水文地质学(专升本)地质大学期末开卷考试题库及答案

水文地质学(专升本)地质大学期末开卷考试题库及答案一、选择题（共20题，每题2分，共40分）（一）单项选择题（每题1分，共15分）1.下列岩石中，给水度通常最大的是（）。A.粗砂B.细砂C.粘土D.粉土答案：A2.达西定律适用于（）。A.所有地下水运动B.层流运动C.紊流运动D.混合流运动答案：B3.地下水的化学类型通常用（）进行分类。A.舒卡列夫分类法B.库尔洛夫表示式C.派珀三线图D.吉布斯图答案：A4.地下水对混凝土的腐蚀类型中，分解类腐蚀主要是由于地下水中（）含量过高引起的。A.SB.MC.HD.（低pH值）答案：D5.在均质各向同性含水层中，抽水形成的稳定流井流方程为（）。A.Theis公式B.Jacob直线法公式C.Dupuit公式D.Hantush公式答案：C6.判断地下水径流强度的主要水化学指标是（）。A.矿化度B.N/C.C的绝对含量D.HC答案：A7.承压含水层贮水率的物理意义是（）。A.单位面积含水层中，水位下降一个单位时，由于含水层压缩和水的膨胀所释放出的水量B.单位体积含水层中，水位下降一个单位时，所释放出的水量C.单位面积含水层中，水位上升一个单位时，所需储存的水量D.单位体积含水层中，水头下降一个单位时，由于含水层压缩和水的膨胀所释放出的水量答案：D8.地下水等水位线图不能直接用于（）。A.确定地下水流向B.计算地下水水力坡度C.判断地下水与地表水的补排关系D.确定含水层厚度答案：D9.在无越流补给的承压含水层中进行定流量抽水试验，当抽水达到稳定状态时，抽水井周围会形成（）。A.等速下降的降落漏斗B.固定的降落漏斗C.不断扩展但形态固定的降落漏斗D.随时间不断加深扩大的降落漏斗答案：B10.毛细饱和带与饱水带的主要区别在于（）。A.毛细饱和带水压力小于大气压B.毛细饱和带水压力大于大气压C.毛细饱和带水不能自由流动D.毛细饱和带是饱水带的一部分答案：A11.反映地下水氧化还原环境的典型指标对是（）。A.Eh和B.CODC.F和FD.N和N答案：A12.泰斯公式的适用条件不包括（）。A.含水层均质、各向同性、等厚、水平无限延伸B.抽水前水头水平C.井径无限小、定流量抽水D.含水层侧向有补给答案：D13.地下水污染羽中，污染质运移速度通常（）地下水平均实际流速。A.大于B.等于C.小于D.可能大于或小于答案：C14.降水入渗补给系数是指（）。A.年降水入渗补给量与年降水量的比值B.年降水入渗补给量与年地表径流量的比值C.降水入渗补给地下水的速率D.单位面积上的降水入渗补给量答案：A15.在松散沉积物中，渗透系数K的大小主要取决于（）。A.孔隙度B.给水度C.颗粒粒径及级配D.含水层厚度答案：C（二）多项选择题（每题2分，共10分。多选、少选、错选均不得分）16.影响岩石渗透性的因素包括（）。A.颗粒大小与级配B.孔隙度C.矿物成分D.孔隙的连通性E.地下水的温度答案：A,B,D17.地下水中的主要气体成分包括（）。A.B.C.CD.CE.S答案：A,B,C,D,E18.下列哪些条件可能形成承压水（）。A.向斜构造B.单斜构造C.山前冲洪积扇D.被隔水层覆盖的潜水含水层E.岩溶管道系统答案：A,B,D19.地下水动态的影响因素有（）。A.气象（气候）因素B.水文因素C.地质因素D.人为因素E.生物因素答案：A,B,C,D20.地下水水质评价通常包括（）。A.感官性状评价B.一般化学指标评价C.毒理学指标评价D.细菌学指标评价E.放射性指标评价答案：A,B,C,D,E二、填空题（共10空，每空1分，共10分）21.根据埋藏条件，地下水可分为__________、承压水和__________。答案：包气带水（或上层滞水），潜水22.达西定律的数学表达式为__________，其中v代表__________。答案：v=KJ23.地下水按矿化度（总溶解固体，TDS）分类，淡水是TDS小于__________g/L，微咸水是TDS在__________g/L之间。答案：1，1~324.在Theis公式s=W(u)答案：抽水井降深，泰斯井函数25.地下水的补给来源主要有__________、地表水入渗补给、__________和人工补给等。