水文地質學基礎

1、中國地質大學（北京）2002年碩士研究生入學考試試題試題名稱：水文地質學基礎試題代碼：610一、名詞解釋（每題4分，共24分）持水度含水層上層滯水水力梯度地下水均衡巖溶水二、判斷正誤（正確打，錯誤打，每題2分，共10分）含水層的滲透系數(shù)越大，該含水層越富水。（）并不是多孔介質的孔隙度越大給水度也越大。（）多孔介質中的滲透速度不等于地下水的實際流速。（）地下水位動態(tài)變化完全取決于地下水補給量的大小。（）所有隔水層都是不含水和不透水的巖層。（）三、以下圖（a）、（b）、（c）所示為三個含水層剖面示意圖，假定地下水為穩(wěn)定運動，試繪出各自的地下水位（水頭）曲線示意圖。（6分）四、簡述地下水化學成分的主

2、要形成作用。（15分）五、簡述地下水資源的特征。（15分）六、試論述地下水開發(fā)利用過程中的問題。（30分）試題三圖（a）HU，K1>K2試題三圖（b）常數(shù)2004年碩士研究生入學考試試題試題名稱水文地質學基礎20分）2試題代碼：415解釋概念（每題1. 孔隙度2. 承壓水3. 毛細水4. 溶濾水5. 溢流泉6. 巖溶分析解釋（每題1.達西定律2.脫碳酸作用3. 裂隙水的基本特點4. 地下水系統(tǒng)5. 地下水補給資源及其供水意義畫出下面降雨入滲條件下河間地塊剖面的流網(wǎng)（畫出流線、等水頭線，標出鉆孔中的水位。四、闡述影響降雨入滲補給地下水的因素（25分）五、論述人類影響下地下水動態(tài)的基本類型并

3、分析其成因（25分）中國地質大學（北京）2005年碩士研究生入學考試試題試題名稱：水文地質學基礎試題代碼：415一、請指出下列相關概念的區(qū)別（每題6分，共30分）1. 孔隙度、孔隙比2. 潛水、承壓水3. 蒸發(fā)、蒸騰4. 溶濾作用、濃縮作用非均質性、各向異性二、填空（每題6分，共30分）含水層從外界獲得補給的方式包括2.溶解了大量CO2的地下水在溫度或壓強時將發(fā)生脫碳酸作用。3. 某水源地附近一口泉的流量發(fā)生衰減，可能原因是,等某土柱滲流試驗如下圖所示，土樣A和B被透水石隔開，土柱頂部水位保持恒定，當?shù)撞颗潘髁糠€(wěn)定為Q時，所測得的測壓管水位H已經(jīng)在圖中標出，用Ka和Kb分別表示A和B的滲透系

4、數(shù)，貝UKb是Ka的倍。H=70cmH=60cmH=53cmH=23cm4. 在無入滲補給而有蒸發(fā)排泄的條件下，如果潛水含水層地下水水位逐漸下降，其上部包氣帶的含水量將，而地下水蒸發(fā)強度將，這時潛水面（填"是”或者“否”）還可以看作流面。三、綜合分析題（20分）圖2中有一個由隔水斷層和弱透水層圍成的均質各向同性孔隙含水層，補給區(qū)接受大氣降水補給。區(qū)域內發(fā)育泉A和B,而鉆孔W1W4的濾水管均位于孔底。請完成（1）比較W1和W2鉆孔水位高低，比較W3和W4鉆孔水位高低（可畫圖表示）；（2）指出泉A和B屬于上升泉還是下降泉；（3）圖3中的兩個泉流量曲線分別屬于泉A和B,請指出哪一個（實線或

