水文地质课后思考题及其参考答案

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1、绪 言 (1)水 文 地 质 学 的 研 究 任 务 是 什 么 ? 详 见 P1。 (2)地 下 水 的 主 要 功 能 包 括 哪 些 ? 详 见 P1-P3。 (3)请 谈 一 谈 在 你 的 家 乡 有 哪 些 地 质 环 境 问 题 或 地 质 灾 害 是 由 地下 水 引 起 的 ？ 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 。 详 见 P7-9。(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 。 详 见 P13-14。(3)试 分 析 我 国 地 下

2、水 分 区 的 特 点 ， 并 探 讨 分 区 的 自 然 背景 。 略 。 (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 环 和 地 质 循 环 。 水 循 环 的大 气 过 程 属 于 水 文 循 环 。 详 见 P7。(4)名 词 解 释 ： 水 文 循 环 、 地 质 循 环 。 详 见 P7、 P9。(5)水 文 循 环 是 在 太 阳 辐 射 和 重 力 作 用 下 ， 以 蒸 发 、 降水 、 和 重 力 等 方 式 周 而 复 始 。 水 文 循 环 分 为 大 循

3、 环 和 小循 环 。 详 见 P7、 P8。 (1)对 比 以 下 概 念 ： 孔 隙 度 和 孔 隙 比 ； 详 见 P15中 。(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 。 P17中 ： n=30% 60%=18%。(3)粘 性 土 的 孔 隙 特 点 ？ 粘 性 土 中 结 构 孔 隙 和 次 生 孔 隙 (虫 孔 、 根 孔 、 裂 缝 等 )的 存 在， 使 得 粘 性 土 的 孔 隙 率 超 过 理 论 最 大 值 很 多 。第 二 章 岩 石

4、 中 的 空 隙 与 水 (4)请 对 以 下 陈 述 作 出 辨 析 ： 含 水 介 质 的 固 体 颗 粒 越 粗 大 ， 孔 隙 度 就 越 大 ？ 不 正 确 ， 粘 土 由 于 发 育 结 构 孔 隙 和 次 生 孔 隙 使 得 粘 性 土的 孔 隙 率 往 往 比 砾 石 的 空 隙 度 要 大 ！ 分 布 有 裂 隙 的 岩 石 中 ， 一 般 不 发 育 孔 隙 ？ 不 正 确 ， 发 育 有 孔 隙 。(5)不 同 含 水 介 质 中 空 隙 的 连 通 、 分 布 特 征 ？ 参 见 P17中 。(6)结 合 水 区 别 于 普 通 液 态 水 的 最 大 特 征 是 具

5、有 抗 剪 强 度 。(7)岩 石 孔 隙 中 毛 细 水 的 存 在 形 式 有 支 持 毛 细 水 、 悬 挂 毛细 水 、 孔 角 毛 细 水 。 (8)两 种 试 样 ： 砂 样 、 砾 石 样 水 中 浸 泡 后 ， 快 速 提 出 水 面 ， 砂样 孔 隙 中 会 保 留 什 么 形 式 的 毛 细 水 ， 而 在 砾 样 孔 隙 中 会 保 留什 么 形 式 的 毛 细 水 ？ 砂 样 孔 隙 中 会 保 留 悬 挂 毛 细 水 ， 而 在 砾 样 孔 隙 中 会 保 留孔 角 毛 细 水 ？(9)将 上 粗 下 细 ， 或 上 细 下 粗 的 管 中 滴 水 ， 在 不 饱 水

6、 情 况 下 ，水 停 留 在 何 处 ？ 上 粗 下 细 ， 上 细 下 粗 哪 种 土 层 容 易 形 成 悬 挂毛 细 水 ？ 不 饱 水 情 况 下 ， 停 留 在 细 粒 土 中 ， 下 粗 上 细 组 成 的 土 层容 易 形 成 悬 挂 毛 细 水 。 滴 水 下 雨 砂 土 黄 土 器 皿 砾 石(10)在 土 层 中 挖 个 洞 ， 在 洞 内 放 个 接 渗 皿 ， 能 否 接 到 水 ？ 北 方 地窖 ， 陕 北 的 窑 洞 。题 (7)图 题 (10)图一 般 接 不 到 水 ！ (11)请 分 析 一 下 孔 隙 度 与 饱 和 体 积 含 水 量 之 间 的 关 系