答案：大气降水入渗，含水层之间的越流补给三、名词解释题（共5题，每题4分，共20分）26.含水层与隔水层答案：含水层是指能够给出并透过相当数量水的岩层。它必须具有良好的储水空间和一定的导水能力。隔水层是指不能给出水，或给出和透过水的数量微不足道的岩层。二者的划分是相对的，取决于具体的研究尺度和工程要求。27.渗透系数答案：渗透系数（K）是表征岩土透水能力的重要参数。其物理意义是当水力坡度I=28.地下水硬度（总硬度）答案：地下水硬度主要指水中C、M离子的总量。通常以每升水中所含C、M的毫克当量数或换算成Ca29.地下水均衡答案：地下水均衡是指在一定地区（均衡区）、一定时间段（均衡期）内，地下水系统中水的收入量、支出量和储存量变化量之间的数量平衡关系。通常用均衡方程式表示：ΔS=−，其中ΔS为储存量变化，30.地下水污染答案：地下水污染是指由于人类活动的影响，使地下水的物理、化学或生物性质发生改变，导致其水质恶化，使用价值降低，并对生态环境或人体健康造成危害或潜在威胁的现象。污染质通过入渗、径流等途径进入地下水系统。四、简答题（共4题，每题10分，共40分）31.简述达西定律的适用条件及其局限性。答案：达西定律的适用条件：（1）地下水运动必须为层流状态。对于大多数孔隙含水层中的地下水运动，此条件通常能满足。（2）适用于均质、各向同性介质中的一维稳定流或非稳定流。（3）水流为不可压缩的牛顿流体。局限性：（1）当流速增大，水流由层流转变为紊流时（如在大裂隙、岩溶管道中），达西定律不再适用，此时水流阻力与流速的平方成正比。（2）在极低水力梯度下（如致密粘土中），可能存在起始水力梯度，只有当实际水力梯度大于此起始梯度时，水流才开始运动，这也偏离了标准的达西线性关系。32.简述潜水等水位线图的主要用途。答案：潜水等水位线图是以平面图形式反映潜水面上水位标高相等各点的连线图。其主要用途包括：（1）确定地下水流向：垂直于等水位线，由高水位指向低水位的方向即为地下水流向。（2）计算地下水的水力坡度：沿流向方向上，任意两点间的水位差除以其水平距离。（3）推断潜水与地表水的补排关系：根据等水位线与地表水体的相对位置及弯曲方向判断。（4）确定潜水的埋藏深度：利用地形等高线与等水位线，可计算出任意点的潜水埋深。（5）为地下水取水工程、排水工程提供设计依据，如合理布置井群。（6）辅助分析含水层岩性或厚度的变化。33.简述影响地下水化学成分形成作用的主要因素。答案：影响地下水化学成分形成的作用主要包括：（1）溶滤作用：地下水与岩土接触时，溶解其中可溶成分的作用。是形成地下水化学成分的基本作用。（2）浓缩作用：在蒸发强烈地区，水分蒸发使盐分浓缩，导致矿化度增高。（3）脱碳酸作用：当温度升高或压力降低时，水中C逸出，导致C、M的碳酸盐沉淀，使水中HC、C、M34.简述承压水的基本特征。答案：承压水是充满于两个稳定隔水层（或弱透水层）之间的含水层中的重力水。其基本特征包括：（1）具有承压性：含水层顶部承受静水压力，当钻孔揭穿隔水顶板时，水位会上升到隔水顶板以上某一高度，甚至喷出地表形成自流。（2）具有稳定的隔水顶板：与大气圈、地表水圈联系较弱，其补给区与分布区不一致。（3）动态变化相对稳定：受气象、水文因素直接影响较小，水位、水量、水温、水质等动态变化幅度较小，季节性变化不显著。（4）水质多样：取决于埋藏条件、径流强度和水交替程度。可以是淡水，也可以是高矿化度水。（5）不易受污染：但一旦污染，治理恢复极为困难。五、计算题（共2题，每题15分，共30分）35.在某均质、各向同性、无限延伸的承压含水层中有一完整抽水井，以定流量Q=1000/d进行抽水。含水层导水系数（1）抽水开始后1天，在距抽水井50米处的观测井中，降深s是多少？（已知W(u)：当u=0.05时，W(u)=（2）简要说明该计算使用了哪个井流公式，并写出其标准形式。答案：（1）解：根据题意，此为非稳定流抽水，含水层无越流，适用Theis公式。首先计算参数u：u给定的W(u)值均远小于0.000833，说明u值非常小，可应用Jacob直线法近似公式。但题目给出了u在0.05附近的W(u)值，可能期望通过内插或直接使用近似值。