【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 說明巖石的 滲透性能 。滲透系數(shù)愈大，巖石的透水能力 愈強(qiáng) 。6．流網(wǎng)是由一系列 流線 與 等水頭線 組成的網(wǎng)格。7． 流線 是滲流場(chǎng)中某一瞬時(shí)的一條線，線上各水質(zhì)點(diǎn)在此瞬時(shí)的流向均與此線相切。 跡線 是滲流場(chǎng)中某一時(shí)間段內(nèi)某一水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。8．在均質(zhì)各向同性介質(zhì)中，地下水必定沿著水頭變化最大的方向，即垂直于 等水頭線 的方向運(yùn)動(dòng)，因此，流線與等水頭線構(gòu)成 正交網(wǎng)格 。9．流線總是由 源 指向 匯 。10．如果規(guī)定相鄰兩條流線之間通過的流量相等，則流線的疏密可以反映 徑流強(qiáng)度 ，等水頭線的疏密則說明水力梯度的 大小 。三. 判斷題1．在巖層空隙中滲流時(shí)，水作平行流動(dòng)，稱作層流運(yùn)動(dòng)。 （ ）2．達(dá)西定律是線性定律。 （ √ ）3．達(dá)西定律中的過水?dāng)嗝媸侵赴ㄉ邦w粒和空隙共同占據(jù)的面積。 （ √ ）4．地下水運(yùn)動(dòng)時(shí)的有效孔隙度等于給水度。 （ ）5．滲透流速是指水流通過巖石空隙所具有的速度。 （ ）6．實(shí)際流速等于滲透流速乘以有效空隙度。 （ ）7．水力坡度是指兩點(diǎn)間的水頭差與兩點(diǎn)間的水平距離之比。 （ ）8．決定地下水流向的是水頭的大小。 （ √ ）9．符合達(dá)西定律的地下水流，其滲透速度與水力坡度呈直線關(guān)系，所以滲透系數(shù)或滲透系數(shù)的倒數(shù)是該直線的斜率。 （ √ ）10．滲透系數(shù)可定量說明巖石的滲透性。滲透系數(shù)愈大，巖石的透水能力愈強(qiáng)。 （ √ ）11．水力梯度為定值時(shí)，滲透系數(shù)愈大，滲透流速就愈大。 （ √ ）12．滲透流速為定值時(shí)，滲透系數(shù)愈大，水力梯度愈小。 （ ）13．滲透系數(shù)只與巖石的空隙性質(zhì)有關(guān)，與水的物理性質(zhì)無(wú)關(guān)。 （ ）14．流網(wǎng)是等水頭線與跡線組成的網(wǎng)格。 （ ）15．流線是滲透場(chǎng)中某一時(shí)間段內(nèi)某一水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。 （ ）16．在均質(zhì)各向同性介質(zhì)中，流線與等水頭線構(gòu)成正交網(wǎng)格。 （ √ ）17．在隔水邊界附近，平行隔水邊界為流線。 （ √ ）18．地下水分水嶺是一條流線。 （ √ ）19．如果我們規(guī)定相鄰兩條流線之間通過的流量相等，則流線的疏密可以反映地下徑流強(qiáng)度，等水頭線的疏密則說明水力梯度的大小。 （ √ ）20．在滲流場(chǎng)中，一般認(rèn)為流線能起隔水邊界作用，而等水頭線能起透水邊界的作用。 （ √ ）21．兩層介質(zhì)的滲透系數(shù)相差越大，則其入射角和折射角也就相差越大。 （ √ ）22．流線越靠近界面時(shí)，則說明介質(zhì)的K值就越小。 （ ）23．當(dāng)含水層中存在強(qiáng)滲透性透鏡體時(shí)，流線將向其匯聚。 （ √ ）24．當(dāng)含水層中存在弱滲透性透鏡體時(shí)，流線將繞流。 （ √ ）四、簡(jiǎn)答題1．?dāng)⑹鲞_(dá)西定律并說明達(dá)西定律表達(dá)式中各項(xiàng)物理意義？式中：Q——滲透流量；w——過水?dāng)嗝?；h——水頭損失（h=H1－H2，即上下游過水段面的水頭差）；I——水力坡度；L——滲透途徑；K——滲透系數(shù)。2．何為滲透流速? 滲透流速與實(shí)際流速的關(guān)系如何？ 水流通過整個(gè)巖石斷面（包括顆粒和孔隙）的平均流速。 滲透流速等于實(shí)際流速乘以有效孔隙度。3．有效孔隙度與孔隙度、給水度有何關(guān)系？ (1) 有效孔隙度小于孔隙度。 (2) 由于重力釋水時(shí)孔隙中還保持結(jié)合水和孔角毛細(xì)水乃至懸掛毛細(xì)水，所以有效孔隙度大于給水度。 (3) 對(duì)于孔隙大的巖石三者近似相等。4．影響滲透系數(shù)大小的因素有哪些？ 如何影響？ 影響滲透系數(shù)的因素：巖石的孔隙性和水的物理性質(zhì)。 巖石孔隙越大、連通性越好、孔隙度越高滲透系數(shù)越大；水的粘滯性越小、滲透系數(shù)越大。 5．簡(jiǎn)述匯制流網(wǎng)圖的一般步驟？ (1) 根據(jù)邊界條件繪制容易確定的等水頭線和流線。 (2) 流線總是由源指向匯。 (3) 根據(jù)流線和等水頭線正交在已知流線和等水頭線間插入其它部分。6．流網(wǎng)圖一般能夠反映什么信息？7．在層狀非均質(zhì)中，流線與巖層界線以一定角度斜交時(shí)，發(fā)生折射，試寫出折射定律，并說明各項(xiàng)的物理意義 ？8．?dāng)⑹稣承酝翝B透流速（V）與水力梯度（I）主要存在的三種關(guān)系？ (1) VI關(guān)系為通過原點(diǎn)的直線，服從達(dá)西定律。 (2) VI曲線不通過原點(diǎn)，水力梯度小于某一值I0時(shí)無(wú)滲透；大于I0時(shí),起初為一向I軸凸出的曲線，然后轉(zhuǎn)為直線。 (3) VI曲線通過原點(diǎn)，I小時(shí)曲線向I軸凸出，I大時(shí)為直線。五、論述題1．?dāng)⑹隽骶W(wǎng)的畫法，以及利用流網(wǎng)圖可解決的問題?2．為什么含水層中存在強(qiáng)滲透性透鏡體時(shí)，流線將向其匯聚；存在弱透水性透鏡體時(shí)，流線將繞流 ?3．在等厚的承壓含水層中，實(shí)際過水?dāng)嗝婷娣e為400m2的流量為10000m3/d，試求含水層的實(shí)際速度和滲透速度。4．一底板水平的含水層，觀測(cè)孔A、B、C彼此相距1000m，A位于B的正南方,C則在AB線的東面。A、B、C的地面高程分別是95m、110m和135m，A中水位埋深為5m，B中和C中的水位埋深分別是30m和35m，試確定通過三角形ABC的地下水流的方向，并計(jì)算其水力梯度。5．有三個(gè)地層，每個(gè)25m厚，互相疊置，如果在這個(gè)層組中設(shè)置一個(gè)不變流速的垂向水流場(chǎng)，使其頂部h=120m，底部h=100m，試計(jì)算內(nèi)部?jī)蓚€(gè)邊界處的h值（，）。6．考慮一個(gè)飽和、均質(zhì)、各向同性、長(zhǎng)方形、垂向剖面ABC。其上部邊界為AB，底部邊界為DC，左側(cè)邊界為AD，右側(cè)邊界為BC，使DC的距離為AD的兩倍。BC和DC是不透水的。AB是一個(gè)不變水頭邊界，h=100m。AD被分為兩個(gè)相等的長(zhǎng)度，其上半部分為不透水，下半部分是不變水頭邊界，h=40m。試示意匯出流網(wǎng)圖。7．已知一等厚、均質(zhì)、各向同性的承壓含水層，其滲透系數(shù)為15 m/d，沿著水流方向的兩觀測(cè)孔A、B間距L=1200m，其水位標(biāo)高分別為Ha=，Hb=3m。