水利工程师2025年水利工程水文地质学考试试题及答案

水利工程师2025年水利工程水文地质学考试试题及答案一、单项选择题（每题1分，共30分）1.在山区深切河谷中，最常见的地下水类型是A.孔隙水  B.裂隙水  C.岩溶水  D.包气带水答案：B。深切河谷基岩裸露，构造裂隙发育，裂隙水占主导。2.当潜水位埋深大于15m时，采用下列哪种勘探手段最经济高效A.电测深  B.瞬变电磁  C.声波测井  D.冲击钻探答案：A。电测深对深部潜水界面反映灵敏，成本低于钻探。3.某均质各向同性承压含水层，厚度20m，渗透系数8m/d，水力梯度0.002，其单宽流量为A.0.16m²/d  B.0.32m²/d  C.0.64m²/d  D.1.28m²/d答案：B。q=K·i·M=8×0.002×20=0.32m²/d。4.下列哪项不是达西定律适用条件A.层流  B.均质介质  C.饱和流  D.雷诺数>100答案：D。Re>100为紊流，达西定律失效。5.进行抽水试验时，当降深—时间双对数曲线斜率出现1/2阶段，表明A.边界反映  B.井筒储存效应结束  C.越流开始  D.导水系数稳定答案：B。斜率1/2为Theis早期直线段，井储结束。6.某水库正常蓄水位以下岩体透水率q=3Lu，按SL31规范，其渗透性等级为A.微透水  B.弱透水  C.中等透水  D.强透水答案：B。1≤q<10Lu属弱透水。7.在黄土塬区修建灌溉渠，最易发生的渗透变形形式是A.流土  B.管涌  C.接触冲刷  D.液化答案：B。黄土大孔隙发育，水力劈裂后易形成管涌。8.对岩溶区水库，判定“悬托河”是否存在的核心指标是A.河床比降  B.地下水坡降  C.岩溶发育深度  D.河水与地下水补排关系答案：D。悬托河指河水位高于区域地下水位，需分析补排关系。9.某基坑采用悬挂式帷幕，下游设减压井，其渗流控制原理是A.截断  B.降低水头  C.加长渗径  D.反滤答案：B。减压井降低下游水头，减浮力。10.当水库蓄水后，岸坡地下水位上升，稳定系数Fs下降的主要因素是A.抗剪强度降低  B.滑面水压力增大  C.滑体重度增加  D.地震力增大答案：B。静水压力使滑面有效应力减小，Fs下降。11.采用同位素氚（³H）测年，其半衰期为12.32a，若样品³H活度为初始值的6.25%，则地下水年龄约为A.24a  B.36a  C.49a  D.61a答案：C。ln(0.0625)=−λt，t=ln16/λ=4×12.32/ln2≈49a。12.某坝址左岸存在顺河向断层，压水试验得q=15Lu，最优灌浆处理方式为A.水泥帷幕  B.化学灌浆  C.沥青板桩  D.混凝土防渗墙答案：B。断层带细小裂隙，水泥颗粒难灌入，化学浆液可渗入微裂隙。13.在干旱区冲洪积扇顶部，地下水化学类型通常呈A.HCO₃·SO₄—Na  B.SO₄·Cl—Na·Mg  C.Cl·SO₄—Na  D.HCO₃—Ca·Mg答案：D。顶部补给快，溶滤作用弱，以重碳酸钙镁型为主。14.某河谷阶地由砂砾石组成，渗透系数100m/d，给水度0.25，若水位下降2m，单位面积释水量为A.0.25m  B.0.5m  C.2m  D.50m答案：B。释水量=μ·Δh=0.25×2=0.5m。15.对双层地基，上层黏土厚5m，下层砂砾石厚20m，基坑开挖至黏土底板，发生基底突涌的临界水头差为A.5m  B.10m  C.15m  D.20m答案：A。γ_w·Δh=γ_s·t，Δh=5m。16.当水库运行多年后，下游沼泽化加剧，最可能原因是A.库水温度升高  B.坝基渗漏增大  C.降雨增多  D.蒸发减弱答案：B。坝基渗漏使下游地下水位持续抬升。