桂林理工大学给水排水工程专业09级考查试卷（供水水文地质学）.doc

供水水文地质试题考核专业班级：给水排水工程09-1 09-2班一、选择题 选择一项最佳答案填在括号内（共 15 分，每题 1分） (1) 当某种岩石由两种大小不等的颗粒组成， 且粗大颗粒之间的孔隙完全为细小颗粒所充填时， 则此岩石的孔隙度( A )由粗颗粒和细颗粒单独组成时的岩石的孔隙度的乘积。 a小于 b大于 c等于 (2) 大气压力的升高有时可以引起承压含水层钻井或测压孔中水位 ( B )。 a升高 b降低 c不变 (3) 潜水含水层中的地下水流动时，通常是从 ( C ) 的地方运动。 a水力梯度大的地方向水力梯度小 b地形坡度大的地方向地形坡度小 c地形高的地方向地形低 (4)决定地下水流动方向的是 ( C )a压力的大小 )。 c水头的大小。 b位置的高低 (5) 有入渗补给时或蒸发排泄时潜水面可以看做 ( C )a流面 b等水头面 c既非 a 也非 b (6) 地下水按 ( B) 分类，可以分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。a埋藏条件b含水介质类型c化学成分的形成 (7) 包气带岩层的渗透系数随包气带含水量的降低而 ( B )。 a增大b减小c不变(8) 高矿化度地下水中的阳离子组分通常以 ( A ) 为主。aNa+ bMg2+ cCa2+(9) 河流与地下水的补给关系沿着河流纵剖面而有所变化。一般说来，在山前洪冲积扇，河流(A ) 地下水。( a补给b排泄 c既非 a 也非 b （10）地下水的实际流速通常（A ) 地下水的渗透流速。a大于b等于c. 小于 (11) 接受同等强度的降水补给时，砂砾层的地下水位变幅（A ) 细砂层的地下水位变幅。 a大于b小于c等于 (12) 水对某种盐类的溶解能力随该盐类浓度的增加而( C)a增强b不变c减弱 (13) 山区地下水全部以大泉形式集中排泄时，可以认为泉流量（C ) 地下水的补给量。 a小于b大于c等于(14) 人工补给地下水的目的之一是可以防止 ( B )。 a地下水污染 b地面塌陷 c海水入侵 (15) 一个地区水资源的丰富程度主要取决于 (A ) 的多寡。a降水量 b蒸发量 c地表径流量 二、名词解释（共 40 分，每题 4 分） 1、 地下水 广义的地下水是指赋存于地面以下岩土空隙中的水；包气带及饱水带中所有含于岩石空隙中的水均属之。 狭义的地下水仅指赋存于饱水带岩土空隙中的水。 2、 孔隙度 孔隙度是指某一体积岩石(包括孔隙在内)中孔隙体积所占的比例。 若以 n 表示岩石的孔隙度，V 表示包括孔隙在内的岩石体积，Vn 表示岩石中孔隙的体积，则： n= Vn / V 或 n = Vn / V 100% 3、 径流模数 径流模数(M)：系指单位流域面积 F(km2)上平均产生的流量，以 Lskm2 为单位，计算式为： M= Q/ F 1000 ( 1L = 1000 m 3 ) 4、 给水度 地下水位下降一个单位深度时，单位水平面积饱水岩石柱体中在重力作用下给出的水的体积。给水度的大小主要取决于岩性、初始地下水位埋深以及地下水位的下降速度。 5、水力梯度 水力梯度（I）为沿渗透途径水头损失与相应渗透途径长度的比值。水力梯度可以理解为水流通过单位长途渗透途径为克服摩擦 阻力所耗失的机械能。