观察发现u=因此，W代入Theis公式：s先计算=则s答：抽水1天后，50米处观测井降深约为3.45米。（2）使用了泰斯（Theis）公式。其标准形式为：s其中，s(r,t)为距离抽水井r处在时间t的降深；Q为抽水井定流量；T为导水系数；W36.某潜水完整井，井半径=0.2m，在均质、各向同性、无限分布的潜水含水层中进行稳定流抽水试验。抽水流量Q=800/d，测得抽水井中水位降深=4.0答案：解：对于潜水完整井稳定流，使用裘布依（Dupuit）公式：Q其中，H为潜水含水层原始厚度，为抽水井中水位降深。将已知数据代入公式：800先计算分子部分：(再计算分母部分：l则公式变为：800≈所以800K答：该潜水含水层的渗透系数K约为12.94m/d。六、论述分析题（共2题，每题20分，共40分）37.试论述山前冲洪积扇地区的地下水分布与运动规律，并分析其作为供水水源地的优越性。答案：山前冲洪积扇是山区河流出口进入平原地区后，由于地形变缓、水流分散、流速骤减，所携带的碎屑物质沉积形成的扇形堆积体。其地下水分布与运动具有鲜明规律：（1）地下水分布规律：从扇顶到扇缘，沉积物颗粒由粗变细（卵砾石→砂→粉砂粘土），层次结构由单一的巨厚砾石层渐变为砂层与粘土层的互层。相应地，含水层结构由潜水含水层（扇顶、扇中上部）逐渐过渡为多层结构的潜水-承压水系统（扇中下部和扇缘）。地下水位埋深由深变浅（扇顶可达数十米甚至百米，扇缘可能溢出地表形成泉或沼泽）。单层含水层厚度由厚变薄，层次增多。（2）地下水运动规律：扇顶（补给区）是地下水的主要入渗带，接受山区河床渗漏、降水及山区侧向径流补给。地下水力坡度大，径流强烈，以水平径流为主。向扇中、扇缘运动过程中，随着颗粒变细、透水性减弱，水力坡度逐渐变小，径流变缓。至扇缘地带，由于细粒物质阻挡和地下水位接近地表，地下水以蒸发、植物蒸腾、泉的形式排泄，或转为地表径流，或向下游平原区径流。总体流向基本与扇体延伸方向一致。作为供水水源地的优越性：（1）补给条件优越：扇顶直接接受山区河流的集中渗漏补给和降水入渗，补给源充沛，补给途径短，效率高。（2）储水空间巨大：扇体中上部由厚层粗粒沉积物构成，孔隙发育，给水度大，构成了天然的巨大地下水库，调节能力强。（3）水质优良：扇顶、扇中上部，径流强烈，水循环交替迅速，溶滤作用为主，矿化度低，多为HC（4）开采条件便利：扇体中上部含水层导水能力强，单井出水量大，水位降深小，开采成本相对较低。同时，潜水含水层便于通过大口井、辐射井等形式开采。（5）具有天然调蓄功能：含水层巨大的储水空间可以对季节性、年际性的补给变化进行调节，有利于稳定供水。因此，山前冲洪积扇常常是干旱、半干旱地区极其重要的、甚至是唯一的大型集中供水水源地。38.某工业区拟新建一个可能产生有害液体渗漏的仓库，场地地层结构自上而下为：①粉质粘土层，厚2.0米，渗透性弱；②砂砾石含水层，厚8.0米，渗透性强，为区域主要潜水含水层；③泥岩隔水层，分布稳定。地下水流向稳定。请从水文地质学角度，分析在该场地建设此类仓库可能带来的地下水环境风险，并提出相应的场地污染防治措施建议（从“源头控制、末端治理、监测预警”等方面论述）。答案：地下水环境风险分析：（1）污染途径直接：表层粉质粘土虽有一定隔水作用，但厚度仅2米，在长期渗漏、机械破坏或地基不均匀沉降下，其防污性能可能被破坏。一旦有害液体泄漏，将极易穿透这层相对薄的弱透水层，直接进入下伏渗透性极强的砂砾石含水层。（2）污染扩散迅速：砂砾石含水层渗透性强，地下水实际流速快，一旦污染物进入，将迅速在水流方向形成大范围的污染羽，扩散范围广，控制难度大。（3）污染治理困难：污染物在强渗透含水层中迁移快，且不易被吸附截留，通过抽水处理等方法修复难度大、成本高、周期长。泥岩隔水层阻隔了污染物向更深部运移，但同时也使污染物主要集中在该含水层内，增加了修复的复杂性。（4）危害影响严重：该含水层为区域主要潜水含水层，很可能也是周边工农业及生活用水水源。污染物扩散将直接威胁供水安全，可能造成持久性的生态和健康危害。污染防治措施建议：一、源头控制措施：（1）优化仓库设计：仓库必须采用高标准防渗设计，如设置双层防渗结构（HDPE膜等）、设置防渗检漏层和渗漏液收集系统。