5、虛線）屬于泉A,哪一個（實線或虛線）屬于泉B;（4）如果在W4中投入某放射性物質，在W1和W2中哪個孔最先觀察到？W地下水位圖3泉流量示意圖圖2含水系統(tǒng)示意圖區(qū)口鉆孔濾水管四、簡述地下水向集中排泄點一一泉的方向流動時，流速將如何變化（10分）五、簡述影響大氣降水補給地下水的因素（10分）六、論述裂隙含水層與孔隙含水層的不同特點（25分）七、論述人類對地下水的利用可能引發(fā)哪些環(huán)境問題并說明原因（25分）中國地質大學（北京）2006年碩士研究生入學考試試題（B卷）試題名稱：水文地質學基礎試題代碼：415、請解釋下列概念（每題6分，共30分）1.蒸騰2.裂隙率3.水力梯度4.鈣華5.下降泉、辨析題（

6、每題6分，共30分）1.沙漠地區(qū)降雨量很少，所以沙漠地區(qū)的地下水沒有補給來源。1. 松散巖層的給水度雖然經(jīng)驗上被認為是固定的參數(shù)，但實際上也隨時間變化，并且總是小于孔隙度。2. 潛水埋深越小，蒸發(fā)越強烈，降水入滲補給系數(shù)也越大。3. 含水層孔隙度越大，則滲透系數(shù)越大。4. 農業(yè)灌溉管理不善，導致土地鹽堿化，這是溶濾作用的結果。三、簡述給水度的含義及其與巖性的關系？（10分）四、畫出下面降雨入滲條件下河間地塊剖面的流網(wǎng)（畫出流線、等水頭線，標出鉆孔中的水位）（10分）/圖1河間地塊潛水含水層（題四）五、簡述地下水資源的可恢復性（15分）六、論述碳酸鹽巖含水層的水化學特征和地下水運動特征（25分）

7、七、綜合分析題（30分）圖2和圖3顯示了某地區(qū)天然狀態(tài)和人類活動影響下的地下水系統(tǒng)特征圖，其中弱透水層為高壓縮性的含砂粘土層。（1）簡述圖中所反映的水文地質條件。（2）分析人工開采地下水導致地下水系統(tǒng)發(fā)生了哪些變化。（3）分析本地區(qū)開采深層地下水最可能會引發(fā)哪些環(huán)境問題。圖2天然狀態(tài)下的地下水系統(tǒng)底！wTflifR（水曲遇水早n3-透術由4-一手*水果配地A一-亢動崖塊恿界l日一子色水系維代號lg子濫勃泉琉弋號由.Bi、也分別為白流幼系就的區(qū)域的一中R怕與蜀鄂的于液新系統(tǒng)圖3人類活動影響下的地下水系統(tǒng)】一水基底】Z相財隔水材弱透水點），3透水晨*4地下水開果中心1：5堆下水位£6-直

8、蚓h丁一子含水系統(tǒng)界線48于含水搴統(tǒng)代號中國地質大學（北京）2006年碩士研究生入學考試試題（A卷）試題名稱：水文地質學基礎試題代碼：415一、請解釋下列概念（每題6分，共30分）1 .徑流系數(shù)2. 上層滯水3. 結合水4. 溶濾作用越流二、填空（每題6分，共30分）1. 地下水的排泄方式包括,等。.溶解了大量CO2的地下水在溫度或壓強時將發(fā)生脫碳酸作用，并導致地下水礦化度,pH值。.某開采井在一承壓含水層抽水，附近觀測孔觀測到該承壓含水層水頭下降了6m,則該處含水層有效應力將，含水層上部粘性土蓋層的孔隙水壓力將、密度將、滲透系數(shù)將c（填“增大”或“減小”）4. 在一次滲流試驗中，細砂（A-B

9、段）和粉砂（C-D段）被填入斷面呈圓形的水平柱形容器中，如圖1所示，入口與出口流量穩(wěn)定為Q,測壓管水面高度分別為hA、hB、he、hD,CD之間距離為15cm,AB之間距離為10cm，直徑d2是d1的2倍，已知hAhB=3cm,hehD=9cm,則細砂滲透系數(shù)是粉砂滲透系數(shù)的倍,從B斷面到C斷面，滲透流速的變化趨勢是。圖1細砂（左）和粉砂（右）串聯(lián)滲流試驗圖5. 承壓含水層出現(xiàn)自流井的條件是;發(fā)育在風化裂隙帶的泉屬于（填“上升泉”或“下降泉”）；地表水（河、渠等）橫斷面的濕周是（填“等水頭線”或“流線”）。三、綜合分析題（20分）根據(jù)云南永仁地質隊的調查，云南省永仁三疊紀煤系地層的巖性，自南向

