2025年大学《地球物理学》专业题库- 地球物理学对地下水资源开发利用及环境保护的系统研究分析

2025年大学《地球物理学》专业题库——地球物理学对地下水资源开发利用及环境保护的系统研究分析考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题1.在利用电阻率法勘探寻找地下水时，若目标含水层电阻率显著低于其周围围岩，采用何种装置形式探测效果通常更好？（）A.偶极-偶极装置B.温纳装置C.斯伦贝谢装置D.瑞利装置2.地震波在含水层中传播速度通常比在干燥的、密实的岩层中传播速度？（）A.更快B.更慢C.相同D.不确定，取决于含水饱和度3.利用重力法探测地下水，主要利用的是地下介质密度差异引起的什么效应？（）A.电阻率差异B.声波速度差异C.密度差异D.磁化率差异4.在进行地下水污染源定位时，地球物理方法中灵敏度相对较高的是？（）A.电阻率法B.重力法C.磁法D.电磁法5.地下水位的季节性变化会引起什么地球物理参数的周期性波动？（）A.地下介质的声波速度B.地下介质的磁化率C.地下介质的电阻率D.地下介质的密度6.以下哪种地球物理方法对于探测浅层潜水尤为有效，且设备相对轻便、成本较低？（）A.地震折射法B.地球磁法C.探地雷达D.重力法7.地球物理反演的主要目的是？（）A.获取地表观测数据B.计算地球物理场的理论值C.将观测到的地球物理响应转换回地下介质参数的空间分布D.选择合适的地球物理勘探方法8.在评估地下抽水引起的地面沉降风险时，地球物理方法主要关注的是？（）A.地下水位的深浅B.地下含水层的厚度C.地下介质孔隙度的变化D.地表形变的大小和范围9.电磁法勘探中，感应电压的大小主要与哪些因素有关？（）A.发射线圈的电流强度B.地下介质的电导率C.探测点与发射线圈的距离D.以上所有因素10.将多种地球物理方法获得的资料进行综合解释，其主要优势在于？（）A.提高单种方法的探测精度B.获得更全面、可靠的地下信息C.简化数据处理过程D.降低勘探成本二、填空题1.地球物理勘探方法在地下水资源开发利用中，主要用于______、______和______。2.地球物理勘探方法在地下环境保护中，可用于______、______和______。3.电阻率法中，当供电电流增大时，测量到的电位差会______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。4.地震勘探中，纵波波速通常比横波波速______。5.重力勘探中，当地下存在密度较大的侵入体时，会引起上覆岩层的______（选填“重力异常增大”或“重力异常减小”）。6.电磁法勘探对于探测______（选填“高阻”或“低阻”）的地下水体通常更有效。7.地下水位的下降会导致含水层上方覆盖层的______（选填“声波波速增大”或“声波波速减小”）。8.利用地球物理方法监测地下水污染迁移路径时，通常关注______的空间变化。9.地球物理反演结果的可靠性需要通过______和______进行验证。10.选择地球物理勘探方法时，必须充分考虑______、______和______等因素。三、名词解释1.视电阻率2.地震波3.重力异常4.电磁感应5.地下水污染羽四、简答题1.简述电阻率法的基本原理及其在寻找地下水中的应用。2.简述利用地球物理方法探测地下水污染源的主要思路。3.简述在进行地下水开发利用的环境地球物理勘查时，需要关注哪些主要环境问题？4.简述选择地球物理方法进行地下水资源勘探时，需要考虑哪些主要因素？五、论述题1.论述地球物理方法在监测地下水位动态变化中的原理、方法及优势。2.论述地球物理方法在评估地下抽水引起的地面沉降风险方面的作用和局限性。---试卷答案一、选择题1.B2.A3.C4.D5.C6.C7.C8.D9.D10.B二、填空题1.定位，评价，监测2.污染源探测，污染范围确定，污染迁移路径追踪3.增大4.快5.重力异常增大6.低阻7.声波波速减小8.电阻率（或电导率）9.验证，验证10.地质条件，水文地质条件，经济成本三、名词解释1.视电阻率：指在特定的测量装置（电极距）和电流频率条件下，地下某一点电阻率的观测值，它综合反映了该点周围一定范围内的地质体电阻率特征，是一个归一化、与装置有关的参数。2.地震波：指在地球内部传播的弹性波，包括纵波（压缩波）和横波（剪切波），利用其传播速度的差异可以探测地下的结构、界面和介质性质。3.