也可以将水力梯度理解为驱动力，即克服摩擦阻力使水以一定速度流动的力量。 6、弱含(透)水层 所谓弱透水层是指那些渗透性相当差的岩层，在一般的供排水中它们所能提供的水量微不足道，似乎可以看作隔水层；但 是，在发生越流时，由于驱动水流的水力梯度大且发生渗透的过水断面很大(等于弱透水层分布范围)，就不能当成隔水层，这 样的岩层称为弱透水层。 7、阳离子交替吸附作用：一 定条 件 下，颗 粒将 吸附 地下 水中 某 些阳 离子，而将 其原 来吸 附 的部 分阳 离子 转为 地下水 中 的 组 分， 这便 是阳 离子 交替吸 附 作用 。 8、渗透系数 渗透系数为水力梯度等于 1 时的渗透流速。渗透系数 K 的因次与渗透流速相同，一般采用 md 或 cms 为单位。 9、总矿化度 地 下 水 中 所 含 各 种 离 子 、 分 子 与 化 合 物 的 总 量 称 为 总 矿 化 度 (总 溶 解 固 体 )， 以 每 公 升 中 所 含 克 数 (g L)表 示 。 10、脱硫酸作用 在 还 原环 境中 ，当 有有 机质存 在 时， 脱硫 酸细 菌能 使S0 4 +2还原 为H 2 S： 2S0 4 C+2H2OH 2 S+2HCO 3 结果 使地 下水中 S0 4 减少 以 至消 失，2HCO 3 增加 ，pH 值变大，这 种作 用称为脱硫酸作用。 三、简答题（共 36 分，每题 6 分） 1、简述上层滞水、潜水、承压水的概念及其基本特征 答:（1）上层滞水指赋存于包气带局部隔水层之上具有自由水面的重力水。其基本特征为 1）无压性 2）补、径、排特征，补给： 主要接受大气降水、地表水、凝结水的补给。补给区与分布区一致。径流：由水位高处流向水位低处。排泄：存在流向局部隔 水层边沿的径流排泄与蒸发排泄两种排泄方式，且蒸发排泄较潜水更强，由于更接近地表。3）动态特征，受气象、水文因素影 响最大，动态最不稳定（在潜水、承压水与上层滞水三者之中）此外，水循环积极，易于恢复；由于规模小，缺乏多年调节性。 正由于上层滞水规模小，动态变化又大，难以保证稳定供水，故只能作为暂时性供水水源。4）水质特征：水质最易遭受污染。 （2）潜水：饱水带中第一个具有自由表面的含水层（潜水含水层）中的水。其基本特征为 1)无压性：潜水面上无稳定隔水层 存在，直接与大气接触，具有自由水面，属无压水，即潜水的自由水面不承受大气压强以外的任何附加压强（水文地质学中衡 量压强的基准点是大气压强） 。2)补、径、排特征,补给：在其分布范围内接受大气降水、地表水或凝结水的补给，补给区与分 布区一致。径流：由潜水位高处流向潜水位低处。 1） 排泄：存在两种排泄方式：径流排泄：即以泉或泄流等方式排向地表或排入地表水体。蒸发排泄：即以蒸发或蒸腾的形式 排入大气。3)动态特征,潜水动态不稳定，其水位、水质、水量等明显受控于气象、水文等因素，具有明显的季节变化特点。潜 水参与水循环积极，易于恢复。含水层较薄时往往缺乏多年调节性。(3)承压水：充满于两个稳定隔水层间含水层中的水（注意： “充满”二字，否则叫无压层间水） ，中间的含水层就叫承压含水层。其基本特征为,1承压性：钻孔揭穿承压含水层隔水顶板 时，承压水会沿钻孔上升到高出含水层顶面某一高度才静止下来。其产生的原因就是由于上覆隔水层对下部含水层中地下水施 加了重压。