水文地质基础知识
水文地质基础知识
只介绍我们日常工作中经常接触到的一些地下水方面的基本知识。主要讲三个问题：一、地质基础知识；二、水文地质基础知识；
三、供水管井的设计。
1 地质基础
地质学主要研究地貌、地质构造、地质成因、地质年代等地质科学。水文地质学是地质科学的一个分支，与地质科学有着紧密的联系。工作中常接触的地质学相关知识介绍如下。
1.1地质年代
代——纪——世（统）
从近到远：
1、新生代（K Z)：距今年龄0.02—0.8亿年。包含：第四纪、第三纪。构造运动属喜山期。
2、中生代（M Z)：距今年龄0.8—2.3亿年。包含：白恶纪、侏罗纪、三叠纪。构造运动属燕山期、印支期。
3、古生代（P Z)，距今年龄2.3—6亿年。包含：二叠纪、石炭纪、泥盆纪、志留纪、奥陶纪、寒武纪。构造运动属华力西期、加里东期。
4、远古代（P t)，距今年龄6—35亿年。
5、远太古代，距今年龄＞35亿年。
第四纪的划分：
（1）四分法：全新世（全新统）（Q4)；更新世晚期（上更新统）（Q3)：更新世中期（中更新统）（Q2)：更新世初期（下更新统）（Q1)。
（2）根据冰期、间冰期划分：
①全新世（全新统）（Q4)：
冰后期—（Q4IP)
②更新世晚期（上更新统）（Q3)：
大理冰期—（Q3d)
大理—庐山间冰期—（Q3d-I)
③更新世中期（中更新统）（Q2)：
庐山冰期—（Q2I)
大姑—庐山间冰期—（Q2d-I)
④更新世初期（下更新统）（Q1)：
大姑冰期—（Q1d)
鄱阳—大姑间冰期—（Q1b-d)
鄱阳冰期—（Q1b)
第三纪划分：根据年龄划分：
①上新世（N2)，距今年龄0.03—0.12亿年。
②中新世（N1)，距今年龄0.12—0.25亿年。
③渐新世（E3)，距今年龄0.25—0.4亿年。
④始新世（E2)，距今年龄0.4—0.6亿年。
⑤古新世（E1)，距今年龄0.6—0.8亿年。
1.2 地形图的分幅及编号
1、1:100万
纬线：自赤道起算，纬差4°，横列，用数字1—22表示。
经线：自距格林威治天文台180°的子午线由西向东起算，经差6°，纵列，用数字1—60表示。
经线与纬线相交，构成1:100万地形图分幅。图幅编号由纬线与经线数字组成，以图幅内最大城市作为图幅名称。如“10-50北京幅”。
2、1:50万、1:20万、1:10万
1幅1:100万图中包含：
1:50万4幅，分别用甲、乙、丙、丁表示；
1:20万36幅，用数字（1）—（36）表示；
1:10万144幅，用数字1—144表示。
3、1:5万、1:2.5万、1:1万
1:10万以下大比例尺地形图，均以1:10万图幅编号作为基础。
1幅1:10万图中包含：1:5万4幅，分别用甲、乙、丙、丁表示；
1幅1:5万图中包含：1:2.5万4幅，用数字1、2、3、4表示；
1幅1:2.5万图中包含：1:1万4幅，用数字（1）、（2）、（3）、（4）表示。
1.3 地貌
1、地貌类型的划分
以昌吉州辖区为例，从南向北大体可划分为三个大的地貌单元：
（1）山地——南部天山山区、奇台县东北部中低山区。
①高山、中高山、低高山—绝对高度3500-5000m。
②高中山、中山、低中山—绝对高度1000-3500m。
③中低山、低山—绝对高度500-1000m。
④丘陵—绝对高度＜500m。
（2）平原——中部平原区
①冲积平原—山间盆地冲积平原、山间河谷冲积平原、山前冲积扇平原。
②洪积平原—砂砾质洪积平原、粉砂-粘土质洪积平原（细土平原）。
（3）沙漠——北部沙漠区
①岩漠（石质荒漠）—风城、雅丹地貌。
②砾漠（戈壁）—风蚀带走细沙、粘土，留下砾石而成。
③沙漠—有流动的沙丘、固定的沙丘、半固定的沙丘几种。
④泥漠—发育于低洼地带，系携带粘土颗粒的暂时性流水，经蒸发干涸后，留下淤泥而成。
1.4 第四纪地质
第四纪地质主要研究第四纪的划分、第四纪堆积物的成因、第四纪堆积物的类型等。主要介绍与我们日常工作密切关相的第四纪松散堆积物岩性分类及等级划分。
1、松散岩石分类
以岩石颗粒粒径的累积含量百分数（%）划分：
（1）砾石类—卵石：粒径＞20mm，累积含量＞50%。
粗砾：粒径＞10mm，累积含量＞50%。
细砾：粒径＞2mm，累积含量＞50%。
（2）砂类——砾砂：粒径＞2mm，累积含量＞25%。
粗砂：粒径＞0.5mm，累积含量＞50%。
中砂：粒径＞0.25mm，累积含量＞50%。
细砂：粒径＞0.1mm，累积含量＞75%。
极细砂（粉砂）：粒径＞0.1mm，累积含量＜75%。
（3）粘性土类—亚砂土：粒径＜0.05mm，累积含量3-10%。
亚粘土：粒径＜0.05mm，累积含量10-30%
粘土：粒径＜0.05mm，累积含量＞30%
2、松散岩石等级划分
松散岩石等级划分为7级，以岩石颗粒粒径的累积含量百分数（%）及硬杂质含量（%)划分：
Ⅰ级：粒径≤0.5mm，含量≥50%，硬杂质含量≤10%的各类砂土、粘性土。
Ⅱ级：粒径≤2mm，含量≥50%，硬杂质含量≤20%的各类砂土。
Ⅲ级：粒径≤20mm，含量≥50%，硬杂质含量≤30%的各类碎石土。
Ⅳ级：粒径≤50mm，含量≥50%，硬杂质含量≤50%的各类碎石土。
Ⅴ级：粒径≤100mm，含量≥50%的各类碎石土。
Ⅵ级：粒径≤200mm，含量≥50%的各类碎石土。
Ⅶ级：粒径＞200mm，含量≥50%的各类碎石土。
此分类等级主要用于水文地质钻探。
2 水文地质基础
水文地质学是研究地下水的科学。根据其研究的内容和范围，可概括为四个主要组成部分：
普通水文地质学：是水文地质学的基础科学，主要研究地下水的形成、分类、物理性质、化学成分等。是水文地质基础理论的定性部分。
地下水动力学：是研究地下水运动的理论科学，主要研究地下水在岩石孔隙、裂隙中运动的基本规律（渗流）。是水文地质基础理论的定量部分。
水文地质普查与勘探：是水文地质工作的手段和方法，主要研究测绘、水文地质试验、地下水动态与均衡、以及为各种目的（如城市供水、农田灌溉、水工建筑等）进行的水文地质调查方法。也称专门水文地质学。
应用水文地质学：是水文地质学的应用部分，如矿床水文地质学、区域水文地质学、矿水学、古水文地质学等。
主要介绍我们工作中常遇到的相关基础知识。
2.1 地下水的赋存
1、岩石的空隙性
地下水之所以能存在于地壳内，是因为岩石中有空隙。按其成因及分布特点，可将空隙分为：孔隙、裂隙、溶隙。
（1）孔隙：松散岩土中的空隙称为孔隙，其数量指标以孔隙度表示。岩石颗粒粗、形状规则、分选性好、排列规则，孔隙度大；反之孔隙度小。存在于孔隙中的地下水称孔隙水。
（2）裂隙：指坚硬岩石中的成岩裂隙、构造裂隙、风化裂隙，其数量指标以裂隙率表示。裂隙率在空间分布上很不均匀。存在于裂隙中的地下水称裂隙水。
（3）溶隙：易溶岩石（石灰岩、白云岩、石膏、盐岩）在地下水作用下产生的溶洞、裂隙称为溶隙。其数量指标以岩溶率表示。溶隙水在昌吉州范围内很少见。
2、岩石的水理性质
岩石的水理性质包括：
（1）溶水性：岩石能容纳一定水量的性能。其数量指标用溶水度表示。岩石空隙完全被水饱和时，溶水度与空隙度相当（膨润土例外）。
（2）持水性：在重力作用下，岩石依靠分子力和毛细力能保持一定水量的性能。其数量指标用持水度表示。岩石颗粒越细持水度越大。
（3）给水性：在重力作用下，饱水岩石能流出一定水量的性能。
其数量指标用给水度表示。岩石颗粒越粗给水度越大。
给水度=溶水度—持水度
（4）透水性：岩石允许水透过的性能。实际工作中往往将岩层区别为透水岩层和不透水岩层。卵石层、砾石层、砂层、裂隙发育的岩层都是透水岩层；粘土层和裂隙不发育的坚硬岩层是不透水的或隔水的岩层。
（5）毛细性：受毛细作用，水通过岩土的毛细孔隙运动的性能。研究岩土的毛细性，主要在于弄清楚毛细最大上升高度和毛细上升速度。岩土颗粒越细，毛细最大上升高度越大，毛细水上升到最大高度所需的时间越长；反之上升高度减小，所需时间缩短。土壤盐碱化、道路翻浆、建筑物基础侵蚀等都与岩土的毛细性有关。
3、含水层
含水层：是指透水的而又饱含地下水的岩层。
（1）构成含水层的条件
①岩层具有储存地下水的空间——空隙。
②岩层具有储存地下水的地质条件——地形、地貌、构造。
③具有一定的水量——岩层的富水性达到一定程度。
（2）含水层的划分
1）根据空隙类型分：
①孔隙含水层—如砾石含水层、砂砾石含水层。
②裂隙含水层—如砂岩裂隙含水层、花岗岩裂隙含水层。
2）根据含水层埋藏条件分：
①承压含水层—夹在两个不透水层之间的含水层。
②无压含水层—含水层的上界面为自由水面。
3）根据渗透性的空间变化分：
①均质含水层—在各部位、各方向上渗透性相同。
