水文地质学基础习题库及答案

水文地质学基础习题库及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.地下水按埋藏条件分类，不包括下列哪一类？A.包气带水B.潜水C.承压水D.结合水答案D解析地下水按埋藏条件可分为包气带水、潜水和承压水三类；结合水是按水在空隙中的存在形式划分的，不属于埋藏条件分类。2.松散岩石空隙率的大小主要取决于（）。A.颗粒大小B.颗粒排列方式与分选程度C.岩石的矿物成分D.地下水矿化度答案B解析空隙率主要取决于颗粒的排列方式（紧密或疏松排列）、分选程度及颗粒形状，与颗粒绝对大小关系不大。3.达西定律适用于（）。A.所有地下水的运动B.雷诺数较小的层流运动C.雷诺数较大的紊流运动D.只有承压水的运动答案B解析达西定律是线性渗透定律，仅适用于雷诺数小于临界值（通常取1～10）的层流运动。当地下水流速较大、呈紊流状态时，渗流速度与水力梯度不再呈线性关系。4.潜水与承压水的根本区别在于（）。A.埋藏深度不同B.含水层岩性不同C.含水层是否具有自由水面D.补给来源不同答案C解析潜水具有自由水面（潜水面），直接接受大气降水和地表水补给；承压水充满于两个隔水层之间，顶面受隔水层限制，不具有自由水面，具有承压性。5.地下水中Ca2+、Mg2A.重碳酸钙型水B.硫酸氯化物钙镁型水C.重碳酸钠型水D.氯化物钠型水答案B解析舒卡列夫分类按含量大于25%毫克当量的阴离子和阳离子组合命名。Ca2+、Mg26.影响渗透系数大小的主要因素不包括（）。A.岩石的孔隙性B.流体的黏滞性C.含水层的厚度D.流体密度答案C解析渗透系数是表征岩石透水性的指标，取决于岩石的空隙性质（孔隙大小、连通性等）和流体的物理性质（容重、黏滞性），与含水层厚度无关。厚度影响的是流量，而非渗透系数本身。7.承压水井抽水时，井中水位下降，但含水层仍处于承压状态，此时井中水位降深与流量之间的关系为（）。A.线性关系B.对数关系C.指数关系D.无确定关系答案A解析承压水完整井稳定流抽水时，流量Q与降深s满足线性关系：Q=8.地下水的总矿化度是指（）。A.水中溶解气体的总量B.水中各种离子、分子及化合物的总含量C.水中悬浮物的总量D.水中Na答案B解析总矿化度（TDS）是指水中溶解的各种离子、分子和化合物的总量，通常以105～110℃温度下烘干后的干涸残余物总量表示。9.地下水污染区别于地表水污染的最大特点是（）。A.污染速度快、易发现B.污染过程缓慢、隐蔽性强、治理难度大C.污染只发生在局部D.污染与人类活动无关答案B解析地下水流动缓慢，污染物运移速度低，污染过程不易察觉，一旦污染，恢复治理往往需要数十年甚至更长时间，具有隐蔽性和难以逆转性。10.有效应力原理表明，抽水导致地面沉降的根本原因是（）。A.含水层中水的密度增大B.孔隙水压力降低，有效应力增大，土层被压缩C.地下水的温度升高D.含水层颗粒发生化学溶解答案B解析根据大沙基有效应力原理，总应力不变时，孔隙水压力降低会使有效应力增大，导致土层骨架受压固结，从而产生地面沉降。二、判断题（每题1分，共10分）1.空隙率大的岩石，其给水度也一定大。答案错误解析给水度不仅与空隙率有关，还与空隙大小、连通性及水分能否在重力作用下排出有关。空隙率大但空隙细小（如黏土）时，给水度反而很小。2.潜水面就是潜水含水层的顶面。答案错误解析潜水面是潜水具有自由水面的上表面，潜水含水层的顶面是包气带与饱水带的分界面。潜水面之上是包气带（含毛细水带），之下才是饱水带。3.达西定律中，渗透流速是实际水流在孔隙中的真实流速。答案错误解析达西定律中的渗透流速v是假想的全断面平均流速，即v=Q/A，并非水流在孔隙中的真实流速。实际流速4.承压水的补给区与分布区可以不一致。答案正确解析承压水的分布区（承压区）与补给区常不一致。补给区位于含水层出露地表的较高位置，而承压区顶板被隔水层覆盖，二者可以相距很远。5.地下水硬度升高是地下水污染的一种表现。答案正确解析地下水硬度超标可能由工业废水渗入、酸雨入渗溶解土壤和岩石中的钙镁矿物等引起，属于地下水化学污染的表现形式之一。6.渗透系数K与水的密度和黏滞性无关，只取决于岩石的空隙性质。答案错误解析渗透系数K=kρgμ，与流体性质（密度ρ、黏滞系数μ7.在地下水径流条件好的地区，地下水往往以溶滤作用为主，矿化度较低。答案正确解析径流条件好意味着地下水交替迅速，溶解的盐分不断被带走，溶滤作用占主导，矿化度一般较低；径流滞缓地区则以蒸发浓缩为主，矿化度较高。8.完整井是指揭穿整个含水层的井。