水文地質學期末復習(整理)

1、水文地質學期末復習1、 水文地質學：以地下水為研究對象，研究地下水在與巖石圈、地幔、水圈、大氣圈、生物圈和人類活動相互作用下，其水量與水質在時間和空間上的變化規(guī)律，以及對各個圈層產生的影響，并且利用這些規(guī)律去興利除害，為人類服務。2、 試概括地下水的功能及其意義地下水的功能有多種，大體上可以概括為資源因子、地質營力、質災因子、生物環(huán)境因子和信息載體等方面。（然后分點寫）重要的資源：地下水資源是水資源的重要組成部分，是生命之源，用于灌溉、飲用，特別是在我國北方，地下水資源是其最主要的飲水來源；地下水資源是重要的礦產資源，如含有某些特殊元素（溴、碘、鋇）的地下水，是良好的工業(yè)原料；含水介質儲存廢物

2、（溫室氣體、核廢料）如水封油；地下水景觀是良好的旅游資源（泉水、溫泉、濕地）；地下水資源是寶貴的熱能資源；地下水還具有儲能的功能。（根據題目的分值適當作答）重要的地質營力：地下水是物質與能量傳輸載體，是良好的溶劑，使得成礦元素遷移、聚集。不可忽視的致災因子：如礦床開采過程的透水事故，地下水過度開采導致的地面沉降、地裂縫，巖體失穩(wěn)位移等?；钴S靈敏的生態(tài)環(huán)境因子：生態(tài)系統(tǒng)是一個十分復雜的巨系統(tǒng)，而地下水是其中一個非?；钴S靈敏的因子，一般而言氣候、土壤、水、生物處于一個相互作用的和諧動態(tài)平衡狀態(tài)，一旦地下水遭到破壞，一系列的不良生態(tài)環(huán)境將層出不窮。如土地沙漠化、鹽堿化等極有價值的信息載體：地下水作為

3、應力的傳遞者，同時又是在流動，所以地下水水位、水量、水溫、水化學成分變化或異?？梢蕴峁┞癫卦诘叵碌脑S多信息。如地震預報、地質作用與演變等。3、 水文循環(huán)：發(fā)生于大氣水、地表水與地表淺層的巖石空隙中地下水之間的水分交換。太陽輻射與重力為驅動，以降水、蒸發(fā)、徑流而周而復始。4、 水的地質循環(huán)：地球淺層圈和深層圈之間水的相互轉化過程5、 水文循環(huán)與地質循環(huán)的比較6、 孔隙度大小、給水能力、透水能力的影響因素孔隙度的影響因素：松散巖石是由大小不等的顆粒組成的，顆?；蝾w粒集合體之間的空隙，稱為孔隙。孔隙度的大小主要取決于分選程度及顆粒排列情況，另外顆粒形狀及膠結充填情況也影響孔隙度。對于粘性土，結構及次

4、生孔隙常是影響孔隙度的重要因素。給水能力影響因素：單位體積飽水巖石體在重力作用下自由釋出的水的體積稱為給水度 。給水度的大小與巖性、初始地下水位埋藏深度以及地下水位下降速率等因素有關。巖性對給水度的影響主要表現為空隙的大小與多少。顆粒粗大的松散巖石，裂隙比較寬大的堅硬巖石，以及具有溶穴的可溶巖，空隙寬大，重力釋水時，滯留于巖石空隙中的結合水與孔角毛細水較少， 理想條件下給水度的值接近孔隙度、 裂隙率與巖溶率。相反，若空隙細?。ㄈ缯承酝粒?，重力釋水時大部分水以結合水與懸掛毛細水形式滯留于空隙中，給水度往往很小。地下水位下降速率重力釋水并非瞬時完成，而往往滯后于水位下降；迅速釋水時大、小孔道釋水不

5、同步，大的孔道優(yōu)先釋水，在小孔道中形成懸掛毛細水而不能釋出。透水能力的影響因素：巖石允許水透過的能力，稱為滲透性。決定透水性好壞的主要因素是孔隙大??；只有在孔隙大小達到一定程度，孔隙度才對巖石的透水性起作用，孔隙度愈大，透水性愈好。（即是影響孔隙度的因素+有效孔隙度）7、 研究空隙的意義巖石空隙是地下水儲存場所和運動通道?？障兜亩嗌佟⒋笮?、形狀、連通情況和分布規(guī)律，對地下水的分布和運動具有重要影響。從而知道空隙中地下水的賦存形式、分布及運動規(guī)律，為地下水的研究提供重要的理論依據。8、 弱透水層：本身不能給出水量，但在垂直層面方向能夠傳輸水量的巖層。如粘土層9、含水層、隔水層概念的相對性（巖層滲