2补、径、排特征,补给：主要的补给方式有：含水层于地表出露处直接获得补给；通过连通于地表的导水断裂获 得补给；上下含水层的越流补给等（补给区与分布区不一致） 。径流：由测压水位高处流向测压水位低处。排泄： 径流排泄为 主（以泉或泄流的方式排出地表，或排入地表水体或以 越 流方式排入其它含水层） 。3.动态特征,由于承压水存在上覆稳定的 隔水层使其受气象、水文等因素影响较小，由此决定了：承压水动态较潜水更为稳定。此外，承压水循环缓慢，难于恢复，常 具一定规模，具多年调节性。4水质特征,埋深浅、含水层规模越小，水循环积极，有利于形成淡水；相反埋深大，含水层规 模越大，易于形成含盐量高的水。与潜水相比，水质更不易遭受污染。2、试述矿物与岩石的概念、相互关系和岩石按成因分类。 答：矿物是地壳中各种地质作用的自然产物，具有一定的化学成分和内部构造，因而有一定的物理和化学性质。矿物可以是单质（自然硫、金）或化合物（盐、石英、赤铁矿） 。矿物是地壳的基本组成部分，是矿石和岩石的组成单位。 岩石按成因分为：岩浆岩、沉积岩和变质岩。岩浆（软流圈中的物质）沿着地壳岩石的裂隙上升到地壳范围内或喷出地表，热 量逐渐散失，最后冷却凝固而形成的岩石，就叫岩浆岩，又称火成岩。在地表环境中已经形成的岩石经过风化、剥蚀、熔解等 外力地质作用的破坏而产生的岩石碎屑、溶质等物质，在原地或经过搬运在适宜的环境沉积起来，再经过成岩作用而形成的岩 石。由于地壳运动、岩浆活动等地质作用的影响，使早期形成的岩石处于新的物理化学环境之下（温度、压力的改变，与化学 活动性流体反应等） ，岩石的矿物成分及结构，构造就必然发生相应变化，所形成新的岩石就称为变质岩。 3、地 下水 中 氯 离子(C1 )的来源有哪些？ 地下水中的C1 主要有以下几种来源： (1)来自沉积岩中所含岩盐或其它氯化物的溶解； (2)来自岩浆岩中含氯矿物氯磷灰石Ca 5 (P0 4 ) 3 Cl、方钠石NaAlSiO 4. NaCl 3 的风化溶解； (3)来自海水； (4)来自火山喷发物的溶滤； (5)人为污染：工业、生活污水及粪便中含有大量 C1 。 4、什 么 是 溶 滤 作 用 ？ 其 影 响 因 素 是 什 么 ？ 在水与岩土相互作用下，岩土中一部分物质转入地下水中，这就是溶滤作用。 - 溶滤作用的结果，岩土失去一部分可溶物质，地下水则补充了新的组分。 溶滤作用的强度与下列因素有关： （ 1） 组 成 岩 土 的 矿 物 盐 类 的 溶 解 度 。 （ 2） 岩 土 的 空 隙 特 征 。 缺 乏 裂 隙 的 致 密 基 岩 ， 水 难 以 与 矿 物 盐 类 接 触 ， 溶 滤 作 用 便 也 无 从 发 生 。 （ 3） 水 的 溶 解 能 力 决 定 着 溶 滤 作 用 的 强 度 。 总 的 说 来 ， 低 矿 化 水 溶 解 能 力 强 而 高 矿 化 水 弱 。 （ 4） 水 中 CO 2 、 O 2 等 气 体 成 分 的 含 量 决 定 着 某 些 盐 类 的 溶解能力。如水中CO 2 含量愈高，溶解碳酸盐及硅酸盐的能 力愈强。O 2 的含量愈高，水溶解硫化物的能力愈强。 （5）水的流动状况。流动停滞的地下水，最终将失去溶解能力，溶滤作用便告终止。地下水流动迅速，矿化度低 的、含有大量 CO 2 、 O 2 的大气降水和地表水，溶滤作用便持续地强烈发育。