1、1水文地质学的发展大体可划分为哪三个时期?1856 年以前的萌芽时期,1856 年至 20 世纪中叶的奠基时期,20 世纪中叶至今的发展时期, 21 世纪的转变时期。 3水文循环与地质循环的区别?水文循环通常发生于地球浅层圈中,是 H2O 分子态水的转换,通常更替较快;地质循环发生于地球浅层圈和深层圈之间,常伴有水分子的分解与合成,转换速度缓慢。2简述影响孔隙度大小的主要因素,并说明如何影响?影响孔隙度大小的因素有:颗粒排列情况、分选程度、颗粒形状及胶结程度。排列方式愈规则、分选性愈好、颗粒形状愈不规则、胶结充填愈差时,孔隙度愈大;反之,排列方式愈不规则、分选性愈差、颗粒形状愈规则、胶结充填愈
2、好时,孔隙度愈小。6影响给水度的因素有哪些,如何影响?影响给水度的因素:有岩性、初始地下水位埋深、地下水位降速。岩性主要表现为决定空隙的大小和多少,空隙越大越多,给水度越大;反之,越小。初始地下水位埋藏深度小于最大毛细上升高度时,地下水下降后给水度偏小。地下水位下降速率大时,释水不充分,给水度偏小。7影响岩石透水性的因素有哪些,如何影响?影响因素有:岩性、颗粒的分选性、孔隙度。岩性越粗、分选性越好、孔隙度越大、透水能力越强;反之,岩性越细、分选性越差、孔隙度越小,透水能力越弱。8简述太砂基有效应力原理?在松散沉积物质构成的饱水砂层中,作用在任意水平断面上的总应力由水和骨架共同承担。及总应力等于
3、孔隙水压力和有效应力 之和。因此,有效应力等于总应力减去孔隙水压力,这就是有效应力原理。9简述地下水位变动引起的岩土压密?地下水位下降后,孔隙水压力降低,有效应力增加,颗粒发生位移,排列更加紧密,颗粒的接触面积增加,孔隙度降低,岩土层受到压密。3地下水位的埋藏深度和下降速率,对松散岩石的给水度产生什么影响?初始地下水位埋藏深度小于最大毛细上升高度时,地下水位下降,重力水的一部分将转化为支持毛细水而保持于地下水面以上,给水度偏小;在细小颗粒层状相间分布的松散岩石,地下水位下降时,易形成悬挂毛细水不能释放出来,另外,重力释水并非瞬时完成,而往往迟后于水位下降,给水度一般偏小。2简述饱水带特征?(1
4、) 饱水带一般含有重力水和结合水。(2) 饱水带的水体是连续分布的,能传递静水压力。(3) 饱水带水在水头差的作用下可以发生连续运动。5承压水等水位线图可以揭示哪些水文地质信息?(1) 反应虚构的侧压水面的形状。(2) 确定承压水的流向。(3) 确定承压水的水力坡度。(4) 定性判断含水层的厚度与渗透性的变化。6任一承压含水层接受其它水体的补给必须同时具备哪两个条件?(1) 存在水头差。(2) 有水力联系。7一般承压水是由什么转化而来,其转化形式有哪几种?除了构造封闭条件下和外界没有联系的承压含水层外,所有承压水最终都是由潜水转化而来;或由补给区的潜水侧向流入,或通过弱透水层接受潜水的补给。1
5、为什么说含水层与隔水层的划分是相对的?含水层:能透过并给出相当水量的岩层。 (饱水带中的透水层)隔水层:不能透过并给出水或透过与给出水的数量微不足道的岩层。含水层与隔水层的划分依据决不是含水与不含水,而是岩石的透水与给水性能。2潜水有哪些特征?(1) 潜水与包气带直接相通。(2) 潜水的补给为大气降水和地表水,排泄以泉、泄流、蒸发等。(3) 潜水的动态受季节影响大。(4) 潜水的水质取决于地形、岩性和气候。(5) 潜水资源易于补充恢复。(6) 潜水易受污染。3潜水等水位线图可以揭示哪些水文地质信息?(1) 潜水面形状。(2) 潜水流向。(3) 潜水面坡度。(4) 潜水面的埋藏深度,判断地表水、
