原那么"命名方法"及優(yōu)缺點(diǎn)？〔理解會(huì)做題〕〔1〕分類原那么：根據(jù)地下水中6種主要離子〔K+合并于Na+〕及TDS劃分，含量大于25%毫克當(dāng)量的陰離子與陽離子進(jìn)展組合。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HCO3-Ca型水。〔3〕優(yōu)缺點(diǎn)：①優(yōu)點(diǎn)：非常簡(jiǎn)單，可以大致推斷水質(zhì)的成因，所以只能叫水化學(xué)分類。②缺點(diǎn)：以25%毫克當(dāng)量劃分的依據(jù)帶有人為性；對(duì)大于25%毫克當(dāng)量的離子未反映其大小的次序，反映水質(zhì)變化成因不夠細(xì)致；分類中有些水型意義不大，如17，18，19，在自然界中極少見到或見不到的。4、溫度水交替緩慢時(shí)與地溫一致，并取決于：太陽輻射熱能、地球部熱流分三個(gè)帶：變溫帶、常溫帶和增溫帶變溫帶：受太陽輻射熱能影響，呈晝夜變化與季節(jié)變化。晝夜變化只影響地表以下1~2m深度。變溫帶的下限為15~30m。常溫帶：是變溫帶以下一個(gè)極簿的地帶。地溫一般比當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁馗叱?~2℃，粗略計(jì)算時(shí)可視為當(dāng)?shù)氐哪昶骄鶜鉁亍Ｔ鰷貛В菏艿厍虿繜崃骺刂啤ｋS深度增加而溫度升高。用地溫梯度或地溫增溫率表示。地溫梯度：每增加100m深度時(shí)地溫的增值。〔℃/100m〕地溫增溫率：溫度每升高1℃所需增加的深度。(m/℃)5、分類：類別TDS(g/L)類別TDS(g/L)淡水＜1半咸水〔中礦化水〕3~10微咸水〔低礦化水〕1~3咸水〔高礦化水〕＞10水的類別硬度〔meq/L〕極軟水＜1.5軟水1.5~3.0微硬水3.0~6.0硬水6.0~9.0極硬水＞9.06、溶濾作用的影響因素：1.組成巖土的礦物鹽類的溶解度；2.巖土的空隙特征3.水的溶解能力決定著溶濾作用的強(qiáng)度4.水中CO2、O2等氣體成分的含量決定著某些鹽類的溶解能力5.地下水的徑流與交替強(qiáng)度是決定溶濾作用強(qiáng)度的最活潑最關(guān)鍵的因素四、材料題1、某第四紀(jì)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0.2，沿著水流方向的補(bǔ)給區(qū)觀測(cè)孔A和泉出露點(diǎn)B間距L=1200m，其水位標(biāo)高分別為HA=5.4m，HB=3.0m。泉出露點(diǎn)B的地下水化學(xué)分析的結(jié)果見表5-1，補(bǔ)給區(qū)觀測(cè)孔A的水化學(xué)分析的結(jié)果見表5-2。表5-1溫泉水化學(xué)分析結(jié)果離子mg/L毫克當(dāng)量/L毫克當(dāng)量%其它成分陽離子Na+50.902.1992.0H2S：5mg/L礦化度：500mg/L水溫：16℃流量：2.6L/sCa2+3.00.156.30Mg2+0.490.041.70總計(jì)54.392.38100.0陰離子Cl—8.500.2410.0SO42—7.00.146.0HCO3—122.202.084.0總計(jì)137.702.38100.0表5-2補(bǔ)給區(qū)地下水水化學(xué)分析結(jié)果離子mg/L毫克當(dāng)量/L毫克當(dāng)量%其它成分陽離子Na+6.600.2812.0CO2：11mg/L礦化度：300mg/L水溫：14℃Ca2+40.02.084.0Mg2+1.150.104.0總計(jì)47.752.38100.0陰離子Cl—6.740.198.0SO42—21.500.4318.0HCO3—107.541.7674.0總計(jì)135.782.38100.0舒卡列夫分類表超過25%毫克當(dāng)量百分?jǐn)?shù)的離子成分HCO3HCO3+SO4HCO3+SO4+ClHCO3+ClSO4SO4+ClClCa181522293643Ca+Mg291623303744Mg3101724313845Na+Ca4111825323946Na+Ca+Mg5121926334047Na+Mg6132027344148Na7142128354249舒卡列夫分類中的礦化度分級(jí)表組別礦化度〔g/L〕A＜1.5B1.5~10C10~40D＞40答復(fù)以下問題：〔1〕試求地下水的滲透速度和實(shí)際速度。