17.采用数值模拟预测矿坑涌水量时，对裂隙网络应优先选用A.等效多孔介质  B.双重介质  C.离散裂隙网络  D.集总参数答案：C。矿坑尺度小，裂隙分布决定涌水通道，需离散化。18.某岩体RQD=80%，按《水利水电工程地质勘察规范》，其完整性为A.极完整  B.完整  C.较完整  D.破碎答案：C。RQD75–90%为较完整。19.在冻土区筑坝，坝基最大冻胀变形通常出现在A.迎水坡脚  B.背水坡脚  C.坝轴线  D.防渗墙顶答案：B。背水坡地下水位高，冻结锋面水分迁移积聚。20.对深埋长隧洞，最可能发生岩爆的地层是A.页岩  B.片麻岩  C.花岗岩  D.黏土岩答案：C。花岗岩强度高、储能大，卸荷后易岩爆。21.某抽水孔降深3m时涌水量为60m³/h，降深6m时最可能涌水量为A.85m³/h  B.120m³/h  C.150m³/h  D.170m³/h答案：B。承压水Q∝s，线性关系，60/3=Q/6，Q=120m³/h。22.当河水位骤升2m时，岸边地下水位响应滞后时间主要受控于A.含水层导水系数  B.给水度  C.河床淤积厚度  D.降水入渗强度答案：A。T越大，传播速度越快，滞后越小。23.某水库诱发地震ML4.8，震源深度3km，其机制最可能为A.走滑断层复活  B.正断层拉张  C.逆断层挤压  D.岩溶塌陷答案：A。库区荷载差异导致走滑型微震占多数。24.在平原区浅层地下水硝酸盐超标，最有效的治理措施是A.人工回灌  B.抽排稀释  C.源头控肥  D.渗透反应墙答案：C。农业面源是主因，控肥才能根治。25.某大坝坝基存在承压含水层，水头高出建基面5m，采用减压井后水头降低3m，则坝基扬压力减小A.15kPa  B.30kPa  C.45kPa  D.60kPa答案：B。ΔP=γ_w·Δh=10×3=30kPa。26.对岩溶管道流，下列示踪剂最适合的是A.NaCl  B.荧光素钠  C.³H  D.¹⁸O答案：B。荧光素钠检出限低、背景小、适合管道快速流。27.某均质土坝下游坡出逸坡降0.18，若临界坡降0.20，则安全系数为A.0.9  B.1.1  C.1.2  D.1.5答案：B。Fs=0.20/0.18≈1.1。28.当水库蓄水至正常高水位后，库首左岸出现新泉群，高程低于库水位，表明A.库岸滑坡  B.绕坝渗漏  C.降雨补给  D.蒸发浓缩答案：B。新泉群低于库水位，说明库水通过渗漏通道排泄。29.对深基坑承压水突涌，采用“隔—降—灌”组合，其中“灌”指A.水泥灌浆  B.化学灌浆  C.回灌地下水  D.喷混凝土答案：C。回灌维持外围水位，减沉降。30.在沙漠区修建输水渠道，防渗衬砌失效最先表现为A.边坡滑移  B.渠底沼泽化  C.盐渍化斑  D.扬压力增大答案：C。蒸发强烈，渗漏水分携盐上升，地表积盐形成白斑。二、多项选择题（每题2分，共20分，多选少选均不得分）31.下列因素中，可导致抽水试验成果T值偏大的有A.观测孔距抽水井过近  B.边界补给  C.三维流未校正  D.井损忽略  E.降深读数偏小答案：B、C、D。边界补给使s偏小，T偏大；三维流及井损忽略均使T偏高。32.关于岩溶地面塌陷，正确的有A.多发生在枯水期  B.与抽排地下水有关  C.上覆土层厚度越大越易塌  D.与震动有关  E.与水位骤降有关答案：B、D、E。抽水或骤降产生渗压差，震动降低土体强度。33.坝基帷幕灌浆设计需考虑A.岩体透水率  B.坝高  C.地应力场  D.允许坡降  E.灌浆压力答案：A、B、C、E。允许坡降为下游排水设计参数，非帷幕直接考虑。34.下列属于地下水可持续开采量评价方法的有A.水均衡法  B.数值模拟  C.