水文地质学基础练习 (问题详解)

《水文地质学基础》能力拓展练习

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一、阅读以下材料，分别说明A、B两区的气候类型并比较两种气候类型对地下水的影响。

（1）A区处于黄土高原地带，气候变化显著，属温带大陆季风气候气候。年平均气温9.9℃，最高气温35℃，最低气温-19.8℃。年降水量分配极不均匀，多集中在六、七、八三个月，多年平均降水量为567.2mm，最大年降水量767.4mm（2003年），最小年降水量385.4mm（2004年）。最大年蒸发量2346.4mm，最大冻土深度61cm。全年风向夏季多东南风，冬季多西北风。

（2）B区为温带季风区海洋～大陆性气候气候，四季分明。据气象站1959年1月到1998年11月的观测资料：

年平均气温13.5℃，月平均最高气温34.3℃(1957年7月)，日最高气温41.6℃(1960年6月21日)，月平均最低气温-9.8℃(1963年1月)，日最低气温-19.4℃(1964年2月18日)，多年来最低平均气温月为1月，平均气温-2℃，平均最高气温月为7月，平均29℃。

年平均降雨量677.17mm，年最大降雨量为1186.0mm(1964年)，年最小降雨量为347.90mm(1988年)，日最大降雨量177.1mm(1965年7月9日)，降雨多集中于每年的7、8月份。一般春季雨量少，时有春早。年平均蒸发量1728.27mm，年最大蒸发量2228.2mm(1960年)，年最低蒸发量1493.0mm(1984年)。春夏两季多东及东南风，冬季多西北风，最大风力8级，平均风速为2.3m／s。历年最大积雪厚度0.15m，最大冻土深度0.3lm。

说明：本题通过实际材料向学生说明气候因素对地下水的影响。

本题主要从降水量、蒸发量等要素说B区比A区降水量丰富，蒸发量小，更有利于地下水形成。

本题中A区实际是省潞安矿区，B区实际是省矿区。

二、下图为某地综合柱状图，请分析各含水层的介质类型，这些含水层是否可以划分含水层组。

说明：本题主要通过一个实际水文地质柱状图，让学生了解实际情况中含水层和隔水层是如何划分的，并了解孔隙、裂隙、溶隙三种不同类型的含水层。

本例中，从上到下共划分了8个含水层，可向学生逐一介绍。本例中，一含到四含为孔隙含水层，也可划分为一个含水层组，为第四系松散含水层组；五、六、七含为裂隙含水层，其中六、七含可划分为一个含水层组，为煤系砂岩含水层组。八含为岩溶含水层，其下奥灰也不岩溶含水层。

三、对以下四个表中数据，说明了水文地质学中的哪些理论？

松散岩石孔隙度数值表

松散岩石持水度数值表

常见松散岩石的给水度

松散岩石渗透系数经验值

说明：

（1）松散岩土的孔隙度与岩土颗粒大小有关，粒径越小，孔隙度越大；

（2）岩土的持水度主要是结合水持水度，与颗粒的比表面积有关，颗粒粒径越小，比表面积越小，持水性越强。

（3）给水度主要与岩土的孔隙大小有关，岩土的颗粒粒径越大，孔隙越大，给水度越高。

（4）渗透系数主要也与岩土的孔隙大小有关，岩土的颗粒粒径越大，孔隙越大，渗透系数越大。

（5）渗透系数主要与给水度关系较大，与持水度负相关。

四

（1）如图示，有一潜水含水层由均质砂组成，隔水底板水平，在平面上水流呈

稳定平面流动，潜水面浸润曲线为一下降曲线。请推导该含水层流量公式。（设渗透系数为K，渗透宽度为B，其它数据如图示）

解：根据达西定律：

ds

dh

I-

=

设含水层的厚度为h，则单位宽度水流断面积为1.h=h,单位宽度渗流量q为：

ds

dh

Kh

q-

=

分离变量得：hdh

ds

k

q

-

=

由断面1到断面2对上式积分：

hdh

ds

k

q h

h

s

s⎰

⎰-=2

1

2

1

得

2

)

(

2

2

2

1

1

2

h

h

s

s

k

q-

=

-

令S

2

-S

1

=L得：

L

h

h

h

h

K

q2

1

2

1*

2

-

+

=

如渗透宽度为

B ，则：L

h h h h KB

Q 2

121*2-+= （2）某水库区经过水文地质工作后，得到如图-1所示的水文地质剖面图(均质、稳定的二维流)，已知河1水位1H =40m,河2水位2H =35 m ，水平隔水底板的标高Z=20m ，河间地段长度L=1000m ，如在河1修建水库并蓄水至库水位1H =50m ，K=10m/d ，如无入渗补给，请问蓄水后水库会不会向河2渗漏，渗漏量是多大？

解：根据条件，本例可用上题单宽流量公式计算

h 1=30m ，h 2=15m ，L=1000m 、K=10m/d 代入计算得：

q =3.375 m 2/d 。

五（1）根据下面流网图，请分析河流与地下水的补给关系。

（2）参照上图，请画出河流补给地下水情况的流网。

说明：

（1）地下水补给河流

（2）与图相反即可

六、根据下表的水化学资料，请写出该水样的库尔洛夫式，画出柯林柱状图，该水样如用布罗茨和阿廖金分类法属于哪一类。

某地地下水化学分析结果表示形式

离子Mg/L 毫克当量/L 毫克当量% 其他成分

阳离子Na＋K9.3 0.40 16.8 CO2:11mg/L

总矿化量：

120mg/L

水温：11℃

流量：2.6L/s Ca 36.9 1.84 77.3

Mg 1.7 0.14 5.9

总计47.9 2.38 100.0

阳离子

Cl 3.9 0.11 4.6 SO4 1.0 0.02 0.9 HCO3 137.5 2.25 94.5