〔2〕分別寫出兩水樣的庫而洛夫式。〔3〕利用舒卡列夫分類法對(duì)兩水樣進(jìn)展分類命名。〔4〕試分析由補(bǔ)給區(qū)到排泄區(qū)地下水可能經(jīng)受的化學(xué)成分形成作用。答案要點(diǎn)：〔1〕根據(jù)達(dá)西定律：，由于=15m/d，，因此，m/d，又由于，所以實(shí)際流速m/d。〔2〕B處泉水：；補(bǔ)給區(qū)A處：〔3〕B處泉水：7-A型，即低礦化度的HCO3—Na型水；補(bǔ)給區(qū)A處：1-A型，即低礦化度的HCO3—Ca型水。〔4〕可能經(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(xué)分析結(jié)果見表1，試答復(fù)以下問題：表1某地地下水水化學(xué)分析結(jié)果離子mg/LmgN/LmgN%陽離子Na+28.01.21745.8K+6.80.17411.1Ca2+21.81.0935.7Mg2+4.50.3757.4小計(jì)61.12.85100%陰離子HCO3-0.50.0080.3Cl-11.32.588.4SO42-120.00.31811.3小計(jì)131.82.826100%〔1〕計(jì)算礦化度；〔2〕寫出庫爾洛夫式；〔3〕進(jìn)展舒卡列夫分類。答案要點(diǎn)：〔1〕礦化度為：192.9mg/L=0.1929g/L。〔2〕庫爾洛夫式為：〔3〕舒卡列夫分類為：46-A型，即低礦化度的Cl—Na+Ca型水。3、某地區(qū)地表為厚約10米的第四紀(jì)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(xué)成分用庫爾洛夫式表示為：，溫泉補(bǔ)給區(qū)的地下水庫爾洛夫式為：試分析由補(bǔ)給區(qū)到排泄區(qū)，地下水主要經(jīng)受了哪些化學(xué)成分的形成作用？答案要點(diǎn)：對(duì)溫泉和溫泉補(bǔ)給區(qū)的地下水庫爾洛夫式的比擬〔即兩處的化學(xué)成分及其含量的比擬〕，有以下的結(jié)論：溫泉補(bǔ)給區(qū)溫泉排泄區(qū)結(jié)論SO418〔即SO42-毫克當(dāng)量百分?jǐn)?shù)為18﹪〕H2S0.005〔即H2S的含量為0.005g/l〕由于補(bǔ)給區(qū)的SO42-含量高，而溫泉的H2S含量高，SO42-的含量少，所以地下水經(jīng)過脫硫酸作用。M0.2〔即礦化度為0.2g/l〕M0.5〔即礦化度為0.5g/l〕由于礦化度變大，存在濃縮作用HCO374、Ca84、Na12〔即HCO3-、Ca2+、Na+的毫克當(dāng)量百分?jǐn)?shù)分別為74%、84%、12%〕HCO384,Cl10,Na92〔即HCO3-,Cl-,Na+的毫克當(dāng)量百分?jǐn)?shù)分別為84﹪，10﹪,92﹪〕由于溫泉中某些可溶性的離子消失或增加，那么說明可能存在溶濾作用；又由于Ca2+的減少，Na+的增多，那么說明可能存在陽離子交替吸附作用；成分不同的水混集合在一起，也可能導(dǎo)致溫泉中離子的增加或減少，所以可能存在混合作用。因此，由補(bǔ)給區(qū)到排泄區(qū)，地下水主要經(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。第八章地下水的補(bǔ)給與排泄一、名詞解釋1、入滲系數(shù)：每年總降水量補(bǔ)給地下水的份額。2、越流：具有一定水頭差的相鄰含水層通過其間的弱透水層發(fā)生水量交換。