6、透性能的相對性）利用地下水的工作供水水源（需要水量）A）在利用地下水供水時，某一巖層能夠給出的水量較小，對于水源豐沛、需水量很大的地區(qū)，由于遠不能滿足供水需求，而被視為隔水層；B）在水資源匱乏、需水量較小的地區(qū)，就可以被視為含水層。排除地下水的工作工程防滲（杜絕水量）如某種巖層的滲透性較低，從供水的角度來說，它被視作隔水層；但是從水庫滲漏的角度出發(fā)，這種滲漏量就不容忽視，依舊視作隔水層就不合適了。時間尺度：W = Q*×t = = K ×* I ×w* t巖石的各向異性：以沉積巖為例，由于不同巖性層的互層，有的層次發(fā)育裂隙或溶穴，垂直方向上是隔水的，但在順層的方向

7、上都是透水的。例如，薄層頁巖和石灰?guī)r互層時，頁巖中裂隙接近閉合，灰?guī)r中裂隙與溶穴發(fā)育，便成為典型的順層透水而垂直層面隔水的巖層。10、 應用達西定律推斷含水層巖性或厚度的變化達西定律：Q=KIA，Q=VA故V=KI,從圖中可以看出，水利梯度在變小，由Q=KIA可知，I在變小，而Q不變，則K或A發(fā)生變化。即K變大或A變大，當K變大時，即巖性發(fā)生變化，其滲透性變大；當A變大時而巖性不變時，即過水面積變大，即巖性厚度變厚。11、p41頁練習題同一介質場中存在兩個或更多的地下水流動系統(tǒng)時，它們所占據的空間大小取決于以下兩個因素：a）勢能梯度（I），等于源匯的勢差除以源匯的水平距離。勢能梯度愈大的流動系

8、統(tǒng)占據的空間也愈大，反之亦然；b）介質滲透性（K），透水性愈好，發(fā)育于其中的流動系統(tǒng)所占據的空間也愈大。12、毛細水的工程危害及防治、危害：毛細現象對工程有影響1）毛細水的上升可能引起土的沼澤化和鹽漬化，對路基與農業(yè)經濟都有很大影響；2）對于房屋建筑，毛細水的上升會引起地下室過分潮濕；3）當地下水有浸蝕性時，毛細水上升對建筑物和構筑物的基礎中的混凝土、鋼筋等形成浸蝕作用；4）毛細水的上升是引起路基凍害的因素之一。防治：設置砂礫墊層：A）能起隔離層的作用，當地下水通過路基土毛細管上升到砂礫墊層時，因砂礫墊層孔隙較大，形成的毛細管少，控制了地下水的上升數量；B）路基設置在寒冷地區(qū)冰凍線以上，基底還

9、有不同深度的路基土受凍，如果在基底設置砂礫墊層，可減少凍脹路基土的厚度從而減輕凍土的膨脹程度，削弱凍脹土的抬拱力。提高路基填筑高度：選擇高路基，提高路基填筑高度，使路基高度超過冰凍線的深度，避免路基上中的毛細水受凍結冰，保證基底不凍?；卒佋O土工織物：在基地鋪設土工織物，使地下水與路基土隔離，并阻斷毛細水設置排水溝、截水溝路基：兩側邊內底部低于地下水水位處，設置排水溝和截水溝，降低地下水位，排出地表水，減少路基土含水率，做到防治凍土危害的目的。13、地下水中的氧氣、氮氣及二氧化碳的含量及變化（p53頁）能夠簡單的知道其含量變化及指示意義即可。14、地溫梯度：地下每下降100m所增高的溫度15、

10、溶濾作用及強度的影響因素水與巖土相互作用下，巖土中一部分物質轉入地下水中。溶濾作用的強度與下列因素有關：組成巖土的礦物鹽類的溶解度：如NaCl與SiO2比較巖土的空隙特征：缺乏裂隙的致密基巖，水難以與礦物鹽類接觸，溶濾作用便也無從發(fā)生。水的溶解能力決定著溶濾作用的強度，總的說來，低礦化水溶解能力強而高礦化水弱。水中CO2、O2等氣體成分的含量決定著某些鹽類的溶解能力如水中CO2含量愈高，溶解碳酸鹽及硅酸鹽的能力愈強。O2的含量愈高，水溶解硫化物的能力愈強。水的流動狀況流動停滯的地下水，最終將失去溶解能力，溶濾作用便告終止。地下水流動迅速，礦化度低的、含有大量CO2、O2的大氣降水和地表水，不斷