10、北由礫巖、粗砂巖漸變?yōu)榧毶皫r，巖層的裂隙率、裂隙寬度及鉆孔涌水量也相應的由大變小，如下圖所示。圖2永仁砂巖的巖相變化與裂隙率及單位涌水量關系圖請根據(jù)這些信息對以下問題進行分析：（1）地裂隙砂巖地層的空隙類型有哪些？地下水在其中賦存具有什么特征？（2）單位涌水量、裂隙率、巖石顆粒大小以及砂巖地層透水性之間，是什么關系？四、簡述流網(wǎng)圖的要素和用途（10分）五、簡述大氣降水入滲系數(shù)的含義和野外確定方法（10分）六、論述承壓水的補給類型及其補給條件對地下水水位動態(tài)和上升泉流量動態(tài)的影響（25分）七、從含水層的性質、補給和排泄條件等角度，對地下水資源的可調節(jié)性進行論述（25分）中國地質大學（北京）200

11、7年碩士研究生入學考試試題（B）試題名稱：水文地質學基礎試題代碼：415一、簡述下列基本概念：（每小題5分，共20分）1、地下水系統(tǒng)2、流網(wǎng)3、地下水動態(tài)4、越流二、簡述我國水文循環(huán)概況。（20分）三、某中生代碎屑沉積地層的巖性分為泥巖、粉砂巖、砂質泥巖、細砂巖、中砂巖5種，請分別按它們的孔隙度、富水性、滲透系數(shù)、給水度值的相對大小，對上述5種巖性進行由大到小的排序。（每序列5分，共20分）。四、在某區(qū)域地下水流動系統(tǒng)內，地下水的水質類型（按陰離子分類）分為：（A）Cl-、（B）HCO3-、（C）HCO-SO42一、（D）SO2-四種，請根據(jù)地下水從補給區(qū)到排泄區(qū)的徑流順序，將上述水質類型排序

12、，并說明理由。（20分）五、某均質各向同性潛水含水層的隔水底板水平，穩(wěn)定地下水運動的垂向速度分量忽略不計，沿地下水流線切一條剖面，邊界條件如題5圖所示，已知觀測孔水位h、h2和觀測孔間距1,單寬流量為q。試建立微分方程，并推導滲透系數(shù)K的計算公式。（20分）b1X-oxT題5圖（25分）?（25分）六、繪出典型地下水流動系統(tǒng)與巖溶發(fā)育垂直分帶示意剖面圖，并說明地下水循環(huán)特征。七、請論述，為什么"潛水與承壓水由于排泄方式及水交替程度不同，動態(tài)特征也不同。中國地質大學（北京）2008年碩士研究生入學考試試題（A卷）標準答案及評分參考試題名稱：水文地質學基礎試題代碼：834一、名詞解釋（每

13、條5分，共40分）水文循環(huán)：地球上各種形式的水，在太陽輻射和重力的共同作用下，以蒸發(fā)、降水和徑流等方式周而復始進行的。給水度：地下水位下降一個單位深度，從地下水位延伸到地表的單位水平面積巖石柱體，在重力作用下釋出水的體積。含水層：是指能夠透過并給出相當數(shù)量水的巖層。潛水：飽水帶中第一個具有自由表面的含水層中的水。地下水動態(tài)：含水層個要素（如水位、水量、水化學成分、水溫）隨時間的變化。含水系統(tǒng)：由隔水或相對隔水巖層圈閉的，具有統(tǒng)一水力聯(lián)系的含水巖系。陽離子交替吸附作用：巖土顆粒表面帶有負電荷，能夠吸附水溶液中的陽離子。在一定的條件下，顆粒將吸附地下水中某些陽離子，而將其原來吸附的部分陽離子轉為地

