2025年大学《地球物理学》专业题库- 地球物理方法在地下水资源评价中的应用

2025年大学《地球物理学》专业题库——地球物理方法在地下水资源评价中的应用考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项的字母填在题干后的括号内）1.在地下水中，氯离子含量通常较高时，岩石的视电阻率一般会表现出（）。A.显著升高B.显著降低C.基本不变D.先升高后降低2.电法测深的主要目的是（）。A.查明浅层水平地质界面B.精确测定某一地层的厚度C.圈定地下水的垂直分布范围D.查找地下水位的深度3.与电阻率法相比，时间域电磁法（TDEM）在探测（）方面具有优势。A.岩石构造细节B.陡倾斜构造C.供电电流较大时的低阻体D.深部隐伏构造4.在进行浅层地震勘探时，如果地表覆盖层较厚且速度较低，则（）。A.地震波衰减加剧，信号质量差B.地震波能量易于向下传播，深层信息好C.对浅部构造分辨率有提高作用D.通常不需要进行速度滤波5.利用声波速度探测地下水时，声波速度通常随含水饱和度的增加而（）。A.不变B.升高C.降低D.先升高后降低6.在地下水勘探中，电阻率法通常被认为是一种（）。A.直接探测含水饱和度的方法B.精确测定含水层孔隙度的方法C.适用于探测深部隐伏含水构造的方法D.对非均质性不敏感的方法7.地球物理反演的目的是（）。A.将观测到的地球物理响应转换回地下的物理性质分布B.确定地球物理测线的精确长度C.对野外数据采集过程进行校正D.评估地球物理勘探的经济效益8.在利用探地雷达（GPR）探测地下水时，通常使用（）频率的电磁波。A.极低频B.中长波C.高频D.不可见光9.地下水赋存条件好通常意味着（）。A.岩石电阻率高B.岩石孔隙度小C.岩石渗透性差D.地下水位埋藏深10.地球物理方法在地下水资源评价中的主要局限性之一是（）。A.能直接获取地下水的化学成分B.无法确定含水层的具体范围C.探测深度受仪器性能限制D.成本低廉，易于大规模应用二、填空题（每空1分，共15分。请将答案填写在题干横线上）1.地球物理方法在地下水资源评价中，主要通过探测与地下水相关的______参数的变化来实现。2.电阻率法中，视电阻率的数值大小与岩石的真电阻率及探测深度都有关系，当探测的含水层电阻率______时，在其上方地表产生的视电阻率通常较低。3.时间域电磁法（TDEM）利用的是电磁感应原理，其探测深度主要受______和______的影响。4.地震勘探中，纵波速度通常比横波速度______。5.声波测井是利用岩石中声波传播速度的变化来评价含水层的一个有效方法，一般认为声波速度随含水饱和度的增加而______。6.地下水位埋藏深度可以通过电法测深或______方法直接确定。7.地球物理资料的解释必须遵循______原则，并结合区域地质资料和钻孔信息进行综合分析。8.在多层地电模型中，如果某一层的电阻率显著低于上下围岩，则该层很可能对应一个______。9.探地雷达（GPR）对介质的______变化非常敏感。10.地球物理方法通常只能提供地下信息的______信息，而不能直接确定地下水的______。三、简答题（每题5分，共20分）1.简述电阻率法在地下水普查中应用的基本原理。2.与电阻率法相比，简述电磁法（如感应法）在地下水探测中的一些优点。3.地震勘探在地下水评价中主要可以解决哪些地质问题？4.在利用地球物理方法进行地下水资源评价时，为什么强调综合解释？四、计算题（每题10分，共20分）1.某地电剖面测量获得数据如下：在距离地表20米处，测得水平电偶极子装置的视电阻率为100欧姆米；在距离地表50米处，视电阻率为500欧姆米。假设地下介质为水平、均匀、无限分布的层状模型，且上下界面电阻率相同。