答案正确解析完整井是井底达到含水层底板、井壁揭穿整个含水层厚度的井，水从整个井壁（或过滤器全长）进入井中。非完整井则未揭穿整个含水层。9.地下水位的动态变化只受自然因素控制，与人类活动无关。答案错误解析地下水位的动态变化既受气候、水文、地质等自然因素控制，也受开采、回灌、矿坑排水等人类活动影响，后者在强烈开采区往往起主导作用。10.地下水的流速一般比地表水快得多。答案错误解析地下水在孔隙介质中渗流，流速通常极为缓慢，一般每天只有几厘米到几米，远小于地表水的流速。三、填空题（每空1分，共20分）1.地下水按含水层性质可分为__、和__三类。答案孔隙水；裂隙水；岩溶水2.岩石中水的存在形式包括__、和__。答案结合水；重力水；毛细水3.达西定律的数学表达式为__，其中v表示，K表示，J表示__。答案v=4.地下水按埋藏条件可分为__、和__三类。答案包气带水；潜水；承压水5.潜水的补给来源主要有__、和__。答案大气降水入渗；地表水渗漏；地下水侧向径流补给6.地下水化学分析中，总硬度通常以____的毫克当量数计算。答案Ca27.根据裘布依公式，承压水完整井稳定流抽水时，流量与降深成____关系。答案线性8.地下水污染物的运移方式主要包括__、和__。答案对流；水动力弥散；吸附/化学反应（也可答：对流、弥散、吸附）四、名词解释（每题4分，共20分）1.给水度答案给水度是指饱水岩石在重力作用下释出的水量与岩石体积之比。它反映岩石释放重力水的能力，数值上等于饱和含水量与田间持水量之差，即μ=2.水力梯度答案水力梯度是指沿渗流路径方向上单位距离的水头损失，即J=−dHd3.潜水答案潜水是埋藏在地表以下、第一个稳定隔水层之上、具有自由水面的地下水。它通过包气带与大气相通，直接接受大气降水入渗补给，水位自由波动。4.承压水答案承压水是充满于两个隔水层（或弱透水层）之间的含水层中的地下水。其顶面受隔水层限制，不具有自由水面，承受静水压力，当揭穿顶板后水位可上升到隔水顶板以上。5.地下水的总矿化度答案地下水的总矿化度是指地下水中所含各种离子、分子和化合物的总量，以g/L或mg/L表示。它是评价地下水化学成分和形成条件的重要指标，一般按矿化度将地下水分为淡水（<1g/L）、微咸水（1～3g/L）、咸水（3～10g/L）和盐水（>10g/L）等。五、简答题（每题6分，共24分）1.简述地下水与地表水在水质和污染特征方面的主要区别。答案(1)水质特征方面：地下水流动缓慢，交替周期长，水中溶解物质含量较高，矿化度和硬度一般高于地表水；地下水温度稳定，浑浊度低，细菌含量少，但一旦污染难以自净。(2)污染特征方面：地下水污染具有隐蔽性强、发现滞后、难以治理、恢复周期长的特点。污染物进入含水层后，在低流速条件下扩散缓慢，污染羽范围相对集中但持续作用时间长；地表水污染则直观明显、扩散快、自净能力相对较强。2.简述影响地下水补给量的主要因素。答案影响地下水补给量的主要因素包括：(1)气候因素：降水量、降水强度、蒸发量等直接影响大气降水入渗补给量；(2)包气带岩性与厚度：包气带颗粒越粗、渗透性越强，入渗补给越容易；包气带越厚，入渗路径越长，补给量越小；(3)地形地貌：地形平缓有利于降水入渗，陡坡地区地表径流流失多，补给量小；(4)植被条件：植被可截留降水、增加入渗时间和入渗量；(5)人类活动：地下水开采、灌溉回渗、水库渗漏等可改变补给条件。3.简述地下水污染的主要途径。答案地下水污染的主要途径包括：(1)间歇入渗型：污染物通过大气降水或灌溉水的淋滤作用，经包气带周期性渗入含水层，如农药化肥污染、污灌区污染；(2)连续入渗型：污水渠、污水池、渗坑等中的污水持续渗漏进入含水层；(3)越流型：污染物通过弱透水层或天窗从上部含水层越流进入下部含水层；(4)径流型：污染物通过地下径流从污染源直接进入含水层，或通过岩溶管道、裂隙等通道快速运移；(5)直接注入型：通过注水井、废井等直接将废水注入含水层。4.简述影响地下水中化学组分形成的主要作用。答案影响地下水中化学组分形成的主要作用有：(1)溶滤作用：水与岩石相互作用，岩石中矿物被溶解，使水中离子含量增加；(2)蒸发浓缩作用：在干旱半干旱地区，地下水蒸发使水分减少而盐分相对富集，矿化度升高；(3)阳离子交替吸附作用：水中某些阳离子置换岩石颗粒表面吸附的阳离子，改变水的化学组成；(4)混合作用：不同化学成分或不同矿化度的地下水混合，形成新的水化学类型；(5)脱碳酸与脱硫酸作用：在还原环境中硫酸盐被还原为硫化物，或CO六、计算与分析题（共16分）1.（8分）某潜水含水层由细砂组成，渗透系数K=8.