14、下水中的組分，該作用即為陽離子交替吸附作用。儲存資源：含水系統(tǒng)在地質歷史時期積累保存下來的水量。二、推導題（20分）,兩條河流的水設一假想的河間地塊承壓水穩(wěn)定運動，該含水層水平等厚，已知幾何尺寸（如圖所示）位分別為hi和h2,滲透系數(shù)Ki/K2=0.5，試求出：（1）含水層的單寬流量表達式；（2）承壓含水層的壓力線表達式。題二圖圖中的符號：Ki、K2承壓含水層的滲透系數(shù)（m/d）;M承壓含水層的厚度（m）;q承壓含水層的單寬流量（m2/d）；hi、h2一分別為兩河流的穩(wěn)定水位標高（m）解:設在1/2L處，承壓含水層的水位為h,根據(jù)達西定律該含水層的單寬流量q為:ILiha-hq4二土M一二Ka

15、芝L興整理得:則:h,h411一h,2h«Q二二奇七竺二-B-iirJ1LJL在等厚均值承壓含水層中，地下水位線為直線，設h為隨x方向變化的承壓含水層水位線，并注意到如下三個點出的地下水位值：h=hi，在x=0h=(hi+2h2)/3，在x=0.5Lh=h2,在x=L由此可以得到:上-%2hah32(ht-h3)0<x<CL5L3L0.5L<L評分標準：作對（1）,15分；（2）5分。如果思路正確而答案有誤，則適當減分。1. 三、簡答題（每題15分，共60分）簡述巖石中水的作用力以及水分存在的形式巖石中的水主要受到分子力、毛細力和重力的作用，相應以結合水、毛細水和重

16、力水的的形式存在于巖石的空隙之中。巖石表面帶有電荷，而水分子又是偶極體，由于靜電吸引，巖石表面具有吸附水分子的能力，這種作用力稱為分子力，所吸引的水分稱為結合水。越靠近固體表面，吸引力越大，其水分稱為強結合水（吸著水）；而遠離固體表面吸引力減弱，其水分稱為弱結合水（薄膜水）。強結合水由于受到巨大的分子吸力,其物理化學性質與常壓下的水有很大區(qū)別，一般不易流動，弱結合水水膜在一定的壓力下可以變化。在固、液、氣三相界面處，由于液體表面張力而產(chǎn)生的附加表面壓力稱為毛細力，被毛細力而吸附的水分稱為毛細水。根據(jù)毛細水所存在的位置可分為支持毛細水、懸掛毛細水和孔角毛細水。毛細水具有一性水的物化性質，容易被植

17、物吸收，地球的吸引力即重力，受重力影響大而受分子力、毛細力影響很小的那部分水稱為重力水。重力水可以在重力的作用下運動，也可以傳遞壓力。評分標準：三個作用力和水的存在形式5分。2. 簡述潛水和承壓水的特點和差異潛水為飽水帶中第一個具有自由表面的含水層中的水。由于無隔水頂板，潛水能積極參與水循環(huán)，其動態(tài)隨季節(jié)變化明顯，地下水也易收污染。充滿于兩個隔水層（弱透水層）之間的含水層中的水稱為承壓水。其特點是：具有承壓性-承壓含水層水頭高于隔水頂板，由于隔水地板的存在，參與水循環(huán)不積極，超采后不易恢復，同時相對于潛水含水層不易受污染，動態(tài)隨季節(jié)不變化明顯。潛水含水層與承壓含水層在釋水機理上不同，潛水含水層