②非均质含水层—不同部位、不同方向上渗透性不同。
严格的讲，自然界中的含水层都是非均质的。实际工作中，为了研究和计算方便，可将渗透性随坐标变化不大的含水层看作是“均质的”，以简化计算。
4、隔水层
隔水层：指不透水的岩层。对地下水的运动起阻隔作用。如：松散地层中的粘土、亚粘土层；坚硬岩石中的页岩、泥岩。
严格的讲，地壳表部岩层不存在绝对的隔水层。含水层与隔水层都是相对的。
5、含水岩组与含水构造
（1）含水岩组：指含水特性基本相同的岩层组合。
生产实践中，常把岩层成因类同，含水性、富水性、迳流状况相近，与另一类含水层之间又有明显区别的含水层，划为一个含水岩组。如第一承压含水岩组；第二承压含水岩组等。
（2）含水构造：也叫蓄水构造，指含水地层体的一个笼统的术语。
自然界中含水层和隔水层都以一定的构造形态存在。如向斜含水构造（含水盆地）；单斜含水构造（含水斜地）；断裂含水构造等。
6、昌吉州地区地下水的赋存
昌吉州地处天山北坡，其地下水的赋存具有一定的规律性。
（1）在南部天山山区主要分布有基岩裂隙水。
（2）在玛纳斯县旱卡子乡，吉木萨尔县新地乡、大有乡、泉子街镇，受向斜地质构造影响，形成山间盆地，区内第四纪沉积物颗粒较粗，富水性较强，盆地底部为第三纪不透水基岩，具有良好的蓄水构造，在第四纪松散沉积物中分布有孔隙潜水。
（3）在河流出山口以后，由于地形变缓，河流流速变小，携带的泥沙大量沉积，形成冲洪积扇，各河流的冲洪积扇重叠，形成冲洪积扇裙。河流的沉积规律是自扇顶到扇缘，沉积物颗粒由粗到细。受前山断裂构造的影响，冲洪积扇的不透水基底埋藏较深，形成单斜含水构造（含水斜地）。在冲洪积扇部位的松散沉积物中分布有孔隙潜水。
（4）在冲洪积扇前缘，河流的搬运作用减弱，沉积颗粒变细，沉积层次增多，粗细颗粒交互沉积，形成多层结构潜水—承压水含水层。上游孔隙潜水渗流至此，受不透水层阻隔，一部分以泉的形式溢出地表，一部分补给承压水。此带称为潜水溢出带，该带的松散沉积物中分布有孔隙潜水和孔隙承压水。
（5）在潜水溢出带以北的广大细土平原区，广泛分布有潜水—承压水含水层。此区的松散沉积物中分布有孔隙潜水和孔隙承压水。
2.2 地下水的运动
1、地下水运动的基本定律
地下水在岩石空隙中的运动称渗流。渗流的基本定律遵循达西定律。公式如下：
Q=K×F×I
F=B×M
Q=K×B×M×I×365
式中：
Q—地下水通过断面F的流量（m3/a)。
K—渗透系数（m/d)。
F—地下水过水断面面积（m2)。
B—地下水过水断面宽度（m)。
M—地下水过水断面宽度内含水层厚度（m)。（大厚度潜水含水层M取滤水管长度）。
I—地下水水力坡度（无量纲）。
365—一年365天。
2、渗透系数
渗透系数：是岩石透水性的指标。渗透系数与流量成正比。渗透系数的数值是水力坡度I=1时的渗透速度。一般通过抽水试验、注水试验、渗水试验等方法确定，也可根据经验估计。
渗透系数的经验数值见表2-1。
渗透系数的经验数值
表2-1
岩土类别渗透系数（m/d) 岩土类别渗透系数（m/d）
粘土＜0.001 粗砂20—50
亚粘土0.01—0.001 砾石50—150
亚砂土1—0.01 卵砾石100—500
细砂1—5 漂石500—1000
中砂5—20
一般岩层颗粒越均匀、磨圆度越好、细颗粒杂质含量越少，渗透系数越大。反之则小。从地质成因角度分析，即岩层分选性和磨圆性越好，渗透系数越大。
3、地下水迳流
（1）地下水迳流的概念
地下水的运动是渗流运动。由于岩层孔隙的连续性，实际工作中把地下水在岩层孔隙中的运动宏观地看成是连续的迳流运动。
地下水迳流的特征：
①地下水流动的方向是最大水力坡度的方向。
②地下水的流速受水力坡度制约，水力坡度越大，流速越大。
③地下水的运动有无压流和有压流的区别。
④地下水迳流受岩层透水性的制约。
★地下水的流速主要取决于含水层的透水性、水力坡度、过水断面积三要素。
（2）地下水的补给—迳流—排泄
地下水的的迳流运动与地下水的补给、排泄密切相关。在任何一个含水构造中，地下水之所以会流动，会保持一定的水力坡度，是因为它有一定的补给来源和一定的排泄途径。若含水层透水性相同，当补给水源丰富，排泄途径通畅，且补给区与排泄区又有相当大的高差时，该含水层迳流强度就大。反之迳流强度就小。
地下水运动的方向总是由补给区流向排泄区；由水位（水头）高的地方流向水位（水头）低的地方。
（3）昌吉州地下水的补给—迳流—排泄条件
昌吉州范围内，西起玛纳斯东至木垒，地下水运动的总体方向是由南向北。南部天山山区是地下水主要补给区，中部冲洪积平原是迳流区，北部细土平原和沙漠是排泄区。
地下水补给来源：
①河道入渗：根据河道径流量及入渗补给系数计算。
②山前测渗：根据山前含水层渗透系数、水力坡度、过水断面积计算。
③水库入渗：根据水库库容及水库入渗补给系数计算。
④渠系入渗：根据渠系引水量及渠系入渗补给系数计算。
⑤田间入渗：根据进入田间的灌溉水量及田间入渗补给系数计算（不同土壤、不同地下水埋深田间入渗补给系数不同）。
⑥降水入渗：根据次降水＞10mm的降水量及降水入渗补给系数计算（不同土壤、不同地下水埋深降水入渗补给系数不同）。
地下水的迳流条件：
诸河流出山口至潜水溢出带，是地下水的迳流区，该区含水层颗粒粗、水力坡度大、迳流条件好。
地下水的排泄途径：
①垂直排泄：
泉水溢出：山区泉水溢出主要补给地表径流；平原区泉水溢出是地下水排泄途径，泉水流量即为排泄量。
地下水开采：开采量即为排泄量。
潜水蒸发：根据潜水蒸发系数及分布面积计算。潜水蒸发系数与地下水位埋深、土壤类别、灌区或非灌区、有植被或裸地等条件有关。一般地下水位埋深＞5m，视潜水蒸发系数为0。
②水平排泄：
即以地下潜流的形式侧向流出评价区。侧向排泄量根据排泄断面面积、含水层渗透系数、水力坡度计算。
2.3 地下水向管井的运动
通常可采用裘布依公式计算：
1、承压含水层采用：
Q=2.73K.M.S/(IgR－Igr0)
2、无含水层采用：
Q=1.37(2H－S).S/(IgR－Igr0)
式中：
Q——管井水量（m3/d)；
K——含水层渗透系数（m/d)；R——影响半径（m）；
r0 ——管井半径（m）；M——承压含水层厚度（m）；H——无压含水层厚度（m）S——管井内水位降（m）。
3、管井设计
3.1 管井设计的一般规定
1、明确井的用途、需水量及水质要求。
2、明确建井区地质及水文地质条件。
3、管井结构设计一般包括下列内容：
（1）确定井的深度：根据开采含水层的埋藏深度、厚度、水质、富水性及出水能力等因素综合确定。
（2）确定开孔及终孔口径：根据使用的钻机类型、钻进的地层特征、安装的过滤器口径、填砾厚度等因素确定。
（3）确定井壁管及过滤器的类型、规格及安装位置：根据当地水文地质条件、管井的设计出水量、水质、抽水设备最大外径等因素确定。
（4）确定沉淀管长度：根据含水层岩性、井的深度确定。一般取2—10m。
（5）确定管井封闭：根据对水质的要求、不良含水层或非开采含水层位置确定管井封闭的位置及封闭材料。
3.2管井过滤器设计
3.2.1 过滤器类型的选用
目前供水管井常用的过滤器类型有：
（1）骨架过滤器：钢管穿孔或扁钢焊接。适用于卵石、砾石地层。
（2）缠丝过滤器：钢管穿孔缠丝。适用于卵石、砾石地层。
（3）填砾过滤器：钢管穿孔缠丝环状间隙填充砾石。适用于卵石、砾石、粗、中、细砂地层。
（4）双层填砾过滤器（笼状过滤器）：适用于细砂、粉砂、粉砂含泥地层。
3.2.2过滤器口径选用
过滤器口径与管井出水量密切相关，目前尚无适宜的计算公式。根据国内外许多野外对比试验资料，综合得出初步规律：（1）无压含水层中：相同深度的浅井（井深小于200-300m），其出水量的增加与过滤器口径增加的半数略成正比。
（2）承压含水层中：相同深度的浅井（井深小于200-300m），其出水量的增加与过滤器口径增加成直线关系。且含水层渗透系数越大，管井出水量的增加也越显著。
※松散岩层供水管井过滤器口径应综合考虑管井设计出水量、滤水管长度、滤水管孔隙率以及允许入管流速等诸因素确定。
按下式确定：
D≥Q/πL.P.V
式中：
Q：管井设计流量(m3/s)；
πL·P·V
L1：：过滤器长度(m)：
P：过滤器表面孔隙率；
V：允许入管流速（＜0.03m/s）。
※生产井的口径应根据水文地质条件和水源地的需水量而定。在水源丰富的卵砾石、砂砾石地层中，应尽量加大管井过滤器口径，在满足一定取水量的前提下，减少井数，降低投资。目前昌吉州地区采用的大口径管井过滤器口径有：400、450mm；管井最大出水量达到360—800m3/h。
3.2.3过滤器长度选用
过滤器的长度，主要根据含水层厚度、颗粒组成、出水量大小、过滤器直接综合确定。