重力异常：指某一地点的实际重力值与该地点的正常重力值之间的差值，当地下存在密度异常体时会引起重力异常。4.电磁感应：指变化的磁场在其周围空间产生电场的物理现象，电磁法勘探就是利用发射线圈产生的时变磁场在地下导电介质中感生出涡流，再测量二次磁场或二次电场来探测地下电性结构。5.地下水污染羽：指污染物随地下水迁移扩散，在三维空间上形成的羽状分布的污染区域。四、简答题1.电阻率法基本原理：利用不同地质体（如含水层与围岩）电阻率的差异，通过向地下供入电流，测量地面的电位差，根据电位差与电流的比值（电阻率）来推断地下介质的电性分布。在寻找地下水时，通常假设含水层电阻率低于其周围干燥或致密岩土体，通过测量电阻率剖面或断面，可以圈定电阻率较低的区域，即为潜在的含水区。结合其他信息进行解释。2.探测地下水污染源思路：利用地球物理方法探测污染源，主要是寻找地下污染物的富集区域或其赋存载体。常用方法包括：①利用电阻率法或电磁法，因为许多污染物（如盐类、重金属离子）进入地下水后，会降低地下水的电导率，导致污染区域的电阻率异常升高（对于某些特定污染物如硫酸盐可能降低电阻率，但盐类污染常见的是升高）；②利用重力法，某些污染物（如盐矿溶解、硫化物氧化）可能导致地层密度发生变化，引起局部重力异常；③利用磁法，对于具有磁性的污染物（如铁、锰的氧化物）或含有磁性污染物的底泥沉积区，可能探测到磁异常；④综合多种方法信息进行源解析。3.环境地球物理勘查关注问题：在进行地下水开发利用的环境地球物理勘查时，主要关注：①污染源探测与定位，如工业废渣堆放场、垃圾填埋场、化工厂、矿山等可能存在的污染源；②地下水污染范围确定，探测污染物在地下水中迁移扩散的边界；③污染迁移路径追踪，了解污染物可能的运移方向和速度；④含水层脆弱性评价，识别哪些含水层更容易受到污染；⑤修复效果监测，评估污染治理措施的效果。4.选择地球物理方法考虑因素：选择地球物理方法进行地下水资源勘探时，需要考虑：①地质条件，包括覆盖层的性质、基岩的埋深和类型、地形地貌等；②水文地质条件，如含水层的类型（孔隙水、裂隙水、岩溶水）、埋藏深度、富水性、补给排泄条件等；③经济成本，不同方法的设备投入、人力消耗、施工难度、数据处理解释成本等差异较大；④勘探目标，是寻找浅层潜水还是深层承压水，是普查还是详查；⑤时间要求，项目是否有严格的完成时限。五、论述题1.地球物理方法监测地下水位动态变化原理、方法及优势：原理：地下水位的变化会引起其上覆饱和土层或含水层物理性质的改变。例如，水位上升时，介质饱和度增加，通常导致介质的电阻率降低、介电常数增大、声波波速可能降低；水位下降时，则相反。地球物理方法通过周期性地测量这些物理参数的空间分布或特定测点的参数变化，来反映水位的动态变化。方法：常用方法包括电阻率法（测量视电阻率随时间的变化）、电磁法（测量感应电阻率或电导率随时间的变化）、探地雷达（测量介电常数随时间的变化，常用于浅层）、声波法（测量声波波速或声衰减随时间的变化）等。可以通过在固定地点进行重复测量（点测量）或布设固定测线/断面进行重复测量（面测量），或利用遥感地球物理方法进行区域监测。优势：①监测范围广，可进行区域尺度或大面积的同步监测；②非接触式测量，不干扰地下水系统，可长期重复观测；③相对经济高效，尤其对于大面积、长期监测项目；④可结合其他物性参数（如电阻率、波速）的变化，综合判断水位变化及其对环境的影响。2.地球物理方法评估地面沉降风险作用和局限性：作用：地球物理方法在评估地下抽水引起的地面沉降风险方面发挥着重要作用：①探测地下空隙分布：利用地震勘探、电阻率法、探地雷达等方法，可以在抽水前调查地下不同深度的介质结构，识别潜在的空隙发育带（如古河道、古湖底、软弱夹层），这些区域对抽水更敏感，更容易发生沉降；②监测地面形变：利用GPS、InSAR（合成孔径雷达干涉测量）、微重力法、探地雷达等高精度方法，可以监测抽水区域地面沉降的时空变化过程，评估沉降的范围、速率和发展趋势；③评估抽水影响深度和范围：结合地下水位的监测和地下空隙结构的探测，可以评估抽水对地下介质扰动影响的深度和水平范围，预测潜在沉降区域；④辅助优化抽水方案：通过地球物理调查结果，可以了解不同区域的承压能力和敏感性，为优化抽水井的布局、控制抽水速率提供依据。局限性：①预测精度有限：地面沉降是地质、水文地质、工程活动等多重因素综合作用的结果，地球物理方法主要探测地下介质结构和形变，难以完全准确预测沉降量、沉降速率和时间