試求地下水的滲透速度和實(shí)際速度。8．已知一等厚、均質(zhì)、各向同性的承壓含水層，其滲透系數(shù)為20 m/d，A、B兩斷面間距為5000m。試計(jì)算兩斷面間的水力梯度和單寬流量。第五章 毛細(xì)現(xiàn)象與包氣帶水的運(yùn)動(dòng)一、名詞解釋 1．毛細(xì)壓強(qiáng)：凹形彎液面產(chǎn)生的附加壓強(qiáng)。2．毛細(xì)飽和帶：在潛水面之上有一個(gè)含水量飽和的帶。二、填空1．由于表面張力的作用，彎曲的液面對(duì)液面以內(nèi)的液體產(chǎn)生附加表面壓強(qiáng)，而這一附加表面壓強(qiáng)總是指向液體表面的 曲率中心 方向；突起的彎液面，對(duì)液面內(nèi)側(cè)的液體，附加一個(gè) 正的 表面壓強(qiáng)；凹進(jìn)的彎液面，對(duì)液面內(nèi)側(cè)的液體，附加一個(gè) 負(fù)的 表面壓強(qiáng)。2．拉普拉斯公式的涵義是：彎曲的液面將產(chǎn)生一個(gè)指向 液面凹側(cè) 的附加表面壓強(qiáng)；附加表面壓強(qiáng)與張力系數(shù)成 正比 ，與表面的曲率半徑成 反比 。3. 包氣帶毛細(xì)負(fù)壓隨著含水量的變小而負(fù)值 變大 。滲透系數(shù)隨著含水量降低而迅速 變小 。三、判斷題 1．毛細(xì)現(xiàn)象是在固、液兩相界面上產(chǎn)生的。 （ ）2．突起的彎液面，對(duì)液面內(nèi)側(cè)的液體附加一個(gè)正的表面壓強(qiáng)。 （ √ ）3．凹進(jìn)的彎液面，對(duì)液面內(nèi)側(cè)的液體附加一個(gè)正的表面壓強(qiáng)。 （ ）4．彎曲的彎液面將產(chǎn)生一個(gè)指向液面凹側(cè)的附加表面壓強(qiáng)，附加表面壓強(qiáng)與表面張力系數(shù)成正比，與表面的曲率半徑成反比。 （ √ ）5．包氣帶中毛細(xì)負(fù)壓隨著含水量的變小而負(fù)值變大。 （ √ ）6．包氣帶中滲透系數(shù)隨著含水量的降低而增大。 （ ）7．包氣帶水的運(yùn)動(dòng)也可以用達(dá)西定律描述。 （ √ ）8．顆粒較粗時(shí)，由于滲透性好，所以毛細(xì)上升高度大。 （ ）9．顆粒較細(xì)時(shí)，由于滲透性差，所以毛細(xì)上升高度小。 （ ）四、簡(jiǎn)答題 1．附加表面壓強(qiáng)的方向如何? 凸起和凹進(jìn)的彎液面，對(duì)液面內(nèi)側(cè)的液體，附加一個(gè)什么樣的表面壓強(qiáng) ？ 附加表面壓強(qiáng)總是指向液體表面的曲率中心：凸起的彎液面，對(duì)液面內(nèi)側(cè)的液體，附加一個(gè)正的表面壓強(qiáng)；凹進(jìn)的彎液面，對(duì)液面內(nèi)側(cè)的液體，附加一個(gè)負(fù)的表面壓強(qiáng)。2．當(dāng)液面為凸形、凹形和水平時(shí)，實(shí)際表面壓強(qiáng)各如何計(jì)算？ 液面為凸形時(shí)，P=Po+Pc； 液面為凹形時(shí)，P=PoPc ； 液面水平時(shí)，P=Po 。式中：Po為大氣壓強(qiáng)；Pc為附加表面壓強(qiáng)。3．為什么包氣帶中毛細(xì)負(fù)壓隨著含水量的變小而負(fù)值迅速變小？ 隨著含水量的降低，毛細(xì)水退縮到孔隙更加細(xì)小處，彎液面的曲率增大，造成毛細(xì)負(fù)壓的負(fù)值更大。 4．為什么包氣帶中滲透系數(shù)隨著含水量的降低而迅速變?。? (1) 含水量降低，實(shí)際過水?dāng)嗝骐S之減小 (2) 含水量降低，水流實(shí)際流動(dòng)途徑的彎曲程度增加； (3) 含水量降低，水流在更窄小的孔角通道及孔隙中流動(dòng)，阻力增加。