当含水层厚度较薄时，过滤器长度应与含水层厚度相等。
当含水层很厚时，过滤器长度可参考下式确定：
L=Q.a/d
式中：L——过滤器长度（m）；
Q——井的出水量（m3/h)；
d——过滤器外径（mm)，不填砾井按过滤器缠丝外径计算，填砾井按填入砾石层的外径计算。
a——经验系数，决定于含水层颗粒组成，按下表选用。
不同含水层经验系数a值
含水层的渗透系数K（m/d) a值
K=2—5 90
K=5—15 60
K=15—30 50
K=30—70 30
3.2.4 填砾过滤器技术要求
在中、细砂地层或分选性较差的砂砾石地层中，宜采用填砾过滤器，其主要优点是增大过滤器有效孔隙率，减少进水时的水头损失，防止细砂涌入井内，增大管井出水量，延长管井使用寿命。
填砾的质量要求如下：
（1）填砾的形状以均匀近园形为宜；
（2）填砾的成分以石英砂岩为宜；
（3）填砾运至现场后要过筛、剔除杂质、土和不合格砾石；
（4）填砾规格根据含水层颗粒级配情况而定：
1）均质砂层：取含水层颗粒直径d50-60的8-10倍；
2）卵砾石地层：取含水层颗粒直径d70-90的8-10倍，若均匀性较差可取6-8倍。
（5）填砾厚度根据含水层颗粒级配情况而定：
1）中细砂地层：填砾厚度可取100—150mm；
2）卵砾石地层：填砾厚度可取75—100mm。
根据野外抽水试验资料分析，填砾厚度＜250mm，对增加井的出水量影响显著；填砾厚度＞250mm，对增加井的出水量效果不大。
填砾规格参考值见下表。
填砾规格及缠丝间隙参考表
单位：mm 含水层
填砾规格填砾厚度缠丝间隙名称砾径（d50-60）
细沙0.1—0.25 1—2.5 100-150 1—1.5
中砂0.25—0.5 2—5 100-150 2—3 粗砂0.5—2 4—7 100-125 3—4 砾石2—10 7.5—10 75-100 5.00 卵石＞10 回填75—100 5.00
水文地质学基础习题和答案
绪论 (1)水文地质学的研究任务是什么? 本课程是煤及煤层气工程专业/岩土工程专业的专业基础课，主要任务是为后续的专业课奠定有关现代水文地质学的基本概念、基本原理。通过该课程的学习，学生能够正确理解水文地质学的基本概念、基本原理，在此基础上能够初步掌握解决工程/煤田水文地质问题的分析方法与思路。 (2)地下水的主要功能包括哪些? >>宝贵的资源①理想的供水水源②重要的矿水资源③良好的景观资源 >>敏感的环境因子地下水是极其重要的环境因子。地下水的变化往往会打破原有的环境平衡状态，使环境发生变化。 (人类活动主要通过三种方式干扰地下水，造成一系列不良后果(图14-1)： ①过量开发与排除地下水→地下水位下降→地表径流衰减、沼泽湿地消失、土地沙化、海(咸) 水入侵等； ②过量补充地下水→地下水位升高→土地的次生盐渍化、次生沼泽化； ③地下水位下降导致的粘土压密释水释放有害离子、化肥农药的不适当使用、废弃物的无序排 放──地下水恶化、污染； ④地下水位的变动会破坏其与周围岩土构成的统一的力学平衡，而产生某种效应──地面沉降 与地裂缝、岩溶塌陷、地下洞室垮塌或突水、滑坡、岩崩、水库诱发地震、渗透变形。) >>活跃的地质营力地下水的主要作用是传递应力、传输热量和化学组分、侵蚀(化学溶蚀、机械磨蚀和冲蚀)等。 >>重要的信息载体由于地下水是应力传递者，同时又是在流动，所以地下水水位，水量，水温，水化学等的变化或异常可以提供埋藏在地下的许多信息，如找矿、地震预报、地质演变。(3)试分析我国地下水分区的特点，并探讨分区的自然背景。 略。
第一章地球上的水及其循环 (1)试比较水文循环与地质循环。 水文循环与地质循环是很不相同的自然界水循环： >>水文循环通常发生于地球浅层圈中，是H2O分子态水的转换、更替较快；水文循环对地球的气候、水资源、生态环境等影响显着，与人类的生存环境有直接的密切联系；水文循环是水文学与水文地质学研究的重点。 >>水的地质循环发生于地球浅层圈与深层圈之间，常伴有水分子的分解和合成，转换速度缓慢。研究水的地质循环，对深入了解水的起源、水在各种地质作用过程乃至地球演化过程中的作用，具有重要意义。 (水文循环特点──速度快、途径短、转化迅速。 内因──固、液、气三相可相互转化。 动力条件──太阳辐射和重力的共同作用。 形式──蒸发、径流、降水。) (2)试述我国水资源的特点，并分析其对水文地质工作需求的影响。 我国水资源具有以下特点： (1)降水偏少，年总降水量比全球平均降水量少22%； (2)人均水资源量偏低； (3)空间分布不均匀，东部丰富，西部贫乏； (4)季节及年际变化大，旱涝灾害频繁； (5)水质污染比较严重。 合理有效地利用及保护水资源，是中国具有战略意义的头等大事。 (3)地球上水的循环按其循环途径长短、循环速度的快慢以及涉及层圈的范围，可分为水文循
《水文地质学基础》期末考试试题六套卷
《水文地质学基础》试卷一 班级学号姓名成绩 一．填空题（30 分） 1.从成因角度分析，粘性土空隙主要组成有、和（3 分） 2.上升泉按其出露原因可分为：、和（3 分） 3.地下水含水系统按岩石空隙特征可分为、和。（3 分） 4.由地下水蒸发排泄作用，形成土壤盐碱化的条件是、 和。（3 分） 5.上层滞水是指分布在带中，局部之上，岩层空隙之中的水。（4 分） 6.导水断层具有独特的水文地质意义，它可以起到作用。（3 分） 7.控制岩溶发育最活跃最关键的因素是。（2 分） 8.水文循环按循环途径不同可分为和。（2 分） 9.地下含水系统的补给来源有：、、、 和的补给。（5 分） 10.岩石中的空隙是地下水的和。（2 分） 二．是非判断题（每题 3 分，共15 分） 1.地下水含水系统从外界获得盐分的过程也称补给。（） 2.承压水头是指井中静止水位到承压含水层顶板的距离。（） 3.当地下水位高于河水位时，地下水必然向河水排泄。（） 4.通常情况下，在洪积扇顶部打井，井打的越深，井中水位埋深也越大。（） 5.当地下水位埋深小于最大毛细上升高度时，水位埋深越大，给水度也越大。（） 三．选择题（每题3 分，共15 分） 1．达西定律对下列条件适用（） A．层流、稳定流；B．层流、非稳定流； C．层流、稳定流和非稳定流；D．层流、紊流
2.砂砾类松散岩石的透水性主要取决于（） A．孔隙度大小；B．排列方式；C．颗粒直径大小；D．结构 3．地下水流网中流线与等势线（） A．正交；B．斜交；C．相交；D．平行 4.渗入－径流型地下水循环的长期结果，使地下水向（）方向发展。 A．溶滤淡化； B.水质不变； C.溶滤咸化； D. A 或B。5．在天然条件下，控制一个地区地下水动态的主要轮廓的影响因素是（）。 A 水文因素， B 气象因素， C 地质因素， D 人类活动 四．根据图4-1 条件，回答下列问题。（20 分） 4.1在图中画出示意流网；（图中“ ”表示地下分水线）。（5 分） 观1 甲乙 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 砂土 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 粘性土 图4-1 4.2在甲、乙处各打一口井，要求井的深度不同，且甲井水位比乙井水位高。试在图上表示出两口井如何打，并标出井水位。（5 分） 4.3写出图4-1 条件下的潜水均衡方程式，并注明式中各项的物理意义。（5 分） 4.停止降水后，河水位变化如图4-2 中所示，试说明观1 孔潜水位动态变化特征，并在图
水文地质学基础试题及答案