请利用这些数据，定性说明地下电性结构特征（例如，是否存在低阻含水层）。2.假设在一个地热勘探项目中，通过声波测井获得了某孔段的数据。已知该孔段地层为砂泥岩互层，泥岩的声波速度为1800米/秒，孔隙度为30%；砂岩的声波速度为2500米/秒，孔隙度为15%。如果在某测点处，测得的井段声波速度为2100米/秒，请尝试解释该测点处地层的岩性及其含水情况（提示：可以对比声波速度与岩性的关系）。五、论述题（15分）论述在进行地下水赋存条件评价时，如何根据项目区地质背景、水文地质条件以及勘探目标，选择合适的地球物理方法组合，并简述选择的主要依据。试卷答案一、选择题1.B2.C3.C4.A5.C6.B7.A8.C9.A10.B二、填空题1.物理2.低3.供电时间，大地电导率4.快5.降低6.测深7.勘探8.含水层9.电性10.勘探，化学成分三、简答题1.电阻率法利用电流在地下通过时，不同岩土体由于电阻率差异而产生不同电位分布的原理。通过在地面布置电极测量电位差，计算出视电阻率，绘制电剖面图或电测深曲线。根据视电阻率的高低可以推断地下岩土体的电性差异，电阻率低的区域通常与富水性好有关。2.电磁法利用电磁感应原理，通过向地下发射时变电磁场，测量感应二次场（通常测量磁场或电压）。其优点包括：供电方式灵活（可使用电池供电），装置轻便，受地形起伏影响较小，数据采集相对快速，对良导体的探测灵敏度较高。3.地震勘探通过人工激发地震波，接收和分析在地下的传播路径和能量变化，来探测地下介质的结构和性质。在地下水评价中，主要用于：探测基岩顶面埋深，圈定基岩分布范围，识别和解释断层等构造破碎带，这些构造破碎带往往是地下水富集的有利通道，此外也可用于划分不同岩性层位。4.地球物理方法获得的资料是间接的，受多种地质因素影响，存在多解性。单一方法的解释往往不够准确和全面。综合解释是指将多种地球物理方法（如电阻率、电磁、地震）的成果，结合区域地质资料、钻孔资料、水文地质调查等多种信息进行综合分析和判断，可以优势互补，减少单一方法的局限性，提高对地下水赋存条件评价的可靠性和准确性。四、计算题1.解：根据提供的数据，20米处视电阻率为100Ω·m，50米处视电阻率为500Ω·m。随着探测深度增加，视电阻率数值明显增大。这表明从浅部到深部，地下的电性特征发生了变化。结合层状模型假设，可以推断浅部（可能20米到50米之间）存在一个电阻率相对较低的层位，该层位可能对应富水性地层。50米处视电阻率升高，可能进入电阻率相对较高的基岩或粘性土层。2.解：测点处声波速度为2100米/秒，介于泥岩（1800米/秒）和砂岩（2500米/秒）的速度之间。由于声波速度在含水层中通常会降低（相对于干燥岩石），而泥岩的声波速度低于砂岩，说明该测点处地层声波速度比干燥泥岩快，但比干燥砂岩慢。结合孔隙度信息（泥岩孔隙度>砂岩孔隙度），可以推断该地层可能为含水的泥岩，或者为水饱和度较低的砂岩。具体岩性需结合地质资料进一步确认，但可以判断该层位具有一定的含水性。五、论述题在进行地下水赋存条件评价时，选择合适的地球物理方法组合需综合考虑以下因素：首先，明确勘探目标，是普查、详查还是特定目标（如找泉、监测）。其次，分析区域地质背景，包括地形地貌、基岩类型、覆盖层性质、区域构造特征等。第三，了解水文地质条件，如含水层类型（砂卵石、裂隙岩、岩溶）、埋深、富水性、补给排泄条件等。第四，考虑场地条件，如地形起伏、植被覆盖、人类活动干扰程度、经济预算等。基于以上分析，选择方法组合应遵循针对性、有效性、经济性和可行性的原则。例如，在覆盖区普查浅层地下水，可优先考虑电阻率法（如电剖面、电测深）或电磁法（如感应法），因其装置轻便、成本相对较低。若需探测基岩顶面和深部构造，可结合浅层地震勘探。在山区或基岩裸露区，地震勘探效果较好。对于探测岩溶水或裂隙水，除