5．毛細(xì)飽水帶與飽水帶有哪些區(qū)別？ 毛細(xì)飽水帶是在表面張力的支持下飽水的，不存在重力水，打井時(shí)打到毛細(xì)飽水帶時(shí)，沒有水流入井內(nèi)；飽水帶的水主要是重力水，井打到飽水帶時(shí)，在重力作用下，水能流入井內(nèi)。6．包氣帶水與飽水帶水運(yùn)動(dòng)的區(qū)別是什么？ (1) 飽水帶只存在重力勢(shì)，包氣帶同時(shí)存在重力勢(shì)與毛細(xì)勢(shì) (2) 飽水帶任一點(diǎn)的壓力水頭是個(gè)定值，包氣帶的壓力水頭則是含水量的函數(shù)； (3) 飽水帶的滲透系數(shù)是個(gè)定值，包氣帶的滲透系數(shù)隨著含水量的降低而變小。五、論述題1．研究包氣帶水有什么意義?第六章 地下水的化學(xué)成分及其形成作用一、名詞解釋1．總?cè)芙夤腆w：地下水中所含各種離子、分子與化合物的總量。2．變溫帶：受太陽(yáng)輻射影響的地表極薄的帶。3．常溫帶：變溫帶以下，一個(gè)厚度極小的溫度不變的帶。4．增溫帶：常溫帶以下，隨深度增大而溫度有規(guī)律地升高的帶。5．地溫梯度：指每增加單位深度時(shí)地溫的增值。6．溶濾作用：在水與巖土相互作用下，巖土中一部分物質(zhì)轉(zhuǎn)入地下水中，這就是溶濾作用。7．濃縮作用：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(shí)間延續(xù)，地下水溶液逐漸濃縮，礦化度不斷增大的作用。8．脫碳酸作用：地下水中CO2的溶解度隨溫度升高或壓力降低而減小，一部分CO2便成為游離CO2從水中逸出，這便是脫碳酸作用。9．脫硫酸作用：在還原環(huán)境中，當(dāng)有有機(jī)質(zhì)存在時(shí)，脫硫酸細(xì)菌能使硫酸根離子還原為硫化氫的作用。10．陽(yáng)離子交換吸附作用：一定條件下，顆粒將吸附地下水中某些陽(yáng)離子，而將其原來吸附的部分陽(yáng)離子轉(zhuǎn)為地下水中的組分，這便是陽(yáng)離子交替吸附作用。11．混合作用：成分不同的兩種水匯合在一起，形成化學(xué)成分與原來兩者都不相同的地下水，這便是混合作用。12．溶濾水：富含CO2與O2的滲入成因的地下水，溶濾它所流經(jīng)的巖土而獲得其主要化學(xué)成分，這種水稱之為溶濾水。13．沉積水：指與沉積物大體同時(shí)生成的古地下水。14．內(nèi)生水：來自地球深部層圈物質(zhì)分異和巖石變質(zhì)作用過程中化學(xué)反應(yīng)生成的水。15．總硬度：水中所含鈣離子和鎂離子的總量。16．暫時(shí)硬度：指水中鈣離子和鎂離子與碳酸根離子和重碳酸根離子結(jié)合的硬度。17．永久硬度：指水中鈣離子和鎂離子與氯離子、硫酸根離子和硝酸根離子結(jié)合的硬度。二、填空1．地下水中含有各種 氣體、離子、膠體物質(zhì)、有機(jī)質(zhì) 以及微生物等。2．地下水中常見的氣體成分有 氧氣、氮?dú)?、二氧化碳、甲?及 硫化氫 等。3．地下水中分布最廣、含量較高的陰離子有 氯離子、硫酸根離子及重碳酸根離子 等。4．地下水中分布最廣、含量較高的陽(yáng)離子有 鈉離子、鉀離子、鈣離子 及 鎂離子 等。5．一般情況下，低礦化水中常以 重碳酸離子、鈣離子 及 鎂離子 為主；高礦化水則以 氯離子及 鈉離子 為主。6．一般情況下，中等礦化的地下水中，陰離子常以 硫酸根離子 為主，主要陽(yáng)離子則可以是 鈉離子 ，也可以是 鈣離子 。7．