6、泉与潜水等的关系。(5) 定性反映潜水含水层的厚度和渗透性。4. 承压水有哪些特征? 承压性。 高补低排 水循环交替程度较弱。 水质变化较。1叙述达西定律并说明达西定律表达式中各项物理意义?式中:Q渗透流量;w过水断面;h水头损失( h=H1H 2,即上下游过水段面的水头差) ;I水力坡度; L渗透途径;K 渗透系数。2何为渗透流速? 渗透流速与实际流速的关系如何?水流通过整个岩石断面(包括颗粒和孔隙)的平均流速。渗透流速等于实际流速乘以有效孔隙度。3有效孔隙度与孔隙度、给水度有何关系?(1) 有效孔隙度小于孔隙度。(2) 由于重力释水时孔隙中还保持结合水和孔角毛细水乃至悬挂毛细水,所以有效孔
7、隙度大于给水度。(3) 对于孔隙大的岩石三者近似相等。4影响渗透系数大小的因素有哪些? 如何影响?影响渗透系数的因素:岩石的孔隙性和水的物理性质。岩石孔隙越大、连通性越好、孔隙度越高渗透系数越大;水的粘滞性越小、渗透系数越大。 5简述汇制流网图的一般步骤?(1) 根据边界条件绘制容易确定的等水头线和流线。(2) 流线总是由源指向汇。(3) 根据流线和等水头线正交在已知流线和等水头线间插入其它部分。6流网图一般能够反映什么信息?(1)根据补给区、排泄区判断流线的趋向(由补给区指向排泄区) 。(2) 流线密,径流强,v大;流线疏,径流弱,v 小。(3)等水位线:密,水力梯度大, k 小;疏,水力梯
8、度小,k 大。5毛细饱水带与饱水带有哪些区别?毛细饱水带是在表面张力的支持下饱水的,不存在重力水,打井时打到毛细饱水带时,没有水流入井内;饱水带的水主要是重力水,井打到饱水带时,在重力作用下,水能流入井内。6包气带水与饱水带水运动的区别是什么?(1) 饱水带只存在重力势,包气带同时存在重力势与毛细势 (2) 饱水带任一点的压力水头是个定值,包气带的压力水头则是含水量的函数;(3) 饱水带的渗透系数是个定值,包气带的渗透系数随着含水量的降低而变小。1根据受热源影响的范围,地球表层可分为哪几个带?各带的特点?地球表层可分为:变温带、常温带和增温带。(1)变温带,下限深度一般 15-30m,此带地温
9、受气温影响而发生昼夜和季节变化 ;(2)常温带,变温带下厚度极小的带,此带地温比当地平均气温高 1-2 度;(3)增温带,常温带以下,随深度增大地温有规律地升高。7地下水中硫酸根离子和重碳酸根离子的来源有哪些?地下水中硫酸根离子来自:(1) 含石膏或其它硫酸盐的沉积岩的溶解 ;(2) 硫化物的氧化;(3) 人为污染。重碳酸根离子来自:(1) 含碳酸盐的沉积岩的溶解; (2) 岩浆岩与变质岩的风化溶解。2松散沉积物中存在哪两种降水入渗形式? 二者有什么不同?两种形式为:捷径式和活塞式。两者不同点:(1) 活塞式下渗是年龄较新的水推动其下的年龄较老的水,始终是老水先到达含水层;捷径式下渗时新水可以
