《地下水利用》作业1、2参考答案

1、 地下水利用作业1、2参考答案作业(一)第1-2章一、填空题1通常按空隙形状特征和发育岩类将其分为：松散岩石中的孔隙_、坚硬岩石中的裂隙和可溶岩石中的溶隙三大类。2溶隙可发展为溶洞_、暗河_、天然井_、落水洞等多种形态。溶隙的特点就是岩溶率的变化范围很大，由小于百分之一到百分之几十。3存在于岩石空隙中的水，主要形式为结合水_、重力水_、毛细水_、固态水和气态水_。4靠近固体表面的重力水，受表面引力的影响，水分子排列整齐，流动时呈层流状态;当远离固体表面，只受重力作用时，这部分重力水在流速较大时又容易转为紊流运动。潜水是埋藏于地下第_一_个稳定隔水层之上,具有自由表面的重力水。6潜水的上部没有连

2、续完整的隔水顶板，通过上部透水层可与地表相通，其自由表面称为_潜水面_，潜水面至地表的距离称为潜水位埋藏深度_，潜水面至隔水底板的距离叫潜水含水层的厚度_。潜水面上任一点距基准面的绝对标高称为潜水位标高_。地下水的循环是指地下水的补给_、_径流_和_排泄_的全过程。8孔隙率的大小与圆球形颗粒的直径无关_，但是大直径的空隙体积要比小直径的空隙体积大。二、问答题为什么说控制地下水位常常是除涝治碱的有效措施？答：因为通过井灌井排，调节地下水量平衡，控制地下水位的埋深，从而改变表土盐分的垂直分布，增大雨季土壤蓄水能力。经验表明，井排(结合井灌)和水平排水(渠道排水)相比，具有更有效地降低地下水位、占地

3、少、不妨碍机耕以及表土脱盐速度快等优点。2何谓岩石的水理性质？水的存在形式与岩石空隙大小有什么样的关系？答：岩石与水作用过程中，所表现的容水、持水、给水和透水性能，称为岩石的水理性质，它是划分含水层与隔水层的重要依据。水的存在形式与岩石空隙大小关系密切。岩石空隙大小控制了岩石空隙中水的存在形式，岩石空隙度控制了岩石对水的容纳能力，但它不能揭示空隙中水的存在形式，无法反映岩石对水的保持、给水和透水等性质，而给水和渗透却是地下水开发利用的关键。如：蒙古土的孔隙度通常为20%-40%，但在重力条件下，它的给水与透水能力几乎为零：而砾石的空隙度仅为25%-40%，但在重力条件下，给水体积占含水体积的8

4、0%-85%。3何谓含水层？构成含水层必须具备哪些条件？答：含水层是指能透过又能给出重力水的岩层。构成含水层必须具备以下条件：有储水空间。有储存地下水的地质构造条件。有良好的补给水源和补给条件。由此可见，只有当岩层有地下水自由出入的空间，有适宜的地质构造和充足的补给水源时，才能构成含水层。这三条缺一不可。潜水具有哪些特征？答：(1)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，为无压水。有时潜水面上有局部的隔水层，且潜水充满两隔水层之间，在此范围内的潜水将承受静水压力，而呈现局部承压现象。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

5、。潜水向排泄处流动时，其水位逐渐下降，形成曲面形表面。潜水通过包气带与地表相连通，大气降水、凝结水、地表水通过包气带的空隙通道直接渗入补给潜水，所以在一般情况下，潜水的分布区与补给区是一致的。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。根据潜水等水位线图可分析确定哪些问题？答：根据潜水等水位线图来分析确定有关情况：确定地下水的流向(即地下水面坡度最大的方向)。确定潜水面的坡度。确定地下水埋深。确定潜水与地表水间的补排关系。确定含水层厚度及其变化情况。分析判断含水层透水性及厚度的变化。规划地下水给水工程的位置或确定其他工程施工是否要采取排水措施等。在承压水的定义中为什么要强调充满两个

6、字？答：充满于两隔水层之间的含水层中的水称承压水。当水不能充满于两个隔水层之间时，水就不承受静水压力，对上部隔水层也没有上托力。所以在承压水的定义中为什么要强调充满两个字。承压水与潜水有哪些不同点？答：由于承压水具有隔水顶板，它具有与潜水不同的一系列特点：当钻孔揭露承压含水层时，在静水压力的作用下，初见水位(即顶板高程处)与稳定水位不一致。在一般情况下，承压水的分布区与补给区不一致。因为承压水具有隔水顶板，大气降水及地表水不能处处补给它，承压水的补给区往往位于地势较高的含水层出露处。由于承压水是由补给区流入广大的承压区，再向低处排泄，故承压水的出水量、水质、水温等受当地气候的影响较小，随季节变