11、更新含水層中原有的溶解能力已經趨于飽和的水，溶濾作用便持續(xù)地強烈發(fā)育。地下水的徑流與交替強度是決定溶濾作用強度的最活躍最關鍵的因素。16、陽離子交替吸附作用及其影響因素巖土顆粒表面帶有負電荷，能夠吸附陽離子。一定條件下，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下水中的組分，這便是陽離子交替吸附作用。一、不同的陽離子，其吸附于巖土表面的能力不同，按吸附能力，自大而小順序為：H+ > Fe3+ > Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+離子價愈高，離子半徑愈大，水化離子半徑愈小，則吸附能力愈大。H+則是例外。二、陽離子交

12、替吸附作用的規(guī)模取決于巖土的吸附能力。巖土的吸附能力決定于巖土的比表面積。顆粒愈細，比表面積愈大，交替吸附作用的規(guī)模也就愈大。因此，粘土及粘土巖類最容易發(fā)生交替吸附作用，而在致密的結晶巖中，實際上不發(fā)生這種作用。三、地下水中某種離子的相對濃度增大，則該種離子的交替吸附能力（置換沿途所吸附的離子的能力）也隨之越大。溶濾作用濃縮作用定義水與巖土相互作用下，巖土中一部分物質轉入地下水中。地下水在蒸發(fā)排泄的條件下，水分不斷失去，鹽分相對濃集，而引起的一系列地下水成分變化的過程影響因素巖土本身的性質、巖土中礦物的溶解度、水的溶解能力、水中所含氣體的成分與含量、水的流動狀況等因素氣候、地下水位、巖土性質結

13、果由于溶濾作用時間上的階段性、空間上的差異性，故而要用歷史發(fā)展的眼光去分析，往往長期的、強烈的溶濾作用會形成TDS低的富含Ca、Mg等難溶性物質的地下水由于蒸發(fā)作用只排走水分，鹽分仍保留在余下的地下水中，隨著時間延續(xù)，地下水溶液逐漸濃縮，礦化度（TDS）不斷增大。相同點其化學成分的變化都與時間尺度、空間尺度密切相關 17、蒸發(fā)濃縮作用與溶濾作用的異同18、河流與地下水的補給關系沿河流縱斷面的變化畫出a、b、c、d虛線部分（其中c表示地下水與河流的補排關系隨季節(jié)而不同，干旱季節(jié)地下水補給河流；雨季河水補給地下水）19、系統(tǒng)：由相互作用和相互依賴（聯(lián)系）的若干組成部分結合而成的具有特定功能的（有機

14、）整體。20、系統(tǒng)結構：系統(tǒng)內部各要素相互聯(lián)系和作用的方式便是系統(tǒng)的結構。21、試論述地下水含水系統(tǒng)、地下水流動系統(tǒng)及其異同地下水含水系統(tǒng)：指由隔水或相對隔水巖層（弱透水層）圈閉的，具有統(tǒng)一水力聯(lián)系的含水巖系。地下水流動系統(tǒng)：指由源到匯的流面群構成的，具有統(tǒng)一時空演變過程的地下水體。22、地下水動態(tài)與均衡的概念地下水各種要素（水位、水量、化學組分、氣體成分、溫度、微生物等）隨時間的變化，稱為地下水動態(tài)；某一時段、某一范圍內地下水水量（鹽量、熱量等）的收支狀況，稱為地下水的均衡。（地下水動態(tài)是地下水均衡的外在表現，后者是前者的內在原因。）23、試比較入滲-徑流型動態(tài)與入滲-蒸發(fā)型動態(tài)的異同點地下

15、水動態(tài)類型入滲-徑流型動態(tài)入滲-蒸發(fā)型動態(tài)補給-排泄方式接受降水及地表水補給，以徑流方式排泄，蒸發(fā)排泄可以忽略以接受當地降水補給為主，以蒸發(fā)方式排泄，徑流排泄方式不發(fā)育（受氣候影響，有時可發(fā)生短距離徑流）地下水化學作用溶濾作用為主溶濾濃縮間雜發(fā)生分布氣候、地貌特點不同氣候條件的山區(qū)及山前主要分布于半干旱內陸平原及盆地內部動態(tài)特點地下水埋藏深，年水位變幅大而不均，由大到小地下水位變幅較小24、巖溶發(fā)育的基本條件（四條）、可溶巖存在（碳酸鹽巖）、可溶巖是透水性的、具有侵蝕性水（Caca3-H2O-CO2體系）、水的流動（水的流動性越好，巖溶越發(fā)育，其是決定性因素）25、工程地質學：是地質學的分支學科，它研究與工程建設有關的地質問題，并為工