水文地质学基础试题库及参考答案

水文地质学基础》试题库及参考答案一、单项选择题（每题1分，共20分）1.地下水在孔隙介质中流动时，其平均流速v与水力梯度I的关系符合A.v=KI²  B.v=K/I  C.v=KI  D.v=K√I答案：C2.下列哪项不属于第四系松散沉积物孔隙水的主要赋存形式A.潜水  B.层间水  C.裂隙水  D.上层滞水答案：C3.达西定律的适用条件之一是A.雷诺数Re>10  B.层流状态  C.非均质介质  D.非饱和带答案：B4.在均质各向同性含水层中，若抽水井流量恒定，当观测孔距井距离增大一倍时，降深值将A.增大为原来2倍  B.减小为原来1/2  C.减小为原来1/4  D.减小为原来1/10答案：C5.下列参数中，最能直接反映岩土体给水能力的是A.渗透系数  B.储水系数  C.给水度  D.孔隙度答案：C6.当河水位快速上涨时，河岸带地下水与河水之间的补排关系表现为A.地下水始终补给河水  B.河水始终补给地下水  C.先地下水补给河水，后河水补给地下水  D.先河水补给地下水，后地下水补给河水答案：D7.在承压含水层中进行完整井稳定流抽水试验，利用Thiem公式计算渗透系数时，不需要下列哪项数据A.抽水井流量  B.观测孔降深  C.含水层厚度  D.抽水前地下水位标高答案：D8.下列哪项不是造成地面沉降的主要诱因A.长期超采深层承压水  B.地下水位大幅回升  C.高压缩性土层排水固结  D.含水层骨架压缩答案：B9.对非饱和带水分运动描述正确的是A.基质势恒为正值  B.导水率随含水量增大而减小  C.水分运移驱动力主要为重力势  D.水分特征曲线呈非线性答案：D10.在裂隙岩体中，控制地下水渗流方向的主要因素是A.裂隙开度  B.裂隙密度  C.裂隙走向与主应力方向  D.岩块孔隙度答案：C11.下列关于水文地质剖面图的表述，错误的是A.必须标注水位线  B.必须按实际比例尺绘制  C.可放大垂直比例以突出结构  D.应区分含水层与隔水层答案：B12.当抽水井滤水管位于含水层顶部时，最易出现A.水跃现象  B.管涌现象  C.越流补给  D.水锤现象答案：A13.利用14C测年法确定地下水年龄时，需首先校正A.氚含量  B.初始14C活度  C.氧同位素  D.氘盈余答案：B14.在沙漠地区，最可能形成淡水透镜体的地质条件是A.厚层粘土覆盖在砂砾石之上  B.砂砾石覆盖在厚层粘土之上  C.连续裂隙岩体  D.高矿化度潜水答案：B15.下列哪项技术不能用于确定含水层边界位置A.微水试验  B.高密度电法  C.瞬变电磁法  D.抽水试验+观测孔答案：A16.当基坑开挖揭露承压含水层时，最易发生的灾害是A.流土  B.突涌  C.管涌  D.液化答案：B17.对同一岩层，其垂直渗透系数Kv与水平渗透系数Kh的一般关系为A.Kv>Kh  B.Kv=Kh  C.Kv<Kh  D.无规律答案：C18.在地下水数值模拟中，用于描述溶质运移的对流-弥散方程中，机械弥散系数与下列哪项无关A.孔隙流速  B.分子扩散系数  C.介质非均质性  D.溶质密度答案：D19.下列哪项不是岩溶水系统的主要特征A.高度非均质  B.管道流与扩散流并存  C.水力梯度普遍较大  D.流态常呈层流答案：D20.当利用水位恢复资料求参时，选择Theis恢复公式的理论依据是A.叠加原理  B.镜像法  C.等效井径  D.降深-时间线性关系答案：A二、多项选择题（每题2分，共20分，多选少选均不得分）21.影响潜水蒸发强度的主要因素包括A.气候干燥度  B.潜水埋深  C.包气带岩性  D.植被覆盖度  E.矿化度答案：ABCD22.下列属于地下水补给来源的有A.降水入渗  B.灌溉回渗  C.越流补给  D.冷凝水  E.工业废水注入答案：ABCD23.在抽水试验中，出现“阶梯状降深-时间曲线”可能的原因有A.含水层越流  B.井筒储水效应  C.边界反射  D.多次变流量  E.观测孔堵塞答案：ACD24.关于裂隙水网络模型，正确的说法有A.可采用等效连续介质模型  B.可采用离散裂隙网络模型  C.必须考虑裂隙开度分布  D.