经验频率法  D.开采试验法  E.模糊综合评价答案：A、B、D。经验频率与模糊评价属风险或脆弱性评价。35.对深埋隧洞TBM施工，需重点勘察的水文地质问题包括A.突水突泥  B.岩溶涌水  C.高外水压力  D.热害  E.岩爆答案：A、B、C、E。热害为地温效应，非水文地质范畴。36.关于水库浸没，正确的有A.与毛细上升高度有关  B.与岩性有关  C.与库水位变动幅度有关  D.与农作物耐渍深度有关  E.与坝型有关答案：A、B、C、D。坝型对浸没范围影响小。37.下列试验可直接获取岩体渗透系数的有A.压水试验  B.抽水试验  C.注水试验  D.室内变水头  E.微水试验答案：A、B、C、E。室内试验尺寸效应大，仅作参考。38.对平原区深层承压水，出现地面沉降的主要原因有A.有效应力增大  B.含水层压缩  C.砂层压密  D.黏土层排水固结  E.地震液化答案：A、B、C、D。地震液化瞬时，与长期沉降机制不同。39.关于同位素水文，正确的有A.²H可示踪水体来源  B.¹⁸O可反映高程效应  C.³H可测地下水年龄  D.¹³C可校正碳酸盐混合  E.³⁴S可识别蒸发浓缩答案：A、B、C、D。³⁴S用于判别硫源，与蒸发无关。40.在堤坝隐患探测中，综合物探方法包括A.高密度电法  B.探地雷达  C.瞬态面波  D.地震CT  E.充电法答案：A、B、C、D。充电法用于管涌通道，非主流。三、判断改错题（每题2分，共10分，先判后改）41.达西定律中渗透流速即为地下水实际流速。答案：错。改为“渗透流速是虚拟流速，实际流速等于渗透流速除以有效孔隙度”。42.岩体透水率1Lu相当于渗透系数1×10⁻⁵cm/s。答案：错。Lu为压水试验单位，1Lu≈1×10⁻⁷cm/s，需按公式K=q·ln(L/r₀)/(2πLH)换算。43.对潜水含水层，给水度在数值上等于孔隙度。答案：错。给水度小于孔隙度，因存在结合水及残留水。44.当水库水位上升时，岸坡稳定系数必然减小。答案：错。若滑面位于地下水位以上，水位上升可增加滑面法向应力，Fs可能增大。45.岩溶管道流可完全用等效多孔介质模型模拟。答案：错。管道流具有紊流、快速流、非达西特征，需采用离散管道或双重介质模型。四、简答题（每题8分，共40分）46.简述深厚覆盖层上筑坝可能遇到的主要水文地质问题及勘察要点。答案：问题包括（1）坝基渗漏量大，透水层厚度大且不均一；（2）渗透变形，粉细砂层易流土、管涌；（3）坝基扬压力高，抗滑稳定不利；（4）覆盖层与基岩接触面渗漏；（5）基坑降水困难，周边地面沉降。勘察要点：①开展层次划分，采用钻探+静力触探+标贯，查明透水层厚度、颗粒级配；②进行现场抽水、注水试验，获取分层K、μ值；③采用三维水文地质模型，预测坝基渗漏量；④对粉细砂层进行渗透变形试验，确定允许坡降；⑤布置地下水长期观测孔，监测施工期水位变化；⑥采用物探CT探测古河道、透镜体；⑦对下游洼地调查沼泽化历史，评估浸没风险。47.说明岩溶区水库“悬托河”形成的机理及判别方法。机理：河谷深切，岩溶发育深度大于河床侵蚀基准面，河水位高于区域地下水位，河水通过岩溶裂隙垂直下渗补给深层地下水，形成“河水悬挂”现象。判别：①水文地质测绘，统计泉点高程与河水位关系；②示踪试验，在河中投放荧光素，观测下游岩溶泉是否出现；③水化学对比，河水与低高程泉水同位素、水化学一致；④地下水等水位线图，显示河水位高于周边地下水位；⑤钻孔水位观测，孔内水位低于河水位；⑥夜间红外遥感，悬托渗漏带水温低于河水，呈现低温异常带。48.列举三种确定灌溉渠系渗漏量的方法并比较其优缺点。