7、化也不明显。承压水受地表污染少。影响大气降水补给地下水因素有哪些？答：大气降水补给地下水受很多因素的影响，主要有地形、植被、包气带岩性、地下水埋深、降水强度和降水量等。一般当降水强度适中，降水历时长，地形平坦，植被茂盛，包气带上部岩层透水性好，地下水埋深适宜时，大气降水将会大量补给地下水。简述地下水的主要排泄方式。答：地下水的排泄方式有：泉、河流、蒸发和人工开采等。泉水排泄：泉是地下水的天然露头。地下水只要在地形、地质、水文地质条件适当的地方，都可以泉水的形式涌出地表。因此，泉水常常是地下水的重要排泄方式。向地表水排泄：地下水向地表水排泄是在地下水位高于地表水位时出现，特别是切割含水层的山区河

8、流常常成为主要的排泄方式。蒸发排泄：蒸发排泄是指地下水通过土壤蒸发、植物蒸发而消耗的过程。在干旱、半干旱的天然状态下，地下水的补给量、排泄量与径流量之间有什么样的关系？答：天然状态下地下水的补给量、排泄量与径流量之间的关系，在不同条件下是不一样的。山区的潜水属于渗入一径流型循环，即水量基本上不消耗于蒸发，径流排泄(泉、河流)可看作为惟一的排泄方式。因此各种水量间的关系为：补给量=径流量=排泄量平原区浅层地下水接受降水及地表水补给，部分消耗于蒸发，部分消耗于径流排泄，为渗入一蒸发、径流型循环。在气候干旱、地势低平地区，径流很弱，为渗入一蒸发型循环。因此有：补给量=排泄量，径流量补给量(排泄量)作

9、业(二)第3-5章一、填空题水井的类型按揭露地下水的类型可分为潜水井和承压井_;按揭露含水层的程度及进水条件不同可分为完整井和非完整井_。当水井贯穿整个含水层的全部厚度上都进水时的井称为完整井如果水井的进水部分只有井底和含水层的部分厚度时的井称为非完整井_。无论是灌溉、供水还是排水，单井的情况是不多见的。通常将比较集中、彼此间的流量和降深发生干扰的井称为井群(或井组)_。影响水井出水量的主要因素有含水层导水系数_、给水度或储水系数_、抽水降深_、_井半径_和_影响半径_。下水资源包括天然资源和开采资源两个方面。5.地下水资源的特性是指系统性_、可调节性和可恢复性_。6从水文循环的观点出发，地下

10、水资源可分为补给量_、储存量和排泄量_。地下水中主要的气体成分有_N2,O2,CO2,H2,S,CH4_；地下水中占主要地位的7种离子分别是_Cl-,SO42-,HCO3-,K+,Na+,Ca2+,Mg2+_。总矿化度是指地下水中所含各种离子、分子及化合物的总量_,其单位为克/升(g/L)_；总硬度是指水中所含Ca2+、Mg2+离子的总量_,可分为暂时硬度和永久硬度_。评价饮用水时应考虑地下水的物理性质_、化学成份和细菌成份_。灌溉水质的好坏主要从水温_、水的总矿化度及溶解的盐类成份三个方面对作物和土壤产生的影响来考虑。二、问答题1.何谓井流？何谓抽水井的水位降深及影响半径？答：当从井中抽水时

11、，井中水位下降，形成井中与井周地下水位差，井周地下水即向井中汇流，地下水面形成一个以抽水井为中心的漏斗状曲面，这就是井流。该漏斗状曲面称为降落漏斗，漏斗的半径R称为影响半径；井中及井周因抽水而下降的水位称为动水位。水位的下降值称为水位降深。袭布依公式的假设条件是什么？答：袭布依公式的推导假设条件是：含水层均质、各向同性，产状水平、等厚抽水前天然水力坡度等于零：无垂直方向的补给或排泄：在影响半径的圆周上为定水头补给：水流为平面二维流，且服从达西定律。何谓弹性水量？答：在分布广阔的潜水含水层中开采地下水，会在井周围形成降落漏斗，且漏斗在含水层内部扩展。当抽水的影响未波及到补给边界，地下水始终处于非