18、為重力釋水，給水度一般為10-210-1；承壓含水層為彈性釋水，儲水率一般為10-410-6。評分標準：定義、循環(huán)、易污染性、動態(tài)、釋水機理各3分。答題的完整性適當扣分。3. 簡述海相淤泥水化學成分形成過程中的脫硫酸作用（生物還原作用）海相淤泥水為富含有機質和微生物的還原環(huán)境，在該環(huán)境下，脫硫細菌能使硫酸鹽還原：RSO4+C+2H2O=RS+CO2+2H2ORS+CO2+H2O=RCO3+H2S脫硫細菌是依靠硫酸鹽中氧而生存的厭氧細菌。作用的結果是水中硫酸根含量極低，往往有硫化氫，重碳酸根離子含量升高。評分標準：寫出基本原理10分，化學反應方程式5分。4. 簡述河流由山區(qū)到平原，不同的地貌位置

19、河流與地下水的補排關系。河流有山區(qū)到平原，在不同的地貌單元，河流與含水層的補排關系一般規(guī)律是：山區(qū)：由于地形切割較深，一般情況下是地下水補給河流，形成基流，對于全排型流域，山區(qū)地下水在出山口前全部轉化為地表水。沖洪積扇頂部一般為巨厚的單一砂卵礫石層，相對于沖洪積平原地勢高，河流出山后沿河道大量滲漏補給地下水。沖洪積扇扇緣地帶（溢出帶）：在該地帶沉積顆粒由粗變細，由單一結構變?yōu)槎鄬咏Y構，由于淺層細顆粒沉積物增加，地下水水平流動受阻，水位雍高，在地勢低洼、河流溝谷處，地下水以泉的形式出露補給地表水，形成地下水溢出帶。沖積平原：該地帶地下水與地表水補排關系較為復雜，不同的河流-含水層結構，其補排關系

20、各不相同。一般情況下，豐水期河水位高于地下水位，河流補給地下水，而枯水期地下水位高于河水位，地下水補給河水。而在某些大的沖積平原，河床應強烈的堆積作用而形成地上懸河，河水經(jīng)常性的補給地下水。評分標準：四個地貌單元的補排關系各3分，答題的完整性適當扣分。四、論述題（30分）試論述人類活動對地下水所產(chǎn)生影響。應從以下幾個方面回答該問題：（1）過量開采地下水造成的環(huán)境影響地下水資源逐步枯竭、泉流量和河流基流量減少或消失、濕地退化和消失、植被衰退和土地沙漠化、地面沉降、巖溶塌陷、海鮮水入侵（2）過量補充地下水造成的環(huán)境影響水位上升造成：土地次生鹽漬化、滑坡水庫地震等地質災害問題、建筑物抗浮（3）污染物

21、進入含水層造成的地下水污染主要污染源：固體垃圾、生活污水和工業(yè)廢水、農用肥料和農藥污染途徑：包氣帶厚度和巖性注意對重要的環(huán)境問題要適當闡述原因和機理，最好舉例說明。評分標準：答對（1）15分，答對（2）10分；答對（3）5分，若沒有闡述原因機理、沒有舉例，或所列條目不全，適當扣分。B卷）中國地質大學（北京）2008年碩士研究生入學考試試題（標準答案試題名稱：水文地質學基礎試題代碼：834一、給出下列各組名詞的定義，并簡要說明各組內兩個名詞的關系或差異（每條15分，共45分）給水度與持水度給水度：地下水位下降一個單位深度，從地下水位延伸到地表的單位水平面積巖石柱體，在重力作用下釋出水的體積。持水

22、度：地下水位下降一個單位，單位水平面積巖石柱體中反抗重力而保持于巖石空隙中的水量。給水度+持水度=有效孔隙度地下水動態(tài)與均衡地下水動態(tài)：含水層各要素（如水位、水量、水化學成分、水溫）隨時間的變化。地下水均衡：某一均衡區(qū)，在一定均衡期內，地下水水量（或鹽量、熱量）的收支代數(shù)和等于該區(qū)域內地下水儲存量（或鹽儲量、熱儲量）的變化量。均衡是地下水動態(tài)變化的內在原因，動態(tài)則是地下水均衡的外部表現(xiàn)。補給資源與儲存資源補給資源：地下水多年平均年補給量。儲存資源：含水系統(tǒng)在地質歷史時期積累保存下來的水量。補給資源可以保持供水的長期持續(xù)，儲存資源則利用其調節(jié)能力保證供水的均衡穩(wěn)定。評分標準：每個名詞定義6分，組