必须考虑岩块渗透性  E.可用分形理论描述答案：ABCE25.下列哪些方法可用于确定潜水含水层给水度A.筒测法  B.水位波动法  C.抽水试验配线法  D.土柱排水法  E.微水试验答案：ABD26.导致地下水化学类型水平分带的原因有A.径流路径长度  B.含水层矿物成分  C.氧化还原条件变化  D.阳离子交换作用  E.人为污染答案：ABCD27.在建立地下水概念模型时，需要确定的要素有A.含水层结构  B.边界条件  C.源汇项  D.初始条件  E.参数分区答案：ABCDE28.下列哪些属于地下水脆弱性评价中的固有脆弱性指标A.包气带厚度  B.土壤有机质含量  C.净补给量  D.含水层水力传导系数  E.农药施用量答案：ACD29.关于地下水与地震活动的关系，已有研究表明A.井水位可记录地震波  B.地震前可能出现水位异常  C.地震可改变含水层渗透性  D.地震可诱发砂土液化  E.地震可增加泉流量答案：ABCDE30.在海水入侵数值模拟中，常用方法有A.sharpinterface模型  B.对流-弥散-密度耦合模型  C.混合单元模型  D.等效浓度锋面法  E.积分平衡法答案：ABC三、判断改错题（每题2分，共10分，先判断对错，若错则给出正确表述）31.渗透系数K与流体密度无关。答案：错。渗透系数K与流体密度和动力粘滞系数均有关，表达式为K=kρg/μ。32.在Theis公式中，储水系数S无量纲，物理含义为含水层单位面积、单位水头下降时释放的水量。答案：对。33.上层滞水属于承压水的一种特殊形式。答案：错。上层滞水位于包气带局部隔水层之上，具有自由水面，属于潜水范畴。34.裂隙岩体的等效渗透张量总是对称正定矩阵。答案：对。35.当抽水井降深趋于稳定时，说明含水层已疏干。答案：错。降深稳定表明补给与排泄达到平衡，含水层未疏干。四、填空题（每空1分，共20分）36.达西定律表达式为________，其中K称为________，量纲为________。答案：Q=KAI；渗透系数；m/s37.在均质各向同性含水层中，完整井稳定流抽水时，降落漏斗形状为________，其水头分布方程为________。答案：旋转抛物面；h(r)=hw+(Q/2πT)ln(r/rw)38.地下水年龄是指________，常用示踪剂包括________、________、________。答案：水分子从补给区运移至采样点所需平均时间；3H；14C；CFCs39.包气带水分运移驱动力包括________势、________势和________势，其中________势始终为负值。答案：重力；基质；溶质；基质40.海水入侵过程中，当淡水楔被压缩至临界厚度时，井中开始出现海水，该现象称为________，对应的淡水流量称为________。答案：up-coning；临界抽水量41.地面沉降计算常用模型有________模型、________模型和________模型。答案：一维压缩；三维耦合；粘弹塑42.岩溶管道流与扩散流并存时，可用________方程描述，其中交换项表示________。答案：双重介质；管道与裂隙间水量交换43.在数值模拟中，边界条件分为________边界、________边界和________边界。答案：定水头；定流量；混合44.地下水脆弱性指数DRASTIC中，D代表________，R代表________。答案：地下水埋深；净补给量45.非饱和带水分特征曲线呈________形，滞后现象主要由________引起。答案：S；孔隙喉道差异及接触角变化五、简答题（每题6分，共30分）46.简述利用水位动态资料判别含水层类型的基本思路。答案：首先收集长系列水位与降水量、蒸发量、河流水位等同步资料；绘制水位过程线，分析其滞后-响应关系：若水位峰值与降水峰值同步且变幅大，多为潜水；若水位峰值滞后明显、变幅小且趋势稳定，多为承压水；若水位受河潮影响呈周期性波动，表明与地表水体联系密切；进一步利用回归分析或交叉相关函数求取滞后时间，滞后短（<5天）一般为潜水或浅部承压水，滞后长（>20天）多为深层承压水；结合含水层埋深、岩性、隔水层分布验证判别结果。