7、 ？ 参 见 P21中 。(12)松 散 岩 石 给 水 度 的 影 响 因 素 有 哪 些 ? 参 见 P22中 。(13)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 。 裂 隙 中 没 有 充 填 物 的 岩 石 的 透 水 性 最 好 ， 充 填 了 细 砂 的岩 石 的 透 水 性 次 之 ， 充 填 了 粘 土 的 岩 石 的 透 水 性 最 差 。 第 三 章 地 下 水 的 埋 藏(1)对 比 以 下 概 念 ： 毛 细 水 带 与 包 气 带 ；

8、 参 见 P26。 隔 水 层 与 弱 透 水 层 ； 参 见 P27。 排 泄 区 与 补 给 区 ； 参 见 P31-32。 上 层 滞 水 与 潜 水 。 参 见 P35。(2)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 ？ 参 见 P33。 (3)请 对 以 下 陈 述 作 出 辨 析 ： 在 排 泄 区 ， 地 下 水 不 接 受 大 气 降 水 的 补 给 ； 不 正 确 ， 在 排 泄 区 也 可 接 受 补 给 。 只 有 测 压 水 位 高 于 地 面 的 地 下 水 才 叫 承 压 水

9、 ； 不 正 确 ， 只 要 测 压 水 位 高 于 隔 水 顶 板 的 地 下 水 都 为 承 压 水 。 地 面 的 污 染 物 可 通 过 包 气 带 扩 散 到 潜 水 中 ， 但 不 会 影 响 承 压 水 。 错 误 ， 只 要 承 压 水 与 潜 水 有 水 力 联 系 ， 就 会 受 到 影 响 。(4)在 地 下 水 的 补 给 、 径 流 、 排 泄 上 ， 承 压 含 水 层 具 有 哪 些 特 点 ？ 参 见 P32中 。(5)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

10、 包 气 带 的 含 水 量 将 减 少 ， 而 地 下 水 蒸 发 强 度 将 减 弱 。 (6)思 考 题 ： A-粉 砂 岩 ， B-页 岩 ， C-断 裂 ， D-矿 道 。 A B 大 坝 D C 这 组 地 层 是 含 水 层 还 是 隔 水 层 ？ 粉 砂 岩 为 含 水 层 ， 页 岩 为 弱 偷 水 层 !煤 层 开 采 ， 巷 道 (矿 坑 )会 否 有 水 ？ 会 有 水 ,因 为 断 层 和 粉 砂 岩 导 水 !如 果 需 要 修 水 库 ， 建 坝 后 库 水 是 否 渗 漏 ？ 会 渗 漏 ,粉 砂 岩 透 水 性 好 !如 供 水 的 需 要 是 否 为 含 水

11、 层 ？ 粉 砂 岩 为 含 水 层 ! 第 四 章 地 下 水 的 运 动(1)请 对 比 以 下 概 念 渗 透 流 速 与 实 际 流 速 。 P37中 。 渗 透 系 数 与 渗 透 率 。 渗 透 系 数 不 仅 与 岩 石 的 物 理 性 质 有 关 ， 而 且 还 与 流 体 的 物 理性 质 有 关 。 渗 透 率 仅 与 岩 石 的 物 理 性 质 有 关 ， 不 受 流 体 的 物 理 性质 的 影 响 。 水 头 与 水 位 。 水 头 表 示 含 水 层 中 某 一 点 的 能 量 的 大 小 ， 具 有 长 度 单 位 。 水 位 表 示 某 一 点 地 下 水 水

12、面 所 处 的 高 程 。 (2)请 对 以 下 陈 述 作 出 辨 析 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 ； 正 确 。 地 下 水 总 是 从 高 处 往 低 处 流 ； 错 误 ， 地 下 水 总 是 从 能 量 高 的 地 方 流 向 能 量 低 的 地 方 。 含 水 层 孔 隙 度 越 大 ， 则 渗 透 系 数 越 大 ； 错 误 ， 粘 土 的 孔 隙 度 很 大 ， 但 其 渗 透 系 数 很 小 。 当 有 入 渗 补 给 或 蒸 发 排 泄 时 ， 潜 水 面 可 以 看 作