23、內兩個名詞的關系或差異3分。二、推導題設有一假想的河間地塊地下水做承壓一無壓穩(wěn)定運動，該含水層均質等厚，底板水平，標高為0。已知幾何尺寸（如圖所示），兩條河流的水位分別為hi和h2,滲透系數(shù)為K,試求出：（1）承壓轉無壓的位置L1的表達式；（2）承壓一無壓穩(wěn)定流的單寬流量公式。（20分）題二圖圖中符號：K一含水層的滲透系數(shù)（m/d）;M一承壓含水層的厚度（m）;q一含水層的單寬流量（m2/d）；hi、h2分別為兩河流的穩(wěn)定水位標高（m）o解:設在距離左河流Li的位置上地下水由承壓轉為無壓狀態(tài),承壓含水層的單寬流量qi為:在無壓狀態(tài)，含水層的單寬流量q2為:分離變量，并積分:則:根據(jù)水流連續(xù)性理

24、論，q=q2=q,有:整理得:將上試帶入qi表達式中，經(jīng)整理得:評分標準:二、簡述題七=KMdh七=一hi-M函M2-埠=2Mhnb,-M2Mbx-M2-hl=KA2L作對（1）,15分；（2）5分。如果思路正確而答案有誤，則適當減分。（每題15分，共60分）1.達西定律及其適用條件:多孔1856年，法國水力學家達西通過大量的滲流試驗，得到了多孔介質的滲透定律（即達西定律）介質中流體的滲透速度與水力梯度成正比?？捎孟率奖硎荆篤=KI式中：V一滲透速度（LT-1）,它是一個假想的速度，是假設水流通過包括骨架與空隙在內的斷面時所具有的一種虛擬流速，V=neu,u一平均實際流速，ne一多孔介質的有效

25、空隙度。I一水力梯度（無量剛），為沿滲透途徑水頭損失與相應滲透途徑長度的比值。K一滲透系數(shù)（LT-1）,表征多孔介質滲透性能的參數(shù)，在數(shù)值上等于滲透速度與水力梯度的比值，該值愈大，說明多孔介質的滲透能力越強。實際上，滲透系數(shù)還與液體的物理性質有關，如液體的粘滯性、容重等，一般研究地下水運動時，這些因素因變化不大可以忽略。達西定律的適用范圍為雷諾數(shù)（Re）小于1-10之間的層流，大部分地下水運動度符合達西定律。評分標準：寫出達西定律表達式5分；給出公式中各符號的意義5分；適用條件5分。2. 簡述潛水和承壓水的特點和差異潛水為飽水帶中第一個具有自由表面的含水層中的水。由于無隔水頂板，潛水能積極參與

26、水循環(huán)，其動態(tài)隨季節(jié)變化明顯，地下水也易收污染。充滿于兩個隔水層（弱透水層）之間的含水層中的水稱為承壓水。其特點是：具有承壓性-承壓含水層水頭高于隔水頂板，由于隔水地板的存在，參與水循環(huán)不積極，超采后不易恢復，同時相對于潛水含水層不易受污染，動態(tài)隨季節(jié)不變化明顯。潛水含水層與承壓含水層在釋水機理上不同，潛水含水層為重力釋水，給水度一般為10-210-1；承壓含水層為彈性釋水，儲水率一般為10-410-6。評分標準：定義、循環(huán)、易污染性、動態(tài)、釋水機理各3分。答題的完整性適當扣分。3. 溶濾作用有別于溶解作用的特點主要表現(xiàn)在哪兩個方面？（1）時間上的階段性：比如巖層中原來含有包括氯化物、硫酸鹽、碳酸鹽及硅酸鹽等各種礦物鹽類。開始階段，氯化物易溶，被水流帶走而貧化，相對易溶