地下水化學(xué)成分的形成作用有 溶濾作用、濃縮作用、脫碳酸作用、脫硫酸作用、陽(yáng)離子交替吸附作用和混合作用。8．據(jù)地下水化學(xué)成分的成因類型，可將地下水分為 溶濾水、沉積水 和 內(nèi)生水 。9．在低礦化水中，陰離子以重碳酸鹽為主，陽(yáng)離子以鈣離子、鎂離子為主。隨著蒸發(fā)濃縮，溶解度小的鈣、鎂的碳酸鹽部分析出， 硫酸根 及 鈉離子 逐漸成為主要成分，繼續(xù)濃縮，水中硫酸鹽達(dá)到飽和并開始析出，便將形成以 氯離子 、鈉離子 為主的高礦化水。10．當(dāng)含鈣為主的地下水，進(jìn)入主要吸附有鈉離子的巖土?xí)r，水中的鈣離子便置換巖土所吸附的一部分 鈉離子 ，使地下水中 鈉離子 增多而 鈣離子 減少。11．地下水的物理性質(zhì)主要包括：溫度、顏色、透明度、嗅味 和 味道。12．地殼表層有兩個(gè)主要熱能來源：一個(gè)是 太陽(yáng)的輻射 ，另一個(gè)是來自 地球內(nèi)部的熱流 。13．根據(jù)受熱源影響的情況，地殼表層可分為變溫帶、常溫帶、 和 增溫帶 三個(gè)帶。三、判斷題1．地下水的化學(xué)成分是地下水與環(huán)境長(zhǎng)期作用的產(chǎn)物。 （ √ ）2．地下水中含有氧氣和二氧化碳時(shí)，所處的地球化學(xué)環(huán)境有利于氧化作用進(jìn)行。 （ √ ）3．地下水中含有硫化氫和甲烷時(shí)，所處的地球化學(xué)環(huán)境有利于還原作用進(jìn)行。 （ √ ）4．一般情況下，低礦化水中常以重碳酸根離子及鈣離子、鎂離子為主；高礦化水則以氯離子及鈉離子為主。 （ √ ）5．一般情況下，中等礦化的地下水中，陰離子常以硫酸根離子為主；主要陽(yáng)離子則可以是鈉離子，也可以是鈣離子。 （ √ ）6．氯離子的含量隨著礦化度增長(zhǎng)不斷增加，氯離子的含量?？梢哉f明地下水的礦化程度。 （ √ ）7．氯離子不被土粒表面吸附，且溶解度大，不易沉淀析出，是地下水中最穩(wěn)定的離子。 （ √ ）8．由于硫酸鈣的溶解度較小，所以，地下水中的硫酸根離子遠(yuǎn)不如氯離子穩(wěn)定，最高含量也遠(yuǎn)低于氯。 （ √ ）9．因?yàn)殁涬x子大量地參與形成不溶于水的次生礦物和易被植物所攝取，故地下水中鉀離子的含量要比鈉離子少的多。 （ √ ）10．用庫(kù)爾洛夫式反映水的化學(xué)特點(diǎn)時(shí),陽(yáng)離子標(biāo)在橫線上,陰離子標(biāo)在橫線下。 （ ）11．正常條件下，地溫梯度的平均值約為3度/100米。 （ √ ）12．常溫帶地溫一般比當(dāng)?shù)仄骄鶜鉁氐?2度。 （ ）13．一般鹽類溶解度隨溫度上升而增大,但是,硫酸鈉在溫度上升時(shí),溶解度降低。 （ √ ）14．一般情況下，低礦化水的溶解能力強(qiáng)而高礦化水弱。 （ √ ）15．氯化物易溶于水，所以地下水常常以氯化物為主。 （ ）16．地下水的徑流與交替強(qiáng)度是決定溶濾作用強(qiáng)度的最活躍最關(guān)鍵的因素。 （ √ ）17．濃縮作用的結(jié)果是地下水的礦化度不斷增大。 （ √ ）18．深部地下水上升成泉，泉口往往形成鈣華，這是脫碳酸作用的結(jié)果。 （ √ ）19．脫硫酸作用一般發(fā)生在氧化環(huán)境中。 （ ）20．當(dāng)含鈣離子為主的地下水，進(jìn)入主要吸附有鈉離子的巖土?xí)r，水中的鈣離子置換巖土所吸附的一部分鈉離子。 （ √ ）21．離子價(jià)愈高，離子半徑愈大，水化離子半徑愈小，則吸附能力愈大。 （ √ ）22．地下水流徑粘土及粘土巖類最容易發(fā)生交換吸附作用。 （ √ ）23．在簡(jiǎn)分析項(xiàng)目中，鉀離子和鈉離