水文地质学基础试题（二） 一．填空题（30 分） 1．从成因角度分析，粘性土空隙主要组成有原生孔隙（结构孔隙）、次生孔隙、次生裂隙。（3 分） 2．上升泉按其出露原因可分为：侵蚀（上升）泉、断层泉和接触带泉（3 分） 3．地下水含水系统按岩石空隙特征可分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。（3 分） 4．由地下水蒸发排泄作用，形成土壤盐碱化的条件是干旱、半干旱气候、水位埋深浅和土层岩性。（3 分） 5．上层滞水是指分布在包气带中，局部隔水层之上，含水岩层空隙之中的重力水。（4 分）6．导水断层具有独特的水文地质意义，它可以起到贮水空间、集水廊道与导水通道的作用。（3 分） 7．控制岩溶发育最活跃最关键的因素是水的流动性。（2 分） 8．水文循环按循环途径不同可分为大循环和小循环。（2 分） 9．地下含水系统的补给来源有：大气降水、地表水、凝结水、相邻含水层间和人工补给。（5 分） 10. 岩石中的空隙是地下水的储存场所和运动通道。（2 分） 二．是非判断题（每题3 分，共15 分） 1．地下水含水系统从外界获得盐分的过程也称补给。（是） 2．承压水头是指井中静止水位到承压含水层顶板的距离。（是） 3．当地下水位高于河水位时，地下水必然向河水排泄。（否） 4．通常情况下，在洪积扇顶部打井，井打的越深，井中水位埋深也越大。（是） 5．当地下水位埋深小于最大毛细上升高度时，水位埋深越大，给水度也越大。（是）三．选择题（每题3 分，共15 分） 1．达西定律对下列条件适用（ C ） A．层流、稳定流；B．层流、非稳定流；C．层流、稳定流和非稳定流；D．层流、紊流2．砂砾类松散岩石的透水性主要取决于（C ） A．孔隙度大小；B．排列方式；C．颗粒直径大小；D．结构 3．地下水流网中流线与等势线（C ） A．正交；B．斜交；C．相交；D．平行 4. 渗入－径流型地下水循环的长期结果，使地下水向（ A ）方向发展。 A．溶滤淡化； B.水质不变； C.溶滤咸化；或B。 5．在天然条件下，控制一个地区地下水动态的主要轮廓的影响因素是（B ）。 A 水文因素， B 气象因素， C 地质因素， D 人类活动 四．根据图4-1 条件，回答下列问题。（20 分） 4．1 在图中画出示意流网；（图中“”表示地下分水线）。（5 分） 4．2 在甲、乙处各打一口井，要求井的深度不同，且甲井水位比乙井水位高。试在图上表示出两口井如何打，并标出井水位。（5 分）
水文地质学基础练习(答案)
《水文地质学基础》能力拓展练习 班级： 学号： ：
一、阅读以下材料，分别说明A、B两区的气候类型并比较两种气候类型对地下水的影响。 （1）A区处于黄土高原地带，气候变化显著，属温带大陆季风气候气候。年平均气温9.9℃，最高气温35℃，最低气温-19.8℃。年降水量分配极不均匀，多集中在六、七、八三个月，多年平均降水量为567.2mm，最大年降水量767.4mm（2003年），最小年降水量385.4mm（2004年）。最大年蒸发量2346.4mm，最大冻土深度61cm。全年风向夏季多东南风，冬季多西北风。 （2）B区为温带季风区海洋～大陆性气候气候，四季分明。据气象站1959年1月到1998年11月的观测资料： 年平均气温13.5℃，月平均最高气温34.3℃(1957年7月)，日最高气温41.6℃(1960年6月21日)，月平均最低气温-9.8℃(1963年1月)，日最低气温-19.4℃(1964年2月18日)，多年来最低平均气温月为1月，平均气温-2℃，平均最高气温月为7月，平均29℃。 年平均降雨量677.17mm，年最大降雨量为1186.0mm(1964年)，年最小降雨量为347.90mm(1988年)，日最大降雨量177.1mm(1965年7月9日)，降雨多集中于每年的7、8月份。一般春季雨量少，时有春早。年平均蒸发量1728.27mm，年最大蒸发量2228.2mm(1960年)，年最低蒸发量1493.0mm(1984年)。春夏两季多东及东南风，冬季多西北风，最大风力8级，平均风速为2.3m／s。历年最大积雪厚度0.15m，最大冻土深度0.3lm。 说明：本题通过实际材料向学生说明气候因素对地下水的影响。 本题主要从降水量、蒸发量等要素说B区比A区降水量丰富，蒸发量小，更有利于地下水形成。 本题中A区实际是山西省潞安矿区，B区实际是山东省济宁矿区。
水文地质学-教学大纲
《水文地质学》课程教学大纲 【英文译名】：Hydrogeology 【适用专业】：地质工程 【学分数】：2 【总学时数】：32 【实践学数】：0 一、本课程教学目的和课程性质 《水文地质学》是地质工程专业的一门专业基础必修课。本课程重点讲授有关的基本概念、地下水赋存、地下水运动的规律、地下水的补给与排泄、地下水的物化性质、地下水资源、地下水的生态环境特性。介绍了地球上水的循环、包气带水的运动、化学成分成因类型、地下水的动态与均衡等。本课程的目的是通过本课程的教学使学生系统掌握水文地质的基本知识，学会分析区域水文地质条件的问题的基本方法，能阅读和分析常用的水文地质图件和资料，为学生从事该方面的工作打下基础。 二、本课程的基本要求 通过本课程所有教学环节，要求学生掌握水文地质的基本知识，熟悉水文地质工作的技术和方法，能阅读和分析常用的水文地质图件和资料。通过以上学习，学生应具有分析、研究、解决水文地质实际问题的基本能力。 三、本课程与其他课程的关系 本课程学习前必须学习《普通地质学》、《矿物学》、《岩石学》、《构造地质学》等课程。 后继课程有《土力学与基础工程》等课程。 四、课程内容 注：“*”为重点部分；“＃”为难点部分。 绪论 水文地质学概念；研究内容；地下水在国民经济中的作用；水文地质学的分支；水文地质学的发展简史及发展趋势。 第1章地下水概论 1.1 地球上的水及其循环 地球上水的分布；
*水循环的概念、水文循环、地质循环； *影响水循环的因素； 我国水文循环概况。 *1.2 地下水的赋存 岩石的空隙性：孔隙、裂隙、溶穴的概念、表征和特征； 岩石中水的存在形式：岩石骨架中的水、岩石孔隙中的水(重力水*、毛细水*)。 岩石的水理性质：容水性、持水性、给水性和透水性的概念、表征及相互间的关系； 有效应力原理与岩土压密：有效应力原理*、地下水位变动引起的岩土压密； 包气带与饱水带：概念； 含水层、隔水层与弱透水层：理解掌握概念； 地下水的分类：按埋藏条件分为：上层滞水、潜水、承压水；按介质条件分为：孔隙水、裂隙水、岩溶水。 *1.3 地下水的物理性质和化学成分 *地下水的物理性质：色、嗅、味、比重、透明度、温度等； *地下水的化学性质：PH值、硬度、矿化度、侵蚀性。 *地下水化学成份的形成作用：溶滤作用、浓缩作用、脱碳酸作用、脱硫酸作用、阳离子交换吸附作用、混合作用及人为作用。 地下水化学成分的基本类型：溶滤水、沉积水和内和生水。 *地下水化学成分的分析与资料整理：简分析、全分析和专门分析；库尔洛夫式、舒卡列夫分类表。 *1.4 不同埋藏条件下的地下水 上层滞水：概念及特征； *潜水：相关概念、特征(分布特征、补给与排泄特征、动态特征及水化学特征等)、等水位线图及其应用； *承压水：相关概念、特征(分布特征、补给与排泄特征、动态特征及水化学特征等)、等水压线图及其应用； 潜水与承压水的转化。 第2章地下水的运动和动态 *＃2.1 重力水的运动
水文地质学基础各章习题及答案
《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)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 2, 在8月份观测到出山口A 点的平均流量为8.0?104 m 3/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。 解：Q= 8.0?104m3/d , F=24km2, X=700mm (3)空气湿度和风速如何影响蒸发量？ 答：水面蒸发的速度和量取决于气温、气压、湿度、风速等因素。主要决定于气温和饱和差（饱和差＝饱和水汽的含量－绝对湿度）饱和差愈大，蒸发速度也愈大。风速是影响水面蒸发的另一重要因素。 (4)地球上水的循环包括水文循环和地质循环，它们有哪些区别？水循环的大气过程属于其中哪一种？ 答：水文循环与地质循环是很不相同的自然界水循环。水文循环通常发生于地球浅层圈中，是H2O 分子态水的转换，通常更替较快。水文循环对地球的气候、水资源、生态环境等影响显著，与人类的生存环境有直接的密切联系。水的地质循环常发生于地球深部层圈水与表层圈水之间，常伴有水分子的分解和合成，转换速度缓慢。 (4)地下径流与地表径流的特征有哪些不同点？ 答：径流可分为地表径流和地下径流，两者具有密切联系，并经常相互转化。 降落到地表的水通过下渗环节，对降水进行地表与地下径流的分配。 (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？(P14) 答：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2章] (1) 对比以下概念： 空隙和孔隙；孔隙度和孔隙比；孔隙和裂隙； (2) 在一个孔隙度为30%的砾石堆积体中，充填了孔隙度为60%的粉质粘土，试估算该堆积体的实际孔隙度。 (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； A 分 水 岭 mm 103.3102431108.010F QT Y 3-43-=???=?=15.0700 3.103≈==X Y a