47.说明裂隙岩体等效连续介质模型的适用条件及局限性。答案：适用条件：裂隙密度高、开度分布均匀、岩块渗透性远低于裂隙、研究区尺度远大于裂隙间距；此时可将裂隙系统视为等效多孔介质，用张量描述渗透性。局限性：无法刻画局部优势通道；当裂隙稀疏或存在大断层时，等效假设失效；不能模拟裂隙-基质间水量交换及溶质穿透曲线早期“长尾”现象；对非均质各向异性极强的岩溶系统误差大；需通过现场压水试验、示踪试验校正等效参数。48.列举三种确定越流系数的方法并比较其精度。答案：①多层抽水试验法：在目标层抽水，观测相邻层水位变化，利用Hantush-Jacob越流公式求取，精度高，但成本高；②微水试验法：通过瞬时抽注水后水位恢复，配合越流边界解析解，精度中等，适用于浅层；③数值反演法：建立三维越流模型，以水位动态为约束自动优化，精度取决于观测孔密度与参数初值，可能陷入局部极值。综合而言，多层抽水试验最可靠，微水试验便捷但代表尺度小，数值反演适合大区域却需大量数据。49.解释“水跃”现象产生机理及其对抽水试验的影响。答案：当滤水管位于含水层顶部且抽水强度较大时，井内水位低于滤水管顶板，井壁出现自由跌落，形成水跃；其机理是井内流速突增，水头损失以动能形式消耗，导致井内水位低于井壁外水位；结果使实测降深大于理论降深，若直接用井内降深代入Theis公式会高估渗透系数；解决方法是采用观测孔数据或利用“有效井径”修正。50.概述海水入侵过程中过渡带形成的主控因素。答案：过渡带形成受水动力弥散、密度差异流、水动力条件共同控制：①分子扩散与机械弥散使盐分向淡水侧扩散；②海水密度大，在重力作用下潜入含水层底部，形成楔形界面；③潮汐波动、河流季节性变化导致地下水流向周期性改变，加剧混合；④含水层非均质性使局部流速差异增大，扩大过渡带；⑤抽水井“up-coning”效应使界面抬升，进一步增厚过渡带；⑥人类活动如回灌淡水可压缩过渡带，但过度抽水则使其扩大。六、计算题（共30分）51.（10分）在厚20m的承压含水层中进行完整井稳定流抽水，抽水量Q=432m³/d，观测孔距井r1=10m处降深s1=1.5m，r2=100m处s2=0.3m，求渗透系数K与导水系数T。答案：由Thiem公式：s1-s2=(Q/2πT)ln(r2/r1)，代入得1.5-0.3=(432/2πT)ln10→T=432×2.303/(2π×1.2)=132.2m²/d；K=T/M=132.2/20=6.61m/d。52.（10分）某潜水含水层给水度μ=0.15，降水入渗补给强度ε=80mm/a，潜水位年变幅Δh=0.4m，忽略侧向径流，求均衡区面积A=5km²时年补给量，并检验水位变幅合理性。答案：年补给量Q=εA=0.08×5×10⁶=4×10⁵m³/a；由水量均衡Q=μAΔh→Δh=Q/(μA)=4×10⁵/(0.15×5×10⁶)=0.533m；与实测0.4m接近，相对误差25%，在允许范围，说明给水度或入渗强度估值合理。53.（10分）一维稳定态溶质运移，孔隙流速v=0.5m/d，弥散度αL=1m，入口浓度C0=100mg/L，x=5m处观测浓度C=20mg/L，求弥散系数DL，并预测x=10m处浓度。答案：一维解析解C/C0=exp[-x/(αL)]，代入20/100=exp[-5/αL]→αL=3.11m，与给定1m不符，表明需用对流-弥散方程：C=C0exp[(vx/DL)(1-√(1+4λDL/v²))]，忽略衰减λ，简化为C=C0erfc[x/(2√(DLt))]，但稳态下用C=C0exp[-x/αL]仍成立，故重新解算：exp[-5/αL]=0.2→αL=3.11m；DL=αL×v=3.11×0.5=1.56m²/d；x=10m处C=100exp[-10/3.11]=4.0mg/L。七、综合应用题（20分）54.某滨海城市计划新建应急水源地，目标层为深部承压含水层，厚30m，埋深80m，历史最大降深允许10m。已有勘探孔资料：渗透系数K=8m/d，储水系数S=5×10⁻⁴，隔水顶板弱透水层厚5m，垂向渗透系数Kz=0.01m/d，下伏咸水层矿化度35g/L。要求设计一组开采井（完整井，半径rw=0.2