1、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 km2, 在 8 月份观测到出山口 A 点的平均流量为 8.0104 m3/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。A分水岭解：Q= 8.0104m3/d , F=24km2, X=700mm(3)空气湿度和风速如何影响蒸
2、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
3、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
4、越大；m103.24108.FQTY-3- 5.7XaB. 分布有裂隙的岩石中，一般不发育孔隙；C. 毛细水不受重力作用，只受表面张力作用；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；(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？(5) 某岩石的裂隙中，有的充填了细砂，有的充填了粘土，有的没有充填，试分析各种情况下岩石的透水性；(6) 当潜水的水位下降时，水面下岩石的固体骨架有效应力将如何变化？而水面上的岩石含水量如何变化？(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
5、的，试分析这些论断所依据的原理和可能的论证方法。(8) 请分析一下孔隙度与饱和体积含水量之间的关系？第 3 章对比以下概念：毛细水带与包气带；隔水层与弱透水层；排泄区与补给区；上层滞水与潜水；(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；B. 只有测压水位高于地面的地下水才叫承压水；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；D. 包气带中有结合水，而饱水带没有结合水。(2) 在地下水的补给、径流、排泄上，承压含水层具有哪些特点?(3) 结合水与重力水的最根本的区别是结合水（ ） 。a.不能转化为气态水； b.具有抗剪强度；c.不能运动； d.结
6、合水层薄。(4) 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）605040 30 20ABC(5) 当潜水水位下降时，支持毛细水和悬挂毛细水的运动有什么不同特点？(6) 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 ，而地下水蒸发强度将 ，这时潜水面 （填“是”或者“否” ）还可以看作流面。第 4 章(1) 请对比以下概念渗透流速与实际流速；渗透系数与渗透率；水头与水位(2) 请对以下陈述作出辨析：A. 潜水面如果不是流线，则流线可能向下穿越潜水面，也可能向上穿越潜水面；B. 地下水总是从高处往低处流；C.
7、 含水层孔隙度越大，则渗透系数越大；D. 均质包气带中岩石的渗透系数随着岩石含水量的增加而增大，所以渗透系数是含水量的函数；E. 当有入渗补给或蒸发排泄时，潜水面可以看作一个流面；(3) 请思考一下穿越多个含水层且无衬砌的水井中井水位的含义。(4) 画流网（包括流线和等水头线）(5) 画流网（包括流线和等水头线）(6) 一般情况下，可以用渗透流速除以孔隙度得到实际流速，这个实际流速与水质点的流动速度有什么联系？(7) 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？(8)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
8、地下水位（水头）曲线示意图。（a ）（b）（c ）(9) 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 KA 和KB 分别表示 A 和 B 的渗透系数，则 KB 是 KA 的 倍。ABL2LH=70 cmH=60 cmH=53 cmH=23 cmQ(10)画出下面降雨入渗条件下河间地块剖面的流网（画出流线、等水头线，标出钻孔中的水位）(11) 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。第五章 毛细现象与包气带水的运
9、动1、填空：（1）由于表面张力的作用，弯曲的液面对液面以内的液体产生附加表面压强，而这一附加表面压强总是指向液体表面的 曲率中心 方向；突起的弯液面，对液面内侧的液体，附加一个 正的 表面压强；凹进的弯液面，对液面内侧的液体，附加一个 负的 表面压强。（2）拉普拉斯公式的涵义是：弯曲的液面将产生一个指向 液面凹侧 的附加表面压强；附加表面压强与张力系数成 正比 ，与表面的曲率半径成 反比 。（3） 包气带毛细负压随着含水量的变小而负值 变大 。渗透系数随着含水量降低而迅速 变小 。2、分析判断 （1）毛细现象是在固、液两相界面上产生的。 （错） （2）突起的弯液面，对液面内侧的液体附加一个正的
10、表面压强。 （对）（3）包气带中毛细负压随着含水量的变小而负值变大。 （对） （4）包气带中有结合水，而饱水带没有结合水。 （错） （5）包气带水的运动也可以用达西定律描述。 （对）（6）颗粒较粗时，由于渗透性好，所以毛细上升高度大。 （对）3、当液面为凸形、凹形和水平时，实际表面压强各如何计算？4为什么包气带中渗透系数随着含水量的降低而迅速变小？5毛细饱水带与饱水带有哪些区别？6包气带水与饱水带水运动的区别是什么？7、简述包气带的垂向分层及特点。8、结合水与重力水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9、当潜水水位下降时，支持毛细水和悬
11、挂毛细水的运动有什么不同特点？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 MgSO4 的地下水发生浓缩作用时，NaCl 首先析出；（参考表 6-1 ,MgSO4 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
12、增加。(3) 溶解了大量 CO2 的地下水在温度 升高 或压强 降低 时将发生脱碳酸作用。(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。(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24SO3HCO则显著升高，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？答：脱硫酸作用可使 -浓度显著下降，而使 浓度显著升高，24SO3HC(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？答：脱硫酸作用可使 -浓度显著下降，,出现
13、 H2S,而使 浓度显著升高，水24 3O的 pH 值升高。 浓度增加和 pH 值升高，使一部分 Ca2+、Mg 2+与 HCO3-作用生3HC成 CaCO3、MgCO 3 沉淀析出，Ca 2+、Mg 2+离子减少。水中 Ca2+、Mg 2+离子的减少，水与淤泥间阳离子吸附平衡破坏，淤泥吸附的部分 Ca2+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：(A) 油田储层地下水中 浓度较高，而 含量很低；42NS, 3-24NO,SQ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。由于脱硫酸作用、反硝化作用的发生，使得油田储层地下水
14、含量很低，而3-24,浓度较高。42NHS,(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；答：氧化作用，水中的 Fe2+氧化形成红色的 Fe(OH)3 絮状悬浮物。(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 2 气体逸出，发生脱碳酸作用，在泉口形成 CaCO3、MgCO 3 沉淀，即钙华。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
15、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(6) 分析：水库的兴建可能对地
16、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 Qw(t)，观测过程中有一次强降
17、雨从 t0 开始，在 t1 结束，降水强度为 W，这次强降水引起地表径流和地下径流的升降，直到 t2恢复初始状态，初始径流量为Q 0。已知观测段对应的流域面积为 A。分析以下问题：Q1tQ2Q(t)= Q2Q1地下水泄流量 Qw(t)降水强度 Wt0 t1 t2Q00Q(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
18、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)= Q2Q1 的峰值之后。(c) 基流量Q 0 主要由哪些部分组成？地下水泄流量 Qw 为何先增大，后减小？答：基流量Q 0 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 1-t0)A入渗补给地下水量= )()(12020 tQdttW本次强降水的入渗补给系数 a= /w(t1-t0)A)(200 tt(e) 如
19、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 Q2 小于 Q1。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
20、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
21、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
22、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 W1W4 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
23、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。A 一次降水时间泉流量图 1 含水系统示意图图 2 泉流量示意图BW1W2W3 W4含水层弱透水层隔水断层地下水位钻孔滤水管层图 例第 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
24、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
25、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？答：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
