水文地质学基础习题和答案

绪论

(1)水文地质学的研究任务是什么?

本课程是煤及煤层气工程专业/岩土工程专业的专业基础课，主要任务是为后续的专业课奠定有关现代水文地质学的基本概念、基本原理。通过该课程的学习，学生能够正确理解水文地质学的基本概念、基本原理，在此基础上能够初步掌握解决工程/煤田水文地质问题的分析方法与思路。

(2)地下水的主要功能包括哪些?

>>宝贵的资源①理想的供水水源②重要的矿水资源③良好的景观资源

>>敏感的环境因子地下水是极其重要的环境因子。地下水的变化往往会打破原有的环境平衡状态，使环境发生变化。

(人类活动主要通过三种方式干扰地下水，造成一系列不良后果(图14-1)：

①过量开发与排除地下水→地下水位下降→地表径流衰减、沼泽湿地消失、土地沙化、海(咸)

水入侵等；

②过量补充地下水→地下水位升高→土地的次生盐渍化、次生沼泽化；

③地下水位下降导致的粘土压密释水释放有害离子、化肥农药的不适当使用、废弃物的无序排

放──地下水恶化、污染；

④地下水位的变动会破坏其与周围岩土构成的统一的力学平衡，而产生某种效应──地面沉降

与地裂缝、岩溶塌陷、地下洞室垮塌或突水、滑坡、岩崩、水库诱发地震、渗透变形。) >>活跃的地质营力地下水的主要作用是传递应力、传输热量和化学组分、侵蚀(化学溶蚀、机械磨蚀和冲蚀)等。

>>重要的信息载体由于地下水是应力传递者，同时又是在流动，所以地下水水位，水量，水温，水化学等的变化或异常可以提供埋藏在地下的许多信息，如找矿、地震预报、地质演变。(3)试分析我国地下水分区的特点，并探讨分区的自然背景。

略。

第一章地球上的水及其循环

(1)试比较水文循环与地质循环。

水文循环与地质循环是很不相同的自然界水循环：

>>水文循环通常发生于地球浅层圈中，是H2O分子态水的转换、更替较快；水文循环对地球的气候、水资源、生态环境等影响显着，与人类的生存环境有直接的密切联系；水文循环是水文学与水文地质学研究的重点。

>>水的地质循环发生于地球浅层圈与深层圈之间，常伴有水分子的分解和合成，转换速度缓慢。研究水的地质循环，对深入了解水的起源、水在各种地质作用过程乃至地球演化过程中的作用，具有重要意义。

(水文循环特点──速度快、途径短、转化迅速。

内因──固、液、气三相可相互转化。

动力条件──太阳辐射和重力的共同作用。

形式──蒸发、径流、降水。)

(2)试述我国水资源的特点，并分析其对水文地质工作需求的影响。

我国水资源具有以下特点：

(1)降水偏少，年总降水量比全球平均降水量少22%；

(2)人均水资源量偏低；

(3)空间分布不均匀，东部丰富，西部贫乏；

(4)季节及年际变化大，旱涝灾害频繁；

(5)水质污染比较严重。

合理有效地利用及保护水资源，是中国具有战略意义的头等大事。

(3)地球上水的循环按其循环途径长短、循环速度的快慢以及涉及层圈的范围，可分为水文循

环 和 地质循环 。水循环的大气过程属于 水文循环 。

(4)名词解释：水文循环、地质循环。

水文循环是发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的循环。

水的地质循环即地球浅部与深部层圈之间水的相互转化过程。

(5)水文循环是在 太阳辐射 和 重力 作用下，以 蒸发 、 降水 、和 重力 等方式周而复始。水文循环分为 大循环 和 小循环 。

水文循环分为大循环（海陆间循环）和小循环（海上内循环和内陆循环）

第二章 岩石中的空隙与水

(1)对比以下概念：

孔隙度和孔隙比；

孔隙度──某一体积岩石(包括颗粒骨架与空隙在内)中孔隙体积所占的比例，即：n= V n /V

其中：n —表示岩石的孔隙度，

V —表示孔隙在内的岩石体积，

V n —表示岩石中孔隙的体积。

孔隙比----岩石的孔隙比是指某一体积岩石(包括颗粒骨架与空隙在内)中孔隙体积(V n )与固体颗

粒体积(V s )的比值，即：s n V V =

ε

(2)在一个孔隙度为30%的砾石堆积体中，充填了孔隙度为60%的粉质粘土，试估算该堆积体的实际孔隙度。

P17中：n=30%×60%=18%。

(3)粘性土的孔隙特点？

粘性土中结构孔隙和次生孔隙(虫孔、根孔、裂缝等)的存在，使得粘性土的孔隙率超过理论最大值很多。

(4)请对以下陈述作出辨析：

①含水介质的固体颗粒越粗大，孔隙度就越大？

不正确，粘土由于发育结构孔隙和次生孔隙使得粘性土的孔隙率往往比砾石的空隙度要大！

②分布有裂隙的岩石中，一般不发育孔隙？

不正确，发育有孔隙。

(5)不同含水介质中空隙的连通、分布特征？

①赋存于松散岩石中的地下水分布与流动都比较均匀

②坚硬基岩中的裂隙是宽窄不等，长度有限的线状缝隙，往往具有一定的方向性，只

有当不同方向的裂隙相互穿切连通时，才在某一范围内构成彼此联通的裂隙网络。

裂隙的连通性远较空隙差。因此，赋存于裂隙基岩中的地下水相互联系较差，分布

与流动往往是不均匀的

③赋存于可溶岩石中的地下水分布与流动通常极不均匀。

(6)结合水区别于普通液态水的最大特征是具有抗剪强度。

(7)岩石孔隙中毛细水的存在形式有支持毛细水、悬挂毛细水、孔角毛细水。

(8)两种试样：砂样、砾石样水中浸泡后，快速提出水面，砂样孔隙中会保留什么形式的毛细水，而在砾样孔隙中会保留什么形式的毛细水？

砂样孔隙中会保留悬挂毛细水，而在砾样孔隙中会保留孔角毛细水？

(9)将上粗下细，或上细下粗的管中滴水，在不饱水情况下，水停留在何处？上粗下细，上细下粗哪种土层容易形成悬挂毛细水？

不饱水情况下，停留在细粒土中，下粗上细组成的土层容易形成悬挂毛细水。

(10)在土层中挖个洞，在洞内放个接渗皿，能否接到水？—北方地窖，陕北的窑洞。

一般接不到水！

(11)请分析一下孔隙度与饱和体积含水量之间的关系？

参见P21中