10、超前于老水到达含水层;(2) 对于捷径式下渗,入渗水不必全部补充包气带水分亏缺,即可下渗补给含水层。3河水补给地下水时,补给量的大小取决于哪些因素?(1) 透水河床的长度与浸水周界的乘积;(2) 河床透水性;(3) 河水位与地下水位的高差;(4) 河床过水时间。8地下水的补给与排泄对地下水的水质是如何影响的?地下水补给对水质的影响主要取决于补给源的水质。径流排泄是盐随水走;蒸发排泄是水走盐留。2影响河水补给地下水的主要因素有哪些? 如何影响 ?影响因素有:透水河床的长度与浸水周界的乘积、河床透水性、河水位与地下水位的高差、河床过水时间。透水河床的长度与浸水周界的乘积越大,河床透水性愈强,河水位
11、与地下水位的高差愈大,河床过水时间愈长,补给量愈大;反之,愈小。2.地下水含水系统与地下水流动系统共同点:(1) 两者都摆脱了长期统治水文地质界的含水层思维,不再以含水层作为基本的功能单元;(2) 力求用系统的观点去考查、分析与处理地下水问题。3.地下水含水系统与地下水流动系统不同点:(1) 地下水含水系统的圈定,通常以隔水或相对隔水的岩层作为系统边界流动系统以流面为边界。(2) 流动系统受人为因素影响比较大;含水系统受人为影响小。(3) 控制含水系统发育的,主要是地质结构;控制地下水流动系统发育的,是自然地理因素。4.地下水流动系统的水动力特征和水化学特征:A、水动力特征:(1)高势区(势源
12、):地下水由上至下运动; (2)低势区(势汇):地下水由低向上运动; (3)垂向运动中:由上至下:势能除克服摩擦消耗部分能量外,势能压能转化; 由下至上:部分储存的压能释放转化为势能;(4)流动方向的多样性:存在水流由上至下、由下至上和水平运动;(5)流动系统的多级性。B、水化学特征:1 显示出很好的水化学分带。地形复杂同时出现局部、中间、区域流动系统时,以垂直分带为主。地形变化简单区域则呈水平分带。 2 在水流相汇流处(水动力圈闭带)与相背分流处(准滞留带):水流发生变化,常成为水化学积聚区或圈闭带 。3 地下水流动系统的不同部位,发生的主要化学作用不同。3影响潜水动态的地质因素有哪些? 如
13、何影响?影响因素有:包气带厚度与岩性、给水度。包气带岩性细,厚度大时,相对于降水,地下水位抬升的时间滞后与延迟愈长;反之,地下水位抬升的时间滞后与延迟小。给水度愈小,水位变幅愈大,反之,给水度愈大,水位变幅愈小。4影响承压水动态的地质因素有哪些? 如何影响?影响因素有:含水层的渗透性和厚度、给水度、补给区范围、隔水顶底板的垂向渗透性。离补给区近时,水位变化明显;远离补给区,水位变化微弱,以至于消失。补给范围越大,含水层的渗透性越好,厚度越大,给水度越大,则波及的范围愈大;反之,波及范围小。隔水顶底板的垂向渗透性越好,地下水位变幅越大;反之,越小。5写出潜水均衡方程? 并说明各项的意义?潜水均衡
14、方程式:Xf (降水入渗补给量)+ Yf (地表入渗补给量)+ Zc(凝结水补给量) + Wu1 (上游断面潜水流入量)+ Qt (下伏半承压含水层越流补给潜水水量) - ( Zu(潜水腾发量)+Qd(潜水以泉或泄流形式排泄量)+Wu2 (下游断面潜水流入量)) = h(均衡期始末潜水储存量变化)4研究地下水动态与均衡有哪些意义?(1)在天然条件下,地下水的动态是地下水埋藏条件和形成条件的综合反映。(2)地下水动态是均衡的外部表现,可利用地下水动态资料计算地下水的某些均衡要素。地下水动态资料是地下水资源评价和预测时必不可少的依据。(3)计算的地下水允许开采量,必须能经受地下水均衡计算的检验。(