13、一 个 流 面 。 P39中 。 (3)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 ？ P37中 。 (4)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 ？ P38中 。 (5)隔 水 底 板 水 平 的 均 质 各 向 同 性 河 间 地 块 ， 两 河 完 全 切 割 含 水层 至 隔 水 底 板 ， 均 匀 稳 定 入 渗 ， 两 河 排 泄 地 下 水 ， 两

14、河 水 位 相等 且 保 持 不 变 。 请 绘 制 其 流 网 。 (1)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 ？ 当 潜 水 水 位 下 降 时 ， 支 持 毛 细 水 随 水 位 向 下 运 动 ， 悬 挂 毛 细 水不 运 动 。(2)对 于 特 定 的 均 质 包 气 带 ， 其 渗 透 系 数 随 着 岩 石 含 水 量 的 增 加 而增 大 直 至 为 一 常 数 ， 所 以 渗 透 系 数 是 含 水 量 的 函 数 ； 正 确 。 参 见 P48中 。第 五 章 包 气 带 水 的 运 动 A B

15、 C5cm 7cm(3)当 细 管 毛 细 上 升 高 度 为 10cm， 粗 管 毛 细 上 升 高 度 为 5cm时 ， A管 、 B管 、 C管 毛 细 上 升 高 度 各 为 多 少 ？0 O (4)如 图 ， 已 知 管 中 砂 的 毛 细 上 升 高 度 为 10cm。 稳 定 条 件 下 ， 比 较 A、 B、 C三 点 的 水 头 值 (HA、 HB、 HC)， 并 在 图 上 标 出 相 应 的 高 度 。A 10cm5cmCB HA=HB=HC=00 0 (1)请 对 比 以 下 概 念 溶 滤 作 用 、 浓 缩 作 用 、 混 合 作 用 。 P56、 57、 59。

16、(2)请 对 以 下 陈 述 作 出 辨 析 ： 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 ； 不 正 确 ， 参 见 P51中 。 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 ； 正 确 。 当 含 有 NaCl和 MgSO4的 地 下 水 发 生 浓 缩 作 用 时 ， NaCl首 先 析 出 ； 不 对 ， MgSO4首 先 析 出 。 在 我 国 的 干 旱 和 半 干 旱 地 区 ， 由 于 农 业 不 合 理 的 大 水 漫 导 致

17、 土 地 次 生 盐 碱 化 ， 这 是 溶 滤 作 用 的 结 果 。 错 误 ， 由 于 浓 缩 作 用 。 第 六 章 地 下 水 的 物 理 性 质 与 化 学 性 质 (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 。 P57中 。(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 ( d )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 P57中 。 (5

18、)在 某 含 水 层 的 局 部 地 区 ， 沿 着 地 下 水 流 动 方 向 ， SO42-浓 度 显 著 下降 ， HCO3-浓 度 则 显 著 升 高 ， 试 回 答 以 下 问 题 ：(A)什 么 样 的 化 学 作 用 可 能 引 起 这 种 变 化 ？ 脱 硫 酸 作 用 。(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 ？ SO42-浓 度 显 著 下 降 ， H2S、 HCO3-浓 度 则 显 著 升 高 。(6)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

19、 中 H2S， NH4+浓 度 较 高 ， 而 SO42-， NO3-含 量 很 低 ； 在 还 原 环 境 ， 脱 硫 酸 作 用 所 致 。(B)灰 岩 地 区 的 泉 口 出 现 钙 华 。 脱 碳 酸 作 用 所 致 。(7)阐 明 影 响 溶 滤 作 用 的 影 响 因 素 和 产 生 浓 缩 作 用 的 条 件 。 参 见 P56。 第 七 章 地 下 水 的 补 给 和 排 泄 (1)请 对 比 以 下 概 念 捷 径 式 下 渗 与 活 塞 式 下 渗 ； 蒸 发 与 蒸 腾 。 参 见 P63-65、 P78-79。 (2)请 对 以 下 陈 述 作 出 辨 析 ： 降 雨

