水文地质学基础课后思考题(附答案)

由天下分享时间：2024/9/14 1:24:56 加入收藏我要投稿点赞

第1-2章思考题

1、试概括地下水的功能及其意义。

（1）宝贵的资源：地下水分布广泛，变化稳定，水质良好，便于利用，是理想的饮用水源，也是工业、农业用水的重要供水水源。含水介质储能，夏储冬用。地源热泵。地下水景观，如古井遗址、湿地等是良好的旅游资源。

（2）重要的地质营力：地下水是物质和热量传输（温泉）及应力传递（水库诱发地震，滑坡）的载体。地下水是良好溶剂，成矿、找矿发挥重要作用。

（3）不可忽视的致灾因子：地面沉降、地裂缝、岩溶塌陷、潜蚀管涌等。地方病，如甲状腺病。

（4）活跃灵敏的生态环境因子：地下水是生态环境系统中一个最为活跃灵敏的子系统。气候、水、土壤和生物，处于相互作用的动平衡，人类活动干扰天然地下水，成为生态环境恶化的重要因素。如盐渍化（干旱－半干旱地区）、沼泽化（湿润地区）、石漠化（南方岩溶地区）、地下水污染等。

（5）极有价值的信息载体：地下水及其沉淀物、化学及微生物特征，可提供十分珍贵的环境变化信息。可预测地震，提供不同时空尺度的环境信息，水文地质找矿，可重塑历史时期及地质时期的气候变化。

2、试比较水文循环与地质循环。

水文循环：大气水、地表水、地壳浅表地下水之间的水分交换。（1）是直接循环，浅部层圈水分子直接交换。（2）循环速度快，途径短，交替迅速。（3）水文循环的驱动力是太阳辐射和重力。

（4）对于保障生态环境及人类的生存发展，至关重要。水质持续净化，水量持续更新再生。地质循环：大气圈到地幔之间发生的水分交换。

（1）是间接循环，与沉积岩、岩浆活动、岩石重结晶有关。（2）循环途径长，速度缓慢，周期长。

（3）有助于分析地层浅表和深部各种地质作用，对于寻找矿产资源、预测大尺度环境变化和深部地质灾害等均有重大意义。

第3章讨论题

1、孔隙度大和孔隙大有区别吗？

孔隙是松散岩层中颗粒及颗粒集合体之间的空隙；孔隙度是单位体积岩土（包括孔隙在内）中孔隙所占的比例。孔隙大表示松散岩层中颗粒及颗粒集合体之间的空隙大，孔隙度大指的是岩体中孔隙的比例大。前者只是对孔隙的单一形态描述，后者为孔隙在岩土体的占比。 2、粘性土孔隙度大，是含水层吗？

不是含水层。

粘性土的孔隙度大，但是孔隙很小，，并非好含水层，土粒表面有很多结合水，细小孔隙间有毛细水，这两部分水都很难释出，不具备含水条件，含水能力较弱。 3、某岩土的给水度是一个确定值吗？不是确定值。

给水度取决于颗粒大小、分选、土层结构、地下水位初始埋深、地下水位下降速度等多方面因素的影响，这些因素不是确定和统一的。当其它条件相同情况下，初始水位深度大于支持毛细水高度时，其值与理论值接近；当初水深小于毛细水高度，随着初水深下降，其值减小，直到初水深小于饱和毛细水高度，其值接近于零。水位下降速度越快，产生悬挂毛细水或孔角毛细水越多，其值越小。

4、为什么岩层裂隙是较好的地下水运移通道？

在松散岩层中，孔缝分布连续均匀，构成有统一水力联系、水量分布均匀的层状孔缝含水层。而对于坚硬基岩，由于裂缝在岩石中发育不均匀，从而导致储存其间水的分布不均匀。裂缝发育的地方透水性强，含水量多，反之，透水性弱，含水量也少。因裂缝率比孔缝率小，加之裂缝发育不均匀且具方向性，在裂缝发育密集均匀且开启性和连通性较好的情况下，裂缝水呈层状分布，并且具有良好的水力联系和统一的地下水面。在裂缝发育不均匀，连通条件较差时，通常只在岩石中某些局部范围内连通而构成若干个互不联系或联系很差的脉状含水系统，各系统之间水力联系很差，往往又无统一的地下水位。同时，裂缝水的分布和富集受地质构造条件控制明显。所以说岩层裂隙是较好的地下水运移通道。第四章

1、为什么承压含水层的弹性给水度远小于潜水含水层的重力给水度？

因为在承压含水层中，弹性给水度是当承压含水层中测压水位升降一个单位，单位水平面积含水层柱体释放或储存的水量。潜水含水层的重力给水度是指在潜水含水层中，当水位下降一个单位时，从单位面积含水层存贮体中，由于重力疏干释放地下水的体积。开采承压含水层时，释出的水量主要是由于减压水体积发生弹性膨胀。但由于水的膨胀系数很小，所以这一部分释出水量很小，由于水压下降导致的有效应力增加量很小，这一部分释出水量很小，还有有效应力增大而导致含水层微量压密。承压含水层能释出的水量远小于潜水含水层。下降单位面积单位水位时，承压含水层释出的水量要比潜水含水层小1-3个数量级。

2、如何理解“自然界中并不存在绝对的隔水层”？

含水层与隔水层的划分具有相对性，取决于应用场合及涉及的时空尺度。同一岩层，在不同场合下，可归为含水层，亦可归为隔水层。如：作为大型供水水源，供水能力强的岩层才是含水层；渗透性较差的岩层，只能看做隔水层。但对于小型供水水源，渗透性较差的岩层也可以看做含水层。再如，裂隙极不发育的基岩，无论对于供水还是矿坑排水，都是典型的隔

水层；但是对于核废料处置，就必须看做含水层。同时，从较大时间尺度考察，所有岩层都是可以渗透的

3、在实际划分含水层和隔水层时要考虑哪些因素？

从时空尺度、供水（给水能力）、排水、需求等角度来考虑。比如供水时出水量是否发到理想供水量；建大坝时水库是否渗透等；在核废料的处置等重要的工程选址时，对含水层渗透性的要求和标准更高，在考虑岩层的渗透性时，不只考虑透不透水，还要考虑通道中释放气体的湿度。

4、为什么弱透水层不能给出水，却能发生越流？

弱透水层一般为粘土层，其渗透能力低，但是在垂直层面方向上，由于渗透断面大，水力梯度大，通过垂直层面越流，与相邻的含水层发生水量交换。

第5章讨论题

1. 渗流的驱动力是什么？能态差异是地下水渗流的驱动力。

2. 地下水的质点流速、实际流速、渗透流速有何关系？

渗透流速：假想的流速，相当于渗流包括骨架与孔隙内的断面上的平均流速，也称作“达西流速”或比流量。

实际流速：水通过实际过水断面上的平均流速。此过水断面不包括骨架、不连通的死孔隙和不流动的结合水膜。

质点流速：水质点在渗流过程中某个时刻的实际流速。

三种速度的关系：渗流流速总小于实际流速，而质点流速和实际流速大小关系不一定。实际流速是各个水质点流速的再平均，渗透流速是假想的流速，质点流速才是真正意义上的地下水的流速。