15、4)研究均衡状态,预测地下水水量、水质及与地下水有关的环境地质作用的变化及发展趋势。1孔隙水的特点:(1) 水量在空间分布相对均匀,连续性好; (2) 孔隙水一般呈层状分布;(3) 同一含水层中的孔隙水具有密切的水力联系和统一的地下水面;(4) 孔隙水的流动大多数呈层流,符合达西定律。3洪积平原中地下水的特点:由河道向河间洼地有如下特征:(1) 岩性由粗变细;(2) 渗透性由好变差,水位埋深由大变小;(3) 补给条件由好变差,排泄由径流为主转化为蒸发为主;(4) 矿化度由大变小。1裂隙水有哪些特点:(1) 水量在空间分布不均匀,连续性差;(2) 裂隙水的分布形式可呈层状,也有的呈脉状;(3)
16、裂隙水的水力联系差,往往无统一的地下水面;(4) 裂隙流动具明显的各向异性。3断层带的水文地质意义何在?对于供水:(1)隔水断层:断裂带本身不含水,但上盘或下盘岩层如果裂隙发育(脆性岩石) ,具有较好的汇水条件,可成为富水地段打断层两侧的岩层。(2)透水断层:断裂带本身富水,若断层勾通上、下含水层,则使富水性增强打断层。对于矿山排水:(1)隔水断层:若断层一侧岩层富水,则开采矿床时,不能打穿断层,以防地下水涌入矿坑保护断层。(2)透水断层:为防止地下水涌入矿坑留设防水矿柱。4我国南北方岩溶有哪些差异?造成这些差异的因素有哪些?南方岩溶及岩溶水:(1)岩溶发育程度:南方岩溶发育比较充分,岩溶现象
17、较典型,地表可有峰丛、峰林、溶蚀洼地、溶斗、落水洞、竖井等,地下多发育较为完成的地下河系;(2)介质均匀性:岩溶含水介质常是高度管道化与强烈不均匀的,岩溶岩对降水的响应十分灵敏,流量季节变化很大;(3)岩石成分:岩溶区多分布巨厚到块状的纯净碳酸盐岩,多发育有裸露型岩溶,介质可溶性强,受构造应力时易形成稀疏而宽大的裂隙。 (4)地质构造:地质构造上属于较紧密的褶皱,向斜核部多易发地下河系。降水充沛,补给强。北方岩溶及岩溶水:(1)岩溶发育程度:北方岩溶发育多不完整,地表少有溶斗、落水洞等,地表多呈常态的山形;(2)介质均匀性:含水介质相对均匀,成井率较高,岩溶大泉汇水面积大,流量相对稳定;(3)
18、岩石成分:含水介质-碳酸盐岩一般成层较薄,夹泥质与硅质夹层,多与非可溶岩互层,多发育覆盖型岩溶;介质可溶性差,形成密集、均匀而短小的构造裂隙;(4)地质构造:因多为宽缓的向斜或单斜,不利于水流的集中分布、降水少,水的侵蚀力弱,岩溶发育弱。1过量开采地下水引起的环境问题?(1) 开采条件恶化,资源枯竭 ;(2) 破坏了原有的水文循环,如泉水干枯等;(3) 沼泽、湿地被疏干;(4) 造成土地砂化、植被衰退;(5) 地面沉降;(6) 岩溶地面塌陷;(7) 海水入侵;(8) 水质恶化。2过量补充地下水引起的环境问题?(1) 引起土壤的次生沼泽化;(2) 引起土壤盐渍化及地下水咸化; (3) 孔隙水压力增大,有效应力减小,导致斜坡土石体失稳;(4) 水库诱发地震。3一个完整的水文地质研究包括哪几个步骤?(1) 收集与提取信息;(2) 将信息加工组织成一个反应所研究系统本质的概念模型;(3) 建立物理模型或数学模型;(4) 利用数学模型进行仿真模拟;(5) 经过检验后的数学模型可用来模拟系统未来的行为(预测) ,或者求解采取不同人为措施时系统的响应(决策模拟) 。