3、泉：地下水的天然露頭，地下水面或者地下含水通道與地形面相切時(shí)，地下水呈點(diǎn)狀或散點(diǎn)狀涌出地表形成的〔圖上要分清是那個(gè)泉，理解〕4、上升泉：由承壓含水層排泄形成的泉。5、下降泉：由潛水或上層滯水排泄形成的泉。6、侵蝕〔下降〕泉：由于地形切割地下水面而出露7、接觸泉：地形切割到達(dá)含水層隔水底板時(shí)，地下水被迫從兩層接觸處形成的泉。8、溢流泉：水流前方出現(xiàn)相對(duì)隔水層，或下伏相對(duì)隔水層底板抬升時(shí)，地下水流動(dòng)受阻，溢流地表9、斷層泉：地形面切割導(dǎo)致水?dāng)嗔眩瑪嗔褞y(cè)壓水位高于地面時(shí)出露成泉10、接觸帶泉：巖脈或巖漿巖侵入體與圍巖的接觸帶，地下水沿冷凝收縮形成導(dǎo)致水通道出露11、地下水的泄流：當(dāng)河流切割含水層時(shí)，地下水沿河呈帶狀排泄，稱作地下水泄流。12、蒸騰：植物生長(zhǎng)過程中,經(jīng)由根系吸收與地下水有聯(lián)系的包氣帶水分,傳輸?shù)饺~面轉(zhuǎn)化成氣態(tài)水逸失于大氣13、地下水是通過補(bǔ)給與排泄兩個(gè)環(huán)節(jié)參與自然界的水循環(huán)補(bǔ)給：含水層或含水系統(tǒng)從外界獲得水量的過程排泄：含水層或含水系統(tǒng)向外界排出水量的過程徑流：地下水從補(bǔ)給區(qū)向排泄區(qū)運(yùn)動(dòng)的過程14、二、填空1、地下水補(bǔ)給的研究包括補(bǔ)給來源、補(bǔ)給條件與補(bǔ)給量。2、地下水的天然補(bǔ)給來源有大氣降水、地表水、凝結(jié)水、其它含水層或含水系統(tǒng)的水。包氣帶主要通過巖性和厚度影響大氣降水補(bǔ)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(bǔ)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、上升泉按其出露條件可分為侵蝕泉、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(dòng)系統(tǒng)的規(guī)模。8、地下水徑流的方向總的趨勢(shì)是由補(bǔ)給區(qū)向排泄區(qū)運(yùn)動(dòng)，具體的說是從水位高處向水位低處流動(dòng)。三、問答題1、松散沉積物中存在哪兩種降水入滲形式"二者有什么不同？〔1〕兩種形式為：捷徑式和活塞式。〔2〕兩者不同點(diǎn)：①活塞式下滲是年齡較新的水推動(dòng)其下的年齡較老的水，始終是老水先到達(dá)含水層；捷徑式下滲時(shí)新水可以超前于老水到達(dá)含水層；②對(duì)于捷徑式下滲，入滲水不必全部補(bǔ)充包氣帶水分虧缺，即可下滲補(bǔ)給含水層。2、影響大氣降水補(bǔ)給地下水大小的因素1對(duì)于潛水含水層承受地表水補(bǔ)給，有：河床的長(zhǎng)度與浸水周界〔相當(dāng)于過水?dāng)嗝婷娣e〕；河床的透水性；河水位與地下水位的高差〔影響水力梯度〕；河床過水時(shí)間的長(zhǎng)短；2對(duì)承壓含水層，取決于構(gòu)造與地形的配合關(guān)系。3、影響地表水補(bǔ)給補(bǔ)給地下水大小的因素兩個(gè)含水層之間的水頭差；裂隙、斷層的透水性；弱透水層的透水性及厚度。4、地表水補(bǔ)給地下水必須具備兩個(gè)條件：地表水水位高于地下水；兩者之間存在水利聯(lián)系。四、材料題1、指出圖1中泉的類型。答案要點(diǎn)：〔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。圖12、如圖2所示，答復(fù)以下問題。〔1〕寫出三個(gè)泉的名稱；〔2〕試比擬含水層A與含水層B作為供水水源地的條件優(yōu)劣。：1號(hào)泉流量為1m3/s；2號(hào)泉流量為2m3/s；3號(hào)泉流量為3m3/s。