20、强 度 越 大 ， 地 下 水 入 渗 补 给 强 度 也 越 大 ； 不 正 确 ， 参 见 P66。 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 ； 正 确 。 溢 流 泉 属 于 上 升 泉 ； 错 误 ， 参 见 75。 潜 水 埋 深 越 小 ， 蒸 发 越 强 烈 ， 降 水 入 渗 补 给 系 数 也 越 大 ； 不 正 确 ， 参 见 P66和 P77。 入 渗 系 数 只 对 潜 水 含 水 层 有 意 义 ； 正 确 。 在 地 下 水 的 排 泄 区 ， 发 育 的 泉 数 量 越 多 ， 说 明 含 水 层 的

21、 透 水 性越 强 ， 补 给 条 件 也 越 好 。 不 正 确 ， 参 见 P76。 (3)承 压 含 水 层 中 地 下 水 的 补 给 和 排 泄 主 要 有 哪 些 方 式 ？ 相 临 含 水 层 、 地 表 水 、 大 气 降 水 的 补 给 ； 向 相 临 含 水 层 、 地 表 水 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

22、如 何 变 化 ？ 黄 河 水 补 给 地 下 水 ； 开 采 地 下 水 后 ， 水 位 下 降 ， 水 力 梯 度 增 大， 补 给 增 强 ！ (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 ？ 地 下 水 的 补 给 增 强 、 水 位 抬 升 、 蒸 发 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 ？ 二 者 具 有 水 力 联 系 ！ (8)画 出 间 歇 性 河 流 对 潜 水 的 补 给 过

23、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 。 P68。 (9)某 水 源 地 附 近 一 口 泉 的 流 量 发 生 衰 减 ， 可 能 原 因 有 哪 些 ? 补 给 量 减 少 或 者 排 泄 量 增 大 ！ 第 八 章 地 下 水 系 统(1)请 对 比 以 下 概 念 地 下 水 含 水 系 统 、 地 下 水 流 动 系 统 。 参 见 P83。(2)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 (图 8-

24、3、 4)。 参 见 83-84。(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 (图 8-13)。 参 见 P92。 第 九 章 地 下 水 的 动 态 与 均 衡 (1)请 对 比 以 下 概 念 正 均 衡 与 负 均 衡 ； P102。 蒸 发 型 动 态 与 径 流 型 动 态 ； P99-100。 (2)辨 析 以 下 陈 述 地 下 水 水 头 上 升 ， 则 含 水 层 的 贮 水 量 一 定 增 加 ； 不 一 定 ， 详 见 P99。 在 相 同 的

25、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 。 不 一 定 ， 详 见 P99。 (1)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 ？ P107-108。(2)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 。 P107-108。(3)分 析 湖 积 物 中 地 下 水 的 特 征 。 P110-111。(4)黄 土 的 垂 向

26、 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 。 P112。第 十 章 孔 隙 水 (1)裂 隙 水 的 类 型 及 其 各 自 特 点 。 P117-119。(2)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 。 P122-123。(3)简 述 裂 隙 水 流 的 基 本 特 征 。 P121。(4)论 述 断 层 带 的 水 文 地 质 意 义 。 P124。第 十 一 章 裂 隙 水 (1)岩 溶 发 育 应 该 具 备 那 些 条

27、 件 ？ P126中 。(2)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 ？ 水 中 CO2的 含 量 ， 地 下 水 的 循 环 交 替 。(3)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中 。(4)请 指 出 地 下 岩 溶 集 中 发 育

28、 的 常 见 地 质 构 造 部 位 。 P131中 。第 十 三 章 岩 溶 水 第 十 四 章 地 下 水 资 源(1)对 比 以 下 概 念 地 下 水 补 给 资 源 、 地 下 水 储 存 资 源 。 P142。(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 ？ 不 正 确 。(3)阐 述 地 下 水 补 给 资 源 的 性 质 和 供 水 意 义 。 P143。 (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 。 P142-143。(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 。 属 于 补 给 资 源 。