地下水的径流与交替强度是决定溶滤作用 强度的最活跃的因素。 5、试简述山前倾斜平原区地下水的水文地质特征。 答： 山前倾斜平原区形成洪积扇， 依据洪积扇中地形、 地质条件的变化， 洪积扇的水文地质特征也呈现相应有规律的变化， 可以将其从扇顶前沿划分为三个水文地质分带：深埋带、溢出带、垂直交替带。 （1）深埋带，位置位于扇顶。地下水 的赋存特征，颗粒粗大的卵砾石层构成潜水含水层，下部基岩构成隔水底板；潜水位埋深大（一般达十几米至几十米） 主要由于地势更高的缘故，这也是该带叫深埋带的原因。地下水的补、径、排特征，补给：降水、地表水、基岩裂隙水， 以地表水为主。径流：径流迅速（由于坡度大、渗透性好） 。排泄：以径流排泄为主，蒸发十分微弱。水质特征，多形 成低矿化度的重碳酸型水，矿化度一般小于 1g/L，大多在几十 mg/L几百 mg/L 左右。 （2）溢出带。位置，洪积扇中部。 地下水的赋存特征，岩性多为砂砾石、砂夹粘土透镜体，多形成潜水含水层，局部地段有微承压现象。补、径、排特 征。补给：有大气降水，地表水及深埋带地下水侧向流入。径流：径流强度明显减弱，蒸发加强。排泄：由于坡度下降与 渗透性减弱，地下水多以泉或泄流形成排泄。水质特征，多形成硫酸型或 SO4 ? HCO3、SO4 ? Cl 等过渡水型，矿 化度明显上升，一般为 12g/L 左右。蒸发作用增强的结果：水质矿化度增高。 （3）垂直交替带（或盐份堆积带）位置 洪积扇前沿。地下水的赋存特征，岩性为粘土细粒沉积为主，夹砂层，地下水主要存在潜水与承压水，且往往存在多层 承压水。潜水的补、径、排特征，补给：大气降水、地表水。径流：强度十分微弱，由于地形平缓且渗透性差。排泄： 径流排泄可以忽略，以蒸发排泄为主。 （水质矿化度增高）水质特征，蒸发浓缩作用的结果，水质多形成 Cl 化物型，且 矿化度较高，可达 10g/L 。 6、简述锅炉用水中产生成垢作用、起泡作用和腐蚀作用的原理。 答： （1）成垢作用指水煮沸时，水中所含的一些离子、化合物可以相互作用而生成沉淀，依附于锅炉壁上形成锅垢。锅垢厚了 不仅影响传热，浪费燃料，而且易使金属炉壁过热融化，引起锅炉爆炸。锅垢的成分通常有：CaO、CaCO3、CaSO4、CaSiO4、 Mg(OH)2、MgSiO4、Al2O3、Fe2O3 及悬浮物质的沉渣等。这些物质是由溶解于水中的钙、镁盐类及胶体的 SiO2、Al2O3、Fe2O3 3 和悬浮物沉淀而成的。 （2）起泡作用主要指水煮沸时在水面上产生大量起泡的作用。如果气泡不能立即破裂，就会在水面以上 形成很厚的集不稳定的泡沫层。泡沫太多时将使锅炉内水的汽化作用极不均匀和水位急剧地升级，致使锅炉不能正常运转。产 生这种现象的原因是由于水中易溶解的钠盐、钾盐，以及油脂和悬浊物，受炉水的碱度作用发生皂化的结果。钠盐中，促使水 起泡的物质为苛性钠和磷酸钠。苛性钠除了可使脂肪和油脂皂化外，还促使水中的悬浊物变成胶体状悬浊物。磷酸根与水中的 钙、镁离子作用也能在炉火中形成高度分散的悬浊物。水中的胶体状悬浊物增强了气泡薄膜的稳定性，因而加剧了气泡作用。 （3）腐蚀作用指由于水中氢置换铁使炉壁受到损坏的作用。氢离子可以是水中原有的，也可以是由于炉中水温增高，从某些盐 类水解而生成。此外，溶解于水中的气体成分，如氧、硫化氢及二氧化碳等也是造成腐蚀作用的重要因素。锰