〔多年平均值〕圖2答案要點(diǎn)：〔1〕1號(hào)泉——溢流泉；2號(hào)泉――侵蝕〔上升泉〕；3號(hào)泉――侵蝕〔上升泉〕〔2〕對(duì)于含水層A，補(bǔ)給條件好于含水層B，儲(chǔ)存資源小，調(diào)節(jié)性差。對(duì)于含水層B，補(bǔ)給條件取決于補(bǔ)給區(qū)以上的匯水條件，而含水層B的儲(chǔ)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(jié)合起來更有利于供水的持續(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(cè)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0.001m/d，試計(jì)算單位時(shí)間水平面積上的越流量。答案要點(diǎn)：〔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——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(cè)壓水頭為70m，二含水層之間有一層5m厚的弱透水層，測(cè)得單位水平面積上的越流量為0.01m3/d，試計(jì)算弱透水層的垂向滲透系數(shù)。答案要點(diǎn)：由，知〔m/d〕第十章地下水的動(dòng)態(tài)與均衡一、名詞解釋1、地下水動(dòng)態(tài)：在與環(huán)境相互作用下，含水層各要素〔如水位、水量、水化學(xué)成分、水溫〕隨時(shí)間的變化。2、地下水均衡：某一時(shí)間段某一地段地下水水量〔鹽量、熱量、能量〕的收支狀況。3、均衡區(qū)：進(jìn)展均衡計(jì)算所選定的區(qū)域。4、均衡期：進(jìn)展均衡計(jì)算的時(shí)間段。5、正均衡：某一均衡區(qū)，在一定均衡期，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(chǔ)存量〔或鹽儲(chǔ)量、熱儲(chǔ)量〕增加。〔要知道，可能考判斷〕6、負(fù)均衡：某一均衡區(qū)，在一定均衡期，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(chǔ)存量〔或鹽儲(chǔ)量、熱儲(chǔ)量〕減少。二、填空1、表征地下水動(dòng)態(tài)要素有水位、水量、水化學(xué)成分、水溫。2、地下水要素之所以隨時(shí)間發(fā)生變動(dòng)，是含水層水量、鹽量、熱量、能量收支不平衡的結(jié)果。3、潛水動(dòng)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(xiàng)一般包括大氣降水量、地表水流入量、地下水流入量、水汽凝結(jié)量。5、陸地上某一地區(qū)地下水量支出項(xiàng)一般包括表水流出量、地下水流出量、蒸發(fā)量。6、影響地下水動(dòng)態(tài)的因素：氣象，水文、地質(zhì)條件和人類活動(dòng)。三、問答題1、寫出潛水均衡方程"并說明各項(xiàng)的意義？潛水均衡方程式的一般形式為：式中，——潛水的變化量；——降水入滲補(bǔ)給量；——地表水入滲補(bǔ)給量；——凝結(jié)水補(bǔ)給量；——上游斷面潛水流入量；——下伏承壓含水層越流補(bǔ)給潛水水量；——潛水蒸發(fā)量；——潛水以泉或?yàn)a流形式排泄量；——下游斷面潛水出流量。第十一章孔隙水一、名詞解釋1、孔隙水：賦存于松散沉積物顆粒構(gòu)成的孔隙之中的地下水。二、填空1、天然狀態(tài)下的洪積扇中，由山口向平原地下水排泄由徑流為主轉(zhuǎn)化到以蒸發(fā)為主。2、天然狀態(tài)下的洪積扇中，由山口向平原地下水的水化學(xué)作用由溶濾作用為主轉(zhuǎn)化到以濃縮作用為主，礦化度由大到小。3、在沖積平原中，由現(xiàn)代河道與近期古河道向兩側(cè)河間洼地，地下水埋深由