水文地质学作业-jl

'《水文地质学》课程作业一、概念题1、自然界水循环答：地球各个圈层的水构成一个系统，这一系统内的水相互联系，相互转化的过程即是自然界的水循环。2、岩石的容水性答：岩石的容水性是指岩石能容纳一定水量的性质，用容水度表示。容水度指岩石完全饱水时所能容纳的最大的水的体积与岩石总体积的比值，可以用小数表示也可以用百分数表示。3、承压水答：承压水是指充满于上下两个稳定隔水层之间的含水层中的重力水。4、凝结作用答：饱和湿度随温度降低，温度降到一定程度，空气中的绝对湿度与饱和湿度相等。温度继续下降，超过饱和湿度的那一部分水汽，便凝结成水。这种由气态水转化为液态水的过程称作凝结作用。5、蒸腾答：蒸腾是指植物生长过程中，经由根系吸收水分，在叶面转化成其气态水而蒸发，也称叶面蒸发。二、简答题1、潜水的概念？潜水的特征？潜水等水位线图解决的水文地质问题？答：潜水的概念：饱水带中第一个具有自由表面的含水层的水称为潜水。 潜水的埋藏条件，决定了潜水具有以下特征： ⑴由于潜水面之上一般无稳定的隔水层存在，因此具有自由表面。⑵潜水在重力作用下，由潜水位较高处向潜水位较低处流动，其流动的快慢取决于含水层的渗透性能和水力坡度。潜水向排泄处流动时，其水位逐渐下降，形成曲线形表面。⑶潜水通过包气带与地表相连通，大气降水、凝结水、地表水通包气带的空隙通道直接渗入补给潜水，所以在一般情况下，潜水的分区与补给区是一致的。⑷潜水的水位、流量和化学成分都随着地区和时间的不同而变化。潜水等水位线图可以解决以下问题：⑴确定潜水方向；⑵求潜水的水力坡度；⑶确定潜水的埋藏深度；⑷提供合理的取水位置；⑸推断含水层岩性或厚度的变化；⑹确定地下水与地表水的相互补给关系；⑺确定泉水出露点和沼泽化的范围。2、包气带水的垂向分布及其特征。 答：地表以下地下水面以上部分为包气带；地下水面以下部分称为饱水带。饱水带的重力水是人类开发利用或排除的主要对象，是水文地质学研究的主要对象。包气带是饱水带与大气圈、地表水圈联系的必经通道，大气圈和地表水圈的一些物质、能量，可通过包气带影响地下水。在包气带中，空隙壁面吸附有结合水，在细小的空隙中保持着毛细水，空隙未被液态水占据的部分包含空气及气态水。空隙中的水超过吸附力和毛细力所能支持的量时，剩余的水便以重力水形式下渗。所有上述水统称为包气带水。自上而下包气带可分为三部分：土壤水带、中间带及毛细水带。包气带顶部植被根系活动带通常发育土壤层，其中所含的水称为土壤水。土壤富含有机质，具有团粒结构，能以毛细水形式大量保持水分，维持植物生长。由地下水面上升的支持毛细水，在包气带底部构成毛细水带，毛细水带的下部有时也是饱水的（毛细饱水带），但由于毛细力呈现负压，压强小于大气压强，故这部分水仍不能进入井中。3、地下水中的主要气体成分、地下水中的主要离子成分是哪些？地下水化学成分的形成作用主要有几类？答：主要气体成分⑴O₂、N₂，地下水中的CO₂含量多说明地下水处于氧化环境；⑵H₂S、甲烷（CH₄），地下水中出现H₂S、CH₄，说明处于还原的地球化学环境；⑶CO₂，主要来源于土壤，地下水中含CO₂愈多，其溶解碳酸盐岩的能力便愈强。地下水中含有7大离子：Cl⁻、SO₄²⁻、HCO₃⁻、Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺。地下水化学成分的形成主要作用有：溶滤作用、浓缩作用、脱碳酸作用、脱硫酸作用、阳离子交替吸附作用、混合作用、人类活动的作用。4、地下水动态、均衡的概念？建立地下水均衡方程注意的问题有哪些？答：地下水动态的概念：含水层（含水系统）在与外界环境相互作用过程中，含水层（含水系统）地下水各要素（如地下水位、水量、水化学成份、水温等）随时间的变化状况，称为地下水动态。地下水均衡的概念：某时段某地段地下水物质、能量的收支状况称为地下水均衡。从地下水系统理论出发，进行地下水均衡计算时，应该以大的含水系统为均衡区，避免将统一的含水系统划分为几个计算区（或以行政区划分），否则，系统上、下之间，潜水、承压水之间，以及地表水与地下水之间的水量就会被重复计算。⑴大区域地下水均衡计算：以堆积平原含水系统地下水均衡模式分析为例，如果分为三段均衡区，各段均衡方程式为：作为整个含水系统的水量均衡方程式： 比较这些公式可知，和属于堆积平原含水系统内部发生的水量转换，而不是含水系统与外部之间发生的水量转换。分割计算必然造成地下水量的夸大计算。图堆积平原含水系统地下水均衡模式    1—透水基岩；2—不透水基岩；3—粘性土；4—砂砾石；5—潜水位；6—泉；7—均衡收支项⑵深层孔隙承压含水系统均衡计算——（地面沉降压实释水）压密释水：根据有效应力原理（参考教材第2.4节），在开采深层孔隙承压水时，由于孔隙水压力降低而上复载荷不变，作为含水层的砂砾层以及其上下的弱透水层（粘性土层）都将压密释水，砂砾层的弹性给水度与粘性土的贮水系数都将变小。弹性恢复与塑性压密：若停止采水使测压水位恢复到开采前的高度，砂砾层由于是弹性压密，可以基本上回弹到初始状态（弹性给水度恢复到初始值）；但是，粘性土层由于是塑性压密，水位恢复后，基本仍保持已有的压密状态（贮水系数压密后减小）。因此，开采深层孔隙承压含水系统降低测压水位然后，停止开采使测压水位恢复到采前高度上，粘性土中的一部分储存水永久失去而不再恢复，往往被计入均衡的“压密释水-补给项”。由于“压密释水量”在孔隙承压含水系统开采后再使水位复原，不能全部恢复（造成地面沉降）。所以，均衡计算不能将此量计入“补给项”，应当计为“压实释水-储存变化量”。在较大平原区，粘性土压密释水量往往可占开采水量的百分之几十，因此，忽略粘性土永久性释水就会造成相当大的误差。5、过度开发地下水会引发哪些问题？答：过量开发或排除地下水，造成地下水位深降，会引起以下环境退化现象：地表径流衰减；沼泽湿地消失；土地沙化；海(咸)水入侵等。'