（1）断面测流法：上下断面测流量差，简单直观，但受支流、退水影响，精度低；（2）测渗仪法：在渠底埋设封闭测渗箱，直接测单位面积渗漏量，精度高，但仅代表局部，需多点布置；（3）水均衡法：统计渠段进出水量、蒸发量、降水量，适合长序列，需详细气象、水文资料；（4）同位素稀释法：投放Br⁻或¹⁸O，观测下游稀释度，可区分蒸发与渗漏，但成本高，需实验室分析；（5）数值模拟法：建立饱和—非饱和模型，考虑水位变化，可预测不同工况，但参数获取难，需率定。综合：施工期宜用测渗仪，运行期用水均衡+断面测流校核，科研用同位素。49.阐述深基坑承压水“隔—降—灌”联合控制方案的适用条件及设计步骤。适用条件：坑底以下存在承压含水层，水头高，需降深大，但周边建筑物密集，不允许大降深。步骤：①查明承压层埋深、厚度、K值，计算突涌临界水头；②在坑周布置落底式帷幕，进入隔水层≥1.5m，形成封闭；③坑内布置减压井，按Q=2πKsMΔh/ln(R/r₀)计算涌水量，井数n=Q/q_s（单井能力）；④坑外布置回灌井，回灌量=0.7×抽出量，维持外围水位变幅<0.5m；⑤建立自动监测系统，坑内外水位、沉降联动报警；⑥设置应急井，备用电源；⑦施工后期，逐步减少抽水量，进行帷幕质量检测，必要时补灌。50.说明利用³H–³He法测定年轻地下水年龄的原理及采样注意事项。原理：³H衰变生成³He，封闭系统内³H与氚成因³He满足t=λ⁻¹ln(1+³He_trit/³H)，λ=0.05626a⁻¹，通过测定水中³H和溶解³He，计算年龄。采样：①采用铜管或不锈钢管，避免塑料渗透；②现场密封，防止空气混入，因大气³He高；③低温保存，4°C，减少氦扩散；④采集平行样，加HgCl₂抑菌；⑤记录水温、气压，用于溶解度校正；⑥在实验室真空脱气，质谱测定³He/⁴He比值，用Ne同位素校正大气混入；⑦对深部样品，需校正地幔³He贡献。五、计算题（共30分）51.（10分）某承压含水层厚30m，渗透系数12m/d，储水系数5×10⁻⁴。一完整井以恒定流量Q=0.05m³/s抽水，观测孔距主孔100m。求抽水2h后观测孔降深。（Theis公式）解：T=KM=12×30=360m²/d=4.17×10⁻³m²/sS=5×10⁻⁴t=2h=7200su=r²S/(4Tt)=100²×5×10⁻⁴/(4×4.17×10⁻³×7200)=0.0417查Theis表，W(u)=2.47s=Q/(4πT)·W(u)=0.05/(4π×4.17×10⁻³)×2.47=2.36m答案：降深2.36m。52.（10分）某均质土坝高25m，坝顶宽8m，上游坡1:2.5，下游坡1:2，坝体K=5×10⁻⁵m/s，坝基为相对隔水层。库水位22m时，下游出逸点距坝趾4m，实测单宽渗流量0.35m²/d。试用Dupuit公式估算坝体平均渗透系数，并与给定K比较。解：Dupuit单宽q=K(h₂²−h₁²)/(2L)，取h₁=22m，h₂=0，L为渗径水平投影。上游坡水平投影=22×2.5=55m，下游坝壳水平投影=25×2=50m，总L≈55+8+50−4=109mq=0.35/86400=4.05×10⁻⁶m²/sK=q·2L/(h₁²)=4.05×10⁻⁶×2×109/(22²)=1.83×10⁻⁶m/s与给定K=5×10⁻⁵比，计算值偏小，原因：Dupuit假设水平流，忽略坝壳各向异性及下游排水棱体影响，实际渗径短，K应更大。答案：估算K=1.83×10⁻⁶m/s，小于给定值，Dupuit高估渗径。53.（10分）某基坑面积2000m²，开挖深度12m，坑底以下承压含水层厚15m，水头高出坑底3m。采用悬挂式帷幕，入岩5m，帷幕渗透系数1×10⁻⁷m/s。计算通过帷幕的日均渗漏量。（水头损失全部发生在帷幕）解：水头差Δh=3