12、稳定运动状态时，含水层处于逐渐被疏干的过程，抽水量主要来自含水层的疏干量；而承压含水层则不同，随着抽水的进行，降落漏斗不在含水层内部发展，而是形成承压水头的降低区，并不存在对含水层的疏干。抽出的水量来自除了一部分来自补给区外，另一部分是来自含水层中储存量的释放，这部分称为“弹性水量”。简述含水层各水文各水文地质参数的含义。答：常采用的水文地质参数有：渗透系数(k)；导水系数(T)；给水度(口)；储水系数(口*)；压力传导系数(a=T/U*)；表示含水层补给条件的影响半径(R)；反映降雨补给程度的降雨人渗系数(a)。简述影响半径的确定。,-“K(2H-S)S,lgR1.3660wwlgr答：(1

13、)对无观测孔的潜水完整井：QlgR2.73KMSwlgr对无观测孔的承压水完整井：Q对有一个观测孔的承压含水层，在rw，r，0.178R时:lgRSlgr一Slgrw11w-S-Sw1IgR二对有一个观测孔的潜水含水层：S(2HS)lgrS(2HS)lgrw0w1101wSSw1igr二Silgr2一S2lgr（3）对有两个或两个以上观测孔的承压含水层：SS12igR二S(2HS)igrS(2HS)igr对有两个或两个以上观测孔的潜水含水层：电1220(2HSS)(SS)01212（4）承压含水层的经验公式：R=10SwK（集哈尔特公式）潜水含水层的经验公式：R二2SwKH0（库萨金公式）简述

14、给水度及降雨入渗系数的确定方法。答：（1）给水度是反映潜水含水层出水能力的参数。确定口的方法有实验室法、野外现场试验法和经验数值法等。（2）降水渗入系数a是指降水渗入量与降水总量的比值。a值的大小取决于地表土层的岩性和土层结构、地形坡度、植物覆盖以及降水量的大小和降水（雨）形式等，一般情况下地表土层的岩性对a值的影响最显著。确定a值的方法有：动态观测法、经验数值法、现场测定法及经验公式法等。水均衡法、开采试验法和相关分析法的适用条件分别是什么？答：水量均衡法是区域性地下水资源评价的最基本方法。这种方法主要适用于地下水埋藏较浅，地下水的补给和排泄条件较简单，水均衡要素容易测定的地区。开采试验法是

15、根据抽水试验的结果来确定允许开采量的方法。这种方法主要适用于大中型水源地，不能用来作区域性的水资源评价。相关分析法是根据开采地下水的长期观测资料或不同流量不同降深的抽水试验资料，利用数理统计的方法找出流量与降深或其他自变量之间的相互关系，并依据这种关系预测未来开采量或水位降深值的方法。此法适用于对旧水源地扩大开采时的评价，对新水源地不适用。写出水均衡法的基本原理及水均衡方程式。答：水均衡法的基本原理是，对于一个地区（均衡区）的含水层组来说，在补给和消耗的不平衡发展过程中，任一时段内（均衡期）的补给量（R（t）和消耗量（D（t）之差，应等于这个含水层（组）中水体积的变化量，即UF（Ah/At）=

16、R（t）-D（t）,据此，再把未来的开采量亦作为一种消耗量考虑进去，则可建立如下开采条件下的水均衡方程式：AhF-=（QQ），（WQ）AtTCk三、计算题1.一承压含水层开采井以定流量Q=70ms/h抽水，已知T=564m2/d,a=9X105m2/d。试用泰斯公式计算当抽水时间tl=1h，t2=24h，距抽水井r=100m处的水位降深？解：由泰勒公式S二磊可(梟)及单位转换Q=70m3/h=70X24m3/d得Qr270,241002S=-W()=-W()=0.237W(0.0667)4兀T4at4,3.14,56414,9,105,一24查教材P.48的W(u)数值表并进行折算取值得：W(

17、0.0667)=2.2,则t厂lh距抽水井r=100m处的水位降深为S1=0.237X2.2=0.521(m)Qr270,241002S=W()=-W()=0.237W(0.00278)4T4at4,3.14,5644,9,105,12查教材P.48的W(u)数值表并进行折算取值得：W(0.00278)=5.3,则tl=24h距抽水井r=100m处的水位降深为S2=0.237X5.3=1.26(m)2无限分布的承压，含水层中有4口完整井，按边长为100m的正方形布置。已知Q1=Q2=Q3=Q4=1200H/d,含水层辱M=25m渗透系数K=50m/d储水系数口*=2X1g,井半径rw=0.23m抽水前天然水位H=220m求：4口井同时抽水3个月时，正方形中心的水位。解：将T=KM代入泰勒公式的S中得：100()2,2，10-41200Qr2*12002S=4XW(-)=4,W(2)=0.306W(2.22,10-6)04MK4KMt