地下水环境复习题(二)

一、第三章地下水溶质运移理论

1、地下水含水系统是指由隔水或相对隔水岩层圈闭的，具有统一水力联系的岩系，其研究对象是若干含水层与相对隔水层的整体。

2、地下水流动系统是指由源到汇的流面群构成的，具有统一时空演变过程的地下水体，其研究对象是地下水水流。

3、地下水在多孔介质或裂隙介质中的运动称为渗透。研究方法是用和真实水流属于同一流体的、充满整个含水层的假想水流来代替仅仅在岩石空隙空间内运动的真实水流。这种满足一定条件的假想水流称为渗透水流或简称渗流。渗流在其过水断面上的渗透速度用平均流速表示，一般小于实际流速。

4、线性渗流的基本规律可用达西定律描述，达西定律适用于雷诺数Re小于1的层流，Re介于1~10间的层流也可近似用达西定律描述。

5、渗透系数K是表示岩石透水性的指标，它是有关含水层的非常重要的水文地质参数之一。渗透系数不仅取决于岩石的性质(如粒度成分、颗粒排列、充填状况、裂隙的性质和发育程度等等)，而且和渗透液体的物理性质(容重、粘滞性等等)有关。

6、水动力弥散现象

在多孔介质中，当存在两种或两种以上可混溶的流体时，在流体运动作用下其间发生过渡带，并使浓度趋于平均化，这种现象称为多孔介质中的水动力弥散现象，简称弥散现象。

7、弥散现象的原因可归结为:水在介质中流动，介质孔隙系统的复杂微观形状、溶质浓度梯度引起的分子扩散、水性质的改变(如黏度、密度等)对速度分布(流速场)的影响；水中溶质与固相颗粒间的相互作用，如吸附、沉淀、降解、离子交换、生物化学等过程。

水动力弥散过程主要是分子扩散、对流与机械弥散结合的结果。

8、分子扩散是物质在物理化学作用下，由浓度不一引起的物质运动现象，它是由不均一向均一发展的过程。

在多孔介质内的整个弥散过程中，始终存在着分子扩散作用。

污水中的污染物亦会因为有分子扩散作用而进入地下水中。

9、对流扩散是指污染物质点在含水层中以地下水平均实际流速（亦称平均流速）传播的现象。

10、人们把这种溶质质点在微观尺度上由于流速的变化而引起的相对于平均流速的离散运动，称为机械弥散。

11、污染物在地下水中呈两种类型，即反应型和不反应型。

不反应型物质(如氯化物)不与地下水及含水介质发生反应，其运移只是对流和水动力弥散综合作用的结果；

但对于反应型物质，则必须考虑它在含水层中发生的反应，诸如吸附-解吸、离子交换、沉淀-溶解、氧化还原以及生物反应。

12、吸附作用包括机械过滤作用、物理吸附作用、化学吸附作用和生物吸附作用。

13、试问液体密度和黏滞度影响弥散的发展过程，并解释咸水的入侵的原因？

液体密度和黏滞度影响弥散过渡带的发展演化。

当污水密度与洁净地下水不同时，在水平岩层的分界面处，由于重力的作用，会使铅直的分界面逐渐发生倾斜，重的液体在斜面下方，较轻的则“浮”在斜面之上。当两者密度差别较大时，重的液体在斜面之下沿层底可以形成较长的指状或舌状侵入，如咸水的侵入便是这种情况。

二、第五章污染物自然衰减作用

1、自然衰减作用是指在环境介质中，随着污染物的迁移，没有人为干扰的情况下，导致污染物浓度与污染源相比明显减少的各种过程。主要包括稀释、扩散、吸附、挥发及生物与非生物降解。

污染物的自然衰减依赖于水体的自我净化能力，是无害的、经济可行的方法，其最大优势就在于它不会造成地层或相间的污染转移。

2、自然修复具有许多优点：

（1）污染物最终能被转化成无毒的副产物（如氯代溶剂能转化为二氧化碳、乙烯、氯代烃和水;而碳氢化合物能转化为二氧化碳和水)，而不是仅仅转移到环境中的另一个相或地点。

（2）自然衰减无需人为介入，从而不妨碍以后修复工程的基础设施的使用。（3）自然衰减不会涉及废物的重新产生或迁移。

（4）自然衰减的费用通常低于当前所用的其他修复技术。

（5）自然衰减能被用作其他有人为介人的修复措施的并行或后继措施。

（6）自然衰减能够克服机械化修复设施所带来的局限(如不存在设备停工期)。3、自然修复有下列潜在的局限性:

(1) 完全达到修复目标所耗时间可能很长。

(2)需要进行长期监测并负担相关费用，还需专门机构负责。

(3)自然衰减受到当地的水文地质条件及人为因素的影响，包括地下水的流向或流速、电子受体相供体浓度等方面的变化，以及未来污染物释放的影响。

(4) 对自然衰减有利的水文和地球化学条件可能随着时间而发生变化，从而导致曾经稳定化了的污染物(如锰和砷)重新发生运移，可能会对修复效果产生负面的

影响。

(5)含水层的各向异性可能使场地特征复杂化。当然，这种情况在任何修复方法中都存在。

(6)生物降解的中间产物(如氯代乙烯)可能会比原来的化合物毒性更大(如三氯乙烯)。

4、无机污染物自然衰减作用：溶解与沉淀作用、氧化还原反应、吸附作用。

5、有机污染物自然衰减作用的非生物过程？

对流、弥散、吸附、稀释、挥发、水解与脱氢卤化作用。

三、第八章超采区地下水环境问题

1、我国著名水文地质专家张宗祜院士指出，近年来，“掠夺式开采”地下水诱发了地面沉降、地面裂缝、岩溶塌陷、海水入侵等一系列地质灾害现象，必须引起高度关注。

2、地面沉降又称为地面下沉或地陷。它是在人类工程经济活动影响下，由于地下松散地层固结压缩，导致地壳表面标高降低的一种局部的下降运动（或工程地质现象）。

3、地面沉降有自然的地面沉降和人为的地面沉降。人为的地表沉降主要是大量抽取地下水所致。

4、地面沉降的特征？

（1）地下水的超量开采引起的地面沉降有逐年增大的趋势，逐渐成为危害也最严重的地面沉降类型。

（2）多个城市的沉降带相衔接而形成区域性的地面沉降

（3）地面沉降中心与深层地下水位下降漏斗中心基本吻合，越接近地下水漏斗中心，则地面的下沉量就越大。

（4）地面沉降受地质构造的影响。地面沉降从地质角度看,容易发生在三种区域:三角洲和滨海平原、冲洪积平原和内陆盆地。

（5）地面沉降的发展过程与城市化进程密切相关。

（6）人工回灌影响地面沉降

5、试述美国地面沉降治理的主要措施？

美国在地面沉降防治和研究工作中，注重研究开发高新技术等，始终把地下水和地面沉降监测工作作为防治地面沉降的基础。

（1）监测研究方法不断创新

美国对地面沉降的监测采取了三种方法，即传统的监测、GPS监测、合成孔径干涉雷达监测。

（2）采取多种措施防止地面沉降

①含水层存储和修复技术

②改变土地使用类型

③节水——利用含水层组贮藏和运输地下水，要优于造价高昴的地表蓄水和输水系统。

④立法保护地下水

⑤减少落水洞产生的影响

6、岩溶塌陷是指在岩溶发育地区，上覆土层或隐伏岩溶顶板在人为活动或自然因素作用下，特别是水动力条件改变引起的环境效应作用下，发生突然坍塌的现象。

7、岩溶塌陷形成的条件?

开口岩溶、上覆松散盖层岩土体及动力条件(主要是地下水动力条件)是岩溶塌陷形成的三个重要条件.

8、岩溶塌陷的成因机制有哪些？

按岩溶塌陷成因机制分析，其产生的根本原因是盖层的部分土体受力失稳破坏，塌陷体受到的致塌力超过抗塌力。

岩溶塌陷的成因机制可分为以下几种：重力致塌模式、潜蚀致塌模式、真空吸蚀致塌模式、冲爆致塌模式、振动致塌模式、荷载致塌模式、溶蚀致塌模式、渗压致塌模式。

9、岩溶塌陷的治理方法？

常用处理方法很多，主要有堵填法、跨越法、强夯法、灌注法、深基础法、控制抽排水强度法、疏排围改综合治理法、恢复水位法、气压力法等。

10、海水入侵是指陆地地下淡水水位下降而引起的海水直接侵染淡水层的自然现象。影响海水入侵的主要因素主要有：人为因素、气候因素、地质因素和地理环境因素。

11、海水入侵方式

(1)面状入侵体

(2)带状入侵体

(3)管状入侵体

(4)舌状入侵体

(5)锥状入侵体

12、海水入侵的综合治理

防治海水入侵必须立足于综合整治方案，即按区城地质、水文气候和生态环境脆弱现状，设计综合治理规划并付之实施。

主要海水入侵的治理技术如人工回灌技术，地下水源利用开发技术，微咸水利用，咸水区域适生种植技术等；海水入侵监测、管理系统；海水入侵区域自然、经济、人口、社会状况与发展评价等。