《水文地质学基础》完整版
第一章地球上的水及其循环 一、名词解释: 1.水文地质学:水文地质学是研究地下水的科学。它研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作业下地下水水量和水质的时空变化规律，并研究如何运用这些规律去兴利除害,为人类服务。 2.地下水:地下水是赋存于地面以下岩石空隙中的水。 3.矿水:含有某些特殊组分,具有某些特殊性质,因而具有一定医疗与保健作用的地下水。 4.自然界的水循环:自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水相互联系、相互转化的过程。 ５.水文循环：发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。 6．地质循环:地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。 ７.大循环:海洋与大陆之间的水分交换。 8．小循环：海洋或大陆内部的水分交换。 ９.绝对湿度：某一地区某一时刻空气中水汽的含量。 10.相对湿度:绝对湿度和饱和水汽含量之比。 １1．饱和差：某一温度下,饱和水汽含量与绝对湿度之差。 １2．露点:空气中水汽达到饱和时的气温。 1３.蒸发:在常温下水由液态变为气态进入大气的过程。 １4.降水：当空气中水汽含量达饱和状态时，超过饱和限度的水汽便凝结，以液态或固态形式降落到地面。1４．径流：降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。 15.水系:汇注于某一干流的全部河流的总体构成的一个地表径流系统。 1６．水系的流域:一个水系的全部集水区域。 17．分水岭:相邻两个流域之间地形最高点的连线。 18．流量：单位时间内通过河流某一断面的水量。 19．径流总量:某一时间段内，通过河流某一断面的水量。 ２0.径流模数：单位流域面积上平均产生的流量。 ２1．径流深度：计算时段内的总径流量均匀分布于测站以上整个流域面积上所得到的平均水层厚度。 ２2.径流系数：同一时段内流域面积上的径流深度与降水量的比值。 二、填空 １．水文地质学是研究地下水的科学。它研究岩石圈、水圈、大气圈、生物圈及人类活动相互作用下地下水水量和水质的时空变化规律。 2．地下水的功能主要包括:资源、生态环境因子、灾害因子、地质营力、或信息载体。 3.自然界的水循环分为水文循环和地质循环。 4．水文循环分为大循环和小循环。 5．水循环是在太阳辐射和重力作用下,以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的。 6.水循环是在太阳辐射和重力作用下,以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的。 7．主要气象要素有气温、气压、湿度、蒸发、降水。 8.在水文学中常用流量、径流总量、径流深度、径流模数和径流系数等特征值说明地表径流。 三、判断题 １．地下水是水资源的一部分。 ( √ ) 2．海洋或大陆内部的水分交换称为大循环。 ( ×） 3．地下水中富集某些盐类与元素时，便成为有工业价值的工业矿水。 ( √ ) ４.水文循环是发生于大气水和地表水之间的水循环。（× ) ５.水通过不断循环转化而水质得以净化。（√） 6．水通过不断循环水量得以更新再生。 ( √ ) 7.水文循环和地质循环均是Ｈ2O分子态水的转换。 ( ×） 8.降水、蒸发与大气的物理状态密切相关。（√） 9.蒸发是指在1０0℃时水由液态变为气态进入大气的过程。（× ) １0.蒸发速度或强度与饱和差成正比。 ( √） 四、简答题 １．水文地质学的发展大体可划分为哪三个时期？ 185６年以前的萌芽时期,１８56年至本世纪中叶的奠基时期，本世纪中叶至今的发展时期。 2．水文地质学已形成了若干分支学科，属于基础性的学科分支有哪些? 水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、水文地质调查方法、区域水文地质学。 3．水文循环与地质循环的区别?
水文地质学基础练习及答案
《水文地质学基础》 试题库及参考答案 目录 第一章地球上的水及其循环 (1) 第二章岩石中的空隙与水分···········································4服 第三章地下水的赋存..................................................9暗室逢第四章地下水运动的基本规律.........................................15收复失第五章毛细现象与包气带水的运动. (20) 第六章地下水的化学成分及其形成作用 (22) 第七章地下水的补给与排泄...........................................29QWDD 第八章地下水系统 (35) 第九章地下水的动态与均衡 (37) 第十章孔隙水.......................................................40是多少第十一章裂隙水.....................................................42三分法第十二章岩溶水.....................................................45we福娃第十三章地下水资源. (48) 第十四章地下水与环境 (49)
第二章岩石中的空隙与水分 一、名词解释 1．岩石空隙：地下岩土中的空间。 2．孔隙：松散岩石中，颗粒或颗粒集合体之间的空隙。 3．孔隙度：松散岩石中，某一体积岩石中孔隙所占的体积。 4．裂隙：各种应力作用下，岩石破裂变形产生的空隙。 5．裂隙率：裂隙体积与包括裂隙在内的岩石体积的比值。 6．岩溶率：溶穴的体积与包括溶穴在内的岩石体积的比值。 7．溶穴：可溶的沉积岩在地下水溶蚀下产生的空洞。 8．结合水：受固相表面的引力大于水分子自身重力的那部分水。 9．重力水：重力对它的影响大于固体表面对它的吸引力，因而能在自身重力作影响下运动的那部分水。 10．毛细水：受毛细力作用保持在岩石空隙中的水。 11．支持毛细水：由于毛细力的作用，水从地下水面沿孔隙上升形成一个毛细水带，此带中的毛细水下部有地下水面支持。 12．悬挂毛细水：由于上下弯液面毛细力的作用，在细土层会保留与地下水面不相联接的毛细水。 13．容水度：岩石完全饱水时所能容纳的最大的水体积与岩石总体积的比值。 14．重量含水量：松散岩石孔隙中所含水的重量与干燥岩石重量的比值。 15．体积含水量：松散岩石孔隙中所含水的体积与包括孔隙在内的岩石体积的比值。16．饱和含水量：孔隙充分饱水时的含水量。 17．饱和差：饱和含水量与实际含水量之间的差值。 18．饱和度：实际含水量与饱和含水量之比。 19．孔角毛细水：在包气带中颗粒接点上由毛细力作用而保持的水。 20．给水度：地下水位下降一个单位深度，从地下水位延伸到地表面的单位水平面积岩石柱体，在重力作用下释出的水的体积。 21．持水度：地下水位下降一个单位深度，单位水平面积岩石柱体中反抗重力而保持于岩石空隙中的水量。
1水文地质学基础教学大纲
《水文地质学基础》教学大纲 一、大纲说明 1．课程性质和地位 《水文地质学基础》是水文与水资源工程和地质工程专业必修的重要专业基础课。该课程的基本知识也是与地下水有关专业的选修内容。 通过本课程的教学，使学生系统地获得水文地质学的基本知识和地下水的形成、分布、运移的基本理论；初步掌握运用所学知识对与地下水有关问题进行水文地质分析的基本方法和技能。 2．教学目的和要求 本课程在公共基础课与地质基础课的基础上进行教学。它既作为一门专业基础课阐述其本身的理论，又为后继课程《地下水动力学》、《水文地球化学》、《岩土工程勘察》、《专门水文地质学》及《工程地质学》等专业课的教学准备必要的基础知识。通过本课程的教学，使学生重点掌握以下几方面的知识： 了解课程的性质、任务、研究对象以及在所学专业的地位，对水文地质学有一个整体的认识。★ 重点掌握水文地质学的基本概念，基本原理和基本研究方法 ★ 掌握地下水的形成、分布、运移特征和规律，学会运用水文地质学原理，科学分析和解决相关水文地质问题的思维方法。 ★ 掌握简单的水文地质专业作业方法。 二、主要教学环节安排 课程的主要内容应以地下水的形成、赋存、分布和运移规律及各类地下水的特征为中心进行选材，并注意与本专业其它课程的配合与衔接。 教学内容共分十五章，一至九章阐述地下水形成的理论和有关概念，为本课程的基本理论部分。十至十二章进一步阐述各类地下水的埋藏、分布、交替循环等特征，是前一部分理论的应用和深化。十三、十四章介绍地下水的资源特征及其供水意义，并介绍人类开发利用地下水资源过程中出现的某些环境问题。十五章介绍地下水研究的基本内容和方法。 课程总学时为72，其中讲授50学时，课程实习12学时，综合课程设计（实习）10学时。在大纲基本内容和总学时不变的前提下，部分教学内容、体系和课时分配，可根据本学科的发展和具体条件以及专业所需，适当灵活掌握。学时分配见下表。 课程教学学时分配表
东北大学水文地质学基础答案
东北大学水文地质学基 础答案 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】
东北大学继续教育学院水文地质学基础试卷（作业考核线上） B 卷 学习中心：安徽省公路工程技工学校姓名杨琪 （共页） 1．下面对孔隙大小描述正确的是：c A) 孔隙大小主要对地下水的储容影响很大。 B) 孔隙大小主要对地下水的流动影响大，它取决于孔隙通道最宽大的部分—孔腹。 C) 孔隙大小主要对地下水的流动影响大，它取决于孔隙通道最细小的部分—孔喉。 D) 孔隙大小的影响因素就是由颗粒大小决定的。 2．描述含水层、隔水层与弱透水层错误的是：d A) 含水层、隔水层与弱透水层都含水。
B) 含水层、隔水层与弱透水层是根据透水能力来划分的。 C) 弱透水层是渗透性相当差的岩层。 D) 粘土层一定是隔水层。 3. 下面对水力梯度的描述错误的是：c A) 水力梯度可以理解为水流通过单位长度渗透途径为克服摩擦阻力所耗失的机械能。 B) 水力梯度为沿渗透途径的水头损失值。 C) 水力梯度可以理解为驱动力，即克服摩擦阻力使水以一定速度流动的力量。 D）水力梯度就是地下水在渗透过程中，不断克服阻力而消耗的机械能。 4. 下面哪类物质不是地下水中C1－的来源：b A) 沉积岩中所含岩盐或其它氯化物的溶解。 B) 大气降水。 C) 来自岩浆岩中含氯矿物。 D) 来自火山喷发物的溶滤。 5. 关于地下水补给入渗方式正确的描述是：c A)在粘性土中都是捷径式下渗。 B) 地下水补给入渗方式要么是活塞式下渗，要么是捷径式下渗。
C)活塞式下渗是年龄较新的水推动其下的年龄较老的水，始终是“老”水先到达含水层；捷径式下渗时“新”水可以超前于“老”水到达含水层； D)对于捷径式下渗，入渗水必须先补充包气带水分亏缺，然后才可下渗补给含水层。 6. 关于地下水流动系统的正确表述是：c A)地下水流动系统中都是平面二维流。 B)地下水流动系统中的径流方向基本一致。 C)地下水流动系统中可以发育多个层次不同的径流系统。 D)地下水流动系统中的水化学特征一般不随地下水流动系统的水力特征变化而变化。 7. 水文因素影响地下水动态变化的描述正确的是：c A)地表水体补给地下水而引起的地下水位抬升是均匀的。 B)补给地下水而引起地下水位抬升与地表水体水位抬升基本同步。 C)潜水向河流排泄而引起的地下水位下降，接近河流，水位变幅大，远离河流的分水岭地段潜水位变幅最小。 D)河流对地下水动态的影响范围：一般数百米至数公里，此范围以外，主要受气候因素的影响。 8. 沉积物的粒度和分选控制：D A)孔隙水的分布。 B)孔隙水与外界的联系程度。
水文地质学基础》试题库及参考答案
校重点建设课程 《水文地质学基础》试题库及参考答案 水文地质学基础课程组 石家庄经济学院 前 言 水文地质学基础是我校水文与水资源工程和环境工程专 业的专业基础课，本课程主要阐叙了以下几方面内容：自然 界水的存在形式和循环过程；地下水的赋存空间、存在形式 和水理性质；地下水的分类以及各种类型地下水的特征；地 下水的运动规律；地下水的化学成份及形成作用；地下水的 补给、径流、排泄和地下水系统；地下水的动态与均衡地下 水资源分类和特征；地下水与环境的关系等。该课程全面介 绍了现代水文地质学的基本概念与原理，为后续课程的学习 奠定基础。 水文地质学基础试题库不仅用于考核学生的学习情况， 而且对学生的学习内容、学习方法有一定的引导作用。因此， 水文地质学基础试题库内容紧紧围绕教学大纲要求，并考虑 了以下几点：第一，以基本概念和基本理论为主；第二，正 确地理解水文地质概念，避免死板地套用；第三，地下水与 环境有着密切联系，必须结合具体的自然地理地质条件，用 系统观点考察众多因素对地下水的综合影响；第四，不能满 足于字面上的理解，而应勤于思索，弄清实质。 本次水文地质学基础试题库的修订，是在1997年第一 次建库的基础上进行的，对原库的部分试题作了调整，本试 题库选题涉及书内全部内容，因此，覆盖面宽。同时，考虑 到教学的重点和难点，在重点章节和重点内容上题量偏重。 全库共有试题576题。为综合考察学生对基本概念和基本理 论的掌握情况，以及对课本内容的理解和综合能力，共包含 五种题型，分别为：名词解释、填空题、判断题、简答题和 论述题。 由于编者水平有限，错误之处在所难免，敬请读者批评 指正。 编 者 2003年12月 目 录 第一章 地球上的水及其循环···········································1 第二章 岩石中的空隙与水分···········································3 第三章 地下水的赋存·················································6 第四章 地下水运动的基本规律·········································9 第五章 毛细现象与包气带水的运动·····································11 第六章 地下水的化学成分及其形成作用·································13 第七章 地下水的补给与排泄···········································17 第八章 地下水系统···················································19 第九章 地下水的动态与均衡···········································20 第十章 孔隙水·······················································22 第十一章 裂隙 水·····················································23 第十二章 岩溶水·····················································24 第十三章 地下水资源·················································26 第十四章 地下水与环境···············································27 第一章 地球上的水及其循环 一、名词解释： 1．水文地质学：水文地质学是研究地下水的科学。它研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作业下地下水水量和水质的时空变化规律，并研究如何运用这些规律去兴利除害，为人类服务。 2．地下水：地下水是赋存于地面以下岩石空隙中的水。 3．矿水：含有某些特殊组分，具有某些特殊性质，因而具有一定医疗与保健作用的地下水 。 4．自然界的水循环：自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水相互联系、相互转化的过程。 5．水文循环：发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。 6．地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。 7．大循环：海洋与大陆之间的水分交换。 8．小循环：海洋或大陆内部的水分交换。 9．绝对湿度：某一地区某一时刻空气中水汽的含量。 10．相对湿度：绝对湿度和饱和水汽含量之比。 11．饱和差：某一温度下，饱和水汽含量与绝对湿度之差。 12．露点：空气中水汽达到饱和时的气温。 13．蒸发：在常温下水由液态变为气态进入大气的过程。 14．降水：当空气中水汽含量达饱和状态时，超过饱和限度的水汽便凝结，以液态或固态形式降落到地面。 14．径流：降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流 动的水流。 15．水系：汇注于某一干流的全部河流的总体构成的一个地 表径流系统。 16．水系的流域：一个水系的全部集水区域。 17．分水岭：相邻两个流域之间地形最高点的连线。 18．流量：单位时间内通过河流某一断面的水量。 19．径流总量：某一时间段内，通过河流某一断面的水量。 20．径流模数：单位流域面积上平均产生的流量。 21．径流深度：计算时段内的总径流量均匀分布于测站以上 整个流域面积上所得到的平均水层厚度。 22．径流系数：同一时段内流域面积上的径流深度与降水量 的比值。 二、填空 1．水文地质学是研究 地下水 的科学。它研究 岩石圈 、 水圈 、大气圈、生物圈及人类活动相互作用下地下水水量和水质的时空变化规律。 2．地下水的功能主要包括：资源、生态环境因子、灾害因子、地质营力、或 信息载体。 3．自然界的水循环分为 水文 循环和 地质 循环。 4．水文循环分为 大 循环和 小 循环。 5．水循环是在 太阳辐射 和 重力 作用下，以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的。 6．水循环是在太阳辐射和重力作用下，以 蒸发 、 降水 和 径流 等方式周而复始进行的。 7．主要气象要素有 气温、气压、湿度、蒸发、降水 。 8．在水文学中常用 流量、径流总量、径流深度、径流模数和径流系数等特征值说明地表径流。
东北大学水文地质学基础答案
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东北大学继续教育学院水文地质学基础试卷（作业考核线上） B 卷学习中心：安徽省公路工程技工学校姓名杨琪 （共页） 1．下面对孔隙大小描述正确的是：c A) 孔隙大小主要对地下水的储容影响很大。 B) 孔隙大小主要对地下水的流动影响大，它取决于孔隙通道最宽大的部分—孔腹。 C) 孔隙大小主要对地下水的流动影响大，它取决于孔隙通道最细小的部分—孔喉。 D) 孔隙大小的影响因素就是由颗粒大小决定的。 2．描述含水层、隔水层与弱透水层错误的是：d A) 含水层、隔水层与弱透水层都含水。 B) 含水层、隔水层与弱透水层是根据透水能力来划分的。 C) 弱透水层是渗透性相当差的岩层。 D) 粘土层一定是隔水层。 3. 下面对水力梯度的描述错误的是：c A) 水力梯度可以理解为水流通过单位长度渗透途径为克服摩擦阻力所耗失的机械能。 B) 水力梯度为沿渗透途径的水头损失值。 C) 水力梯度可以理解为驱动力，即克服摩擦阻力使水以一定速度流动的力量。 D）水力梯度就是地下水在渗透过程中，不断克服阻力而消耗的机械能。 4. 下面哪类物质不是地下水中C1－的来源：b A) 沉积岩中所含岩盐或其它氯化物的溶解。 B) 大气降水。 C) 来自岩浆岩中含氯矿物。 D) 来自火山喷发物的溶滤。 5. 关于地下水补给入渗方式正确的描述是：c A)在粘性土中都是捷径式下渗。 B) 地下水补给入渗方式要么是活塞式下渗，要么是捷径式下渗。
C)活塞式下渗是年龄较新的水推动其下的年龄较老的水，始终是“老”水先到达含水层；捷径式下渗时“新”水可以超前于“老”水到达含水层； D)对于捷径式下渗，入渗水必须先补充包气带水分亏缺，然后才可下渗补给含水层。 6. 关于地下水流动系统的正确表述是：c A)地下水流动系统中都是平面二维流。 B)地下水流动系统中的径流方向基本一致。 C)地下水流动系统中可以发育多个层次不同的径流系统。 D)地下水流动系统中的水化学特征一般不随地下水流动系统的水力特征变化而变化。 7. 水文因素影响地下水动态变化的描述正确的是：c A)地表水体补给地下水而引起的地下水位抬升是均匀的。 B)补给地下水而引起地下水位抬升与地表水体水位抬升基本同步。 C)潜水向河流排泄而引起的地下水位下降，接近河流，水位变幅大，远离河流的分水岭地段潜水位变幅最小。 D)河流对地下水动态的影响范围：一般数百米至数公里，此范围以外，主要受气候因素的影响。 8. 沉积物的粒度和分选控制：D A)孔隙水的分布。 B)孔隙水与外界的联系程度。 C)赋存孔隙水的孔隙大小。 D)孔隙水的渗透性能。 9.对裂隙水特点的描述错误的是：A 10.A)裂隙水多呈脉状含水系统，裂隙率要比松散岩层孔隙度大。 B)裂隙分布不均匀且具有方向性，导致裂隙水的分布多具方向性，表现为渗透的各向异性。 C)不同方向裂隙相互交切连通，可以构成连续分布的空间—裂隙网络，形成网络裂隙水。 D)有些裂隙水也可以构成具有统一水力联系的层状含水系统。 10. 关于各类碳酸盐岩中构造裂隙发育及岩溶透水性特点的描述错误的是：B A)厚层质纯灰岩发育很不均匀的稀疏、宽而长的构造裂隙。 B)中薄层灰岩发育密集、短小而均匀的构造裂隙，岩溶发育均匀而强烈。 C)泥质灰岩形成的裂隙张开宽度比较小，延伸性也比较差，不利于岩溶的发育。 D)厚层质纯灰岩有利于形成大型岩溶洞穴，但岩溶发育极不均匀。 二．填空题：（每空1分，共20分） 1. 地下水是赋存在地表以下岩石空隙中的水。 2. 水文循环是发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。 3. 岩石空隙可分为三类，即：松散岩石中的孔隙，坚硬岩石中 的裂隙和可溶岩石中的溶隙。 4. 含水层是指能够透过并给出相当数量水的岩层。 5. 达西定律也叫线性渗透定律。 6. 地下水中主要阴离子成分有 C1- 、 S042- 和 HCO3- 。 7. 入渗方式包括活塞式和捷径式。
水文地质学基础
1.自然界的水循环分为水文循环与地质循环。 2.水文循环：发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。水文循环的速度较快，途径较短，转换交替比较迅速。 3.地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。 4.海洋与大陆之间的水分交换为大循环。海洋或大陆内部的水分交换称为小循环。 5.表征大气状态的物理量和物理现象，统称气象要素，包括：气温、气压、空气湿度、降水、蒸发、风等 6.简述水文循环的驱动力及其基本循环过程？ 水文循环的驱动力是太阳辐射和重力。 由海洋和陆地表面的水蒸发成为水汽进入大气圈，水汽随气流飘移。在适宜的条件下，重新凝结成液态或固态降落，降落的水分，一部分汇集江河湖泊形成地表水，另一部分渗入土壤岩石，成为地下水。地表水蒸发为水汽，返回大气圈；有的渗入地下，成为地下水；其余部分流入海洋。地下水直接蒸发或通过植物间接返回大气圈，部分形成地下径流。地下径流或直接流入海洋，或在转化为地表水，然后再返回海洋。 7.影响水面蒸发的因素有哪些? 如何影响？ 影响因素有：气温、气压、湿度和风速。主要取决于气温和绝对湿度。温愈高，绝对湿度愈低，蒸发愈强烈，反之，蒸发愈弱。气压是通过气压差的大小影响空气对流而影响蒸发的，气压差和风速愈大，蒸发就强烈，反之，蒸发愈弱 8.自然界水循环的意义？ 水通过不断循环转化使水质得以净化；水通过不断循环水量得以更新再生；维持生命繁衍与人类社会发展；维持生态平衡。 9. 孔隙度是指某一体积岩石中孔隙体积所占的比例 孔隙度的大小主要取决于分选程度及颗粒排列情况，另外颗粒形状及胶结充填情况也影响孔隙度。对于粘性土，结构及次生孔隙常是影响孔隙度的重要因素。
《水文地质学基础》试题库及参考答案
第一章地球上的水及其循环 一、名词解释： 2. 地下水：地下水是赋存于地面以下岩石空隙 中的水。 3. 矿水：含有某些特殊组分，具有某些特殊性 质，因而具有一定医疗与保健作用的地下水。4. 自然界的水循环：自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水相互联系、相互转化的过程。 5. 水文循环：发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。 6. 地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。 7. 大循环：海洋与大陆之间的水分交换。 8. 小循环：海洋或大陆内部的水分交换。 9. 绝对湿度：某一地区某一时刻空气中水汽的含量。 10. 相对湿度：绝对湿度和饱和水汽含量之比。 11. 饱和差：某一温度下，饱和水汽含量与绝对湿度之差。 12. 露点：空气中水汽达到饱和时的气温。 13. 蒸发：在常温下水由液态变为气态进入大气的过程。 14. 降水：当空气中水汽含量达饱和状态时，超过饱和限度的水汽便凝结，以液态或固态形式降落到地面。 14. 径流：降落到地表的降水在重力作用下沿地 表或地下流动的水流。 15. 水系：汇注于某一干流的全部河流的总体构成的一个地表径流系统。 16. 水系的流域：一个水系的全部集水区域。 17. 分水岭：相邻两个流域之间地形最高点的连线。 18. 流量：单位时间内通过河流某一断面的水量。 19. 径流总量：某一时间段内，通过河流某一断面的水量。 20. 径流模数：单位流域面积上平均产生的流量。 21. 径流深度：计算时段内的总径流量均匀分布于测站以上整个流域面积上所得到的平均水层厚度。 22. 径流系数：同一时段内流域面积上的径流深度与降水量的比值。 二、填空 1 .水文地质学是研究地下水的科学。它研究 岩石圈、水圈、大气圈、生物圈及人类活动相互作用下地下水永量和水质的时空变化规律。 2. 地下水的功能主要包括：资源、生态环境因 子、灾害因子、地质营力、或违息载体 3~自然界的水循环分为水文循环和地质循 环。 4 .水文循环分为大循环和小循环。 5. 水循环是在太阳辐射和蓮力作用下，以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的。 6. 水循环是在太阳辐射和重力作用下，以_蒸J 降水和径流等方式周而复始进行的。—厂主要气象要素有气温、气压、湿度、蒸发、降水。 8^水文学中常用流量、径流总量、径流深度、径流模数和径流系数等特征值说明地表径流 三、判断题 1. 地下水是水资源的一部分。（v） 2. 海洋或大陆内部的水分交换称为大循环。 （X ） 3. 地下水中富集某些盐类与元素时，便成为有 工业价值的工业矿水。（V ） 4. 水文循环是发生于大气水和地表水之间的水 循环。（X ） 5. 水通过不断循环转化而水质得以净化。 （V ） 6. 水通过不断循环水量得以更新再生。（V ） 四、简答题 1 .水文地质学的发展大体可划分为哪三个时期？ 1856 年以前的萌芽时期，1856年至本世纪中叶的奠基时期，本世纪中叶至今的发展时期。 2. 水文地质学已形成了若干分支学科，属于基础性的学科分支有哪些？ 水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、水文地质调查方法、区域水文地质学。 3. 水文循环与地质循环的区别？ 水文循环通常发生于地球浅层圈中，是H2O 分子态水的转换，通常更替较快；地质循环发生于地 球浅层圈和深层圈之间，常伴有水分子的分解与合 成，转换速度缓慢。 4. 简述水文循环的驱动力及其基本循环过程？ 水文循环的驱动力是太阳辐射和重力。地表水、 包气带水及饱水带中浅层水通过蒸发和植物蒸腾而变 为水蒸气进入大气圈。水汽随风飘移，在适宜条件下 形成降水。落到陆地的降水，部分汇聚于江河湖沼形 成地表水，部分渗入地下，部分滞留于包气带中，其 余部分渗入饱水带岩石空隙之中，成为地下水。地表 水与地下水有的重新蒸发返回大气圈，有的通过地表 径流和地下径流返回海洋。 5. 大循环与小循环的区别？ 海洋与大陆之间的水分交换为大循环。海洋或大 陆内部的水分交换为小循环。 6. 水循环的作用？ 一方面，水通过不断转化而水质得以净化；另方 面，水通过不断循环水量得以更新再生。第二章岩石 中的空隙与水分 1. 岩石空隙：地下岩土中的空间。 2. 孔隙：松散岩石中，颗粒或颗粒集合体之间的空 隙。 3. 孔隙度：松散岩石中，某一体积岩石中孔隙所占 的体积。 4. 裂隙：各种应力作用下，岩石破裂变形产生的空 隙。 5. 裂隙率：裂隙体积与包括裂隙在内的岩石体积的 比值。 6. 岩溶率：溶穴的体积与包括溶穴在内的岩石体积 的比值。 7. 溶穴：可溶的沉积岩在地下水溶蚀下产生的空 洞。 8. 结合水：受固相表面的引力大于水分子自身重力 的那部分水。 9. 重力水：重力对它的影响大于固体表面对它的吸 引力，因而能在自身重力作影响下运动的那部分水。 10 .毛细水：受毛细力作用保持在岩石空隙中的水。 11. 支持毛细水：由于毛细力的作用，水从地下水面 沿孔隙上升形成一个毛细水带，此带中的毛细水下部 有地下水面支持。 12 .悬挂毛细水：由于上下弯液面毛细力的作用，在 细土层会保留与地下水面不相联接的毛细水。 13 .容水度：岩石完全饱水时所能容纳的最大的水体 积与岩石总体积的比值。 14 .重量含水量：松散岩石孔隙中所含水的重量与干 燥岩石重量的比值。 15 .体积含水量：松散岩石孔隙中所含水的体积 与包括孔隙在内的岩石体积的比值。 16 .饱和含水量：孔隙充分饱水时的含水量。 17 .饱和差：饱和含水量与实际含水量之间的差值。 18 .饱和度：实际含水量与饱和含水量之比。 19 .孔角毛细水：在包气带中颗粒接点上由毛细力作 用而保持的水。 20 .给水度：地下水位下降一个单位深度，从地下水 位延伸到地表面的单位水平面积岩石柱体，在重力作 用下释出的水的体积。 21 .持水度：地下水位下降一个单位深度，单位水平 面积岩石柱体中反抗重力而保持于岩石空隙中的水 量。 22 .残留含水量：包气带充分重力释水而又未受到蒸 发、蒸腾消耗时的含水量。 23 .岩石的透水性：岩石允许水透过的能力。 24 .有效应力：实际作用于砂层骨架上的应力 二、填空 1 .岩石空隙是地下水储存场所和运动通道。空隙的多 少、大小、形状、连通情况和分布规律，对地下水的 分步和运动具有重要影响。 2. 岩石空隙可分 为松散岩石中的孔隙、坚硬岩 石中的裂隙、和可溶岩石中的溶穴。 3. 孔隙度的大小主要取决于分选程度及颗粒排列 情况，另外颗粒形状及胶结充填情况也影 响孔隙度。 4. 岩石裂隙按成因分为：成岩裂隙、构造裂隙、风 化裂隙。 5. 地下水按岩层的空隙类型可分为：孔隙水、裂隙 水、和岩溶水。 毛细现象是发生在固、液、气三相界面上 的。——— 7. 通常以容 水度、含水量、给水度、持水度 和透水性来表征与水分的储容和运移有关的岩 石性质。 8. 岩性 对给水度的影响主要表现为空隙的大小 与多少。 9. 松散岩层中，决定透水性好坏的主要因素是 孔隙大小；只有在孔隙大小达到一定程度，孔隙度才 对岩石的透水性起作用。— 三断题 1 .松散岩石中也存在裂隙。（V ） 2. 坚硬岩石中也存在 孔隙。（V ） 3. 松散岩石中颗粒的形状对孔隙度没有影响。 （X ） 4. 两种颗粒直径不同的等粒圆球状岩石，排列 方式相同时，孔隙度完全相同。（V ） 5. 松散岩石中颗粒的分选程度对孔隙度的大小 有影响。（V ） 6 .松散岩石中颗粒的排列情况对孔隙度的大小没影 响。（X ） 7. 松散岩石中孔隙大小取决于颗粒大小。 （V ） 8. 松散岩石中颗粒的排列方式对孔隙大小没影响。 （X） 9. 裂隙率是裂隙体积与不包括裂隙在内的岩石体积 的比值。（X ） 10. 结合水具有抗剪强 度。（V ） 11. 在饱水带 中也存在孔角毛细水。（X ） 12. 在松散的砂层中，一般来说容水度在数值上 与孔隙度相当。（V ） 13. 在连通性较好的含水层中，岩石的空隙越大， 给水度越大。（V ） 14. 松散岩石中，当初始地下水位埋藏深度小于最大 毛细上升高度时，地下水位下降后，给水度偏小。 （V ） 15. 对于颗粒较小的松散岩石，地下水位下降速 率较大时，给水度的值也大。（X ） 16. 颗粒较小的松散岩石中，重力释水并非瞬时完 成，往往滞后于水位下降，所以给水度与时间有关。 （V ） 17 .松散岩石中孔隙度等于给水度与持水度之和。 （V ） 18. 松散岩石中，孔隙直径愈小，连通性愈差， 透水性就愈差。（V ） 19. 在松散岩石中，不论孔隙大小如何，孔隙度 对岩石的透水性不起作用。（X ） 20. 饱含水的砂层因孔隙水压力下降而压密，待 孔隙压力恢复后，砂层仍不能恢复原状。（X ） 21. 粘性土因孔隙水压力下降而压密，待孔隙压 力恢复后，粘性土层仍不能恢复原状。（V ） 22. 在一定条件下，含水层的给水度可以是时间 的函数，也可以是一个常数。（V ） 23. 在其它条件相同而只是岩性不同的两个潜水 含水层中.在补给期时，给水度大,水位上升大，给水度 小，水位上升小。（X ） 24. 某一松散 的饱水岩层体积含水量为30%,那 么该岩层的孔隙度为0.3。（V ） 四、简答题 1. 1. 简述影响孔隙大小的因素，并说明如 何影响？ 影响孔隙大小的因素有：颗粒大小、分选程 度、和颗粒排列方式。 当分选性较好时，颗粒愈大、孔隙也愈大。 当分选性较差时，由于粗大颗粒形成的孔隙被小颗粒 所充填，孔隙大小取决于实际构成孔隙的细小颗粒的 直经。排列方式的影响：立方体排列比四面体排列孔