水文地质学 大气降水对地下水的补给

绪论一、名词解释1、水文地质学：水文地质学是研究地下水的科学。

它研究地下水与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作用下地下水水量和水质在时空上的变化规律，并研究如何运用这些规律去兴利避害，为人类服务。

2、地下水：地下水是赋存于地面以下岩石空隙中的水。

二、填空题1、水文地质学是研究地下水的科学。

它研究岩石圈、水圈、大气圈、生物圈及人类活动相互作用下地下水水量和水质的时空变化规律。

2、地下水的功能主要包括：资源、地质营力、致灾因子、生态环境因子、和信息载体。

三、问答题1、水文地质学的研究对象答：（1）地下水赋存条件；（2）地下水资源形成条件及运动特征；（3）地下水的水质；（4）地下水动态规律；（5）地下水与环境的相互关系；（6）地下水资源的开发利用。

第二章地球上的水及其循环一、名词解释：1、水文循环：发生于大气水、地表水和地壳浅表地下水之间的水文交换。

水文循环的速度较快，途径较短，转换交替比较迅速。

2、地质循环：发生于大气圈到地幔之间的水分交换3、径流：降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。

4、海陆之间的水分交换称为大循环，海陆内部的循环称为小循环。

二、填空1、自然界的水循环按其循环途径长短、循环速度的快慢以及涉及圈层的范围，分为水文循环和地质循环。

2、太阳辐射和重力水循环是水文循环的一对驱动力，以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的。

3、主要气象要素有气温、气压、湿度、蒸发、降水。

三、问答题1、简述水文循环的驱动力及其基本循环过程？水文循环的驱动力是太阳辐射和重力。

地表水、包气带水及饱水带中浅层水通过蒸发和植物蒸腾而变为水蒸气进入大气圈。

水汽随风飘移，在适宜条件下形成降水。

落到陆地的降水，部分汇聚于江河湖沼形成地表水，部分渗入地下，部分滞留于包气带中，其余部分渗入饱水带岩石空隙之中，成为地下水。

地表水与地下水有的重新蒸发返回大气圈，有的通过地表径流和地下径流返回海洋。

2、水循环对于保障生态环境以及人类发展的作用：一方面：通过不断转换水质得以净化。

第七章地下水的补给与排泄补给：recharge径流：runoff排泄：discharge补给、径流、排泄是地下水参与自然界水循环的重要环节。

径流7．1 地下水的补给补给––––含水层或含水系统从外界获得水量的过程。

1．大气降水（precipitation）入渗机理：1）活塞式下渗（piston type infiltration）→Green–Ampt模型：求地表处的入渗率（稳定时v→K）（P49,公式5–14；P65，图7–3），累积入渗量。

2）捷径式下渗（short-circuit type infiltration），或优势流（preferential flow）。

降水→地下水储量增加→地下水位抬高→势能增加。

降水转化为3种类型的水：①地表水，地表径流（一般降水的10 ~ 20%产生为地表径流）；②土壤水，腾发返回大气圈（一般大于50%的降水转为土壤水，华北平原有70%的降水转化为土壤水）；③地下水，下渗补给含水层（一般20 ~ 30%降水渗入地下进入含水层）。

渗入地面以下的水：①滞留于包气带→土壤水，通过腾发ET（evapotranspiration）→返回大气圈；②其余下渗补给含水层→地下水。

因此，落到地面的降水归结为三个去向：（1）地表径流；（2）土壤水（腾发返回大气圈）；（3）下渗补给含水层。

入渗补给地下水的水量：q x=X-D-∆S式中：q x ––––降水入渗补给含水层的量；X ––––年降水总量； D ––––地表径流量；∆S ––––包气带水分滞留量。

单位：mm 水柱。

降水入渗系数（α）––––补给地下水的量与降水总量之比。

Xq x=α （小数或%表示） 一般α =0.2 ~ 0.5。

定量计算（入渗系数法）：Q=α·X ·F （注意单位统一，X ：mm/a ，F ：km 2，Q ：m 3/a ） 影响降水入渗补给的因素：① 降水量大小：雨量大，α大；雨量小，α小；② 降水强度：间歇性的小雨，构不成对地下水的有效补给（如华北平原，一次降水<10mm 的为无效降雨）；连绵小雨有利于补给；集中暴雨→一部分转化为地表径流→不利于补给；③ 包气带岩性：K 大，有利于入渗；K 小，不利于入渗；④ 包气带厚度：厚，入渗量小，河北平原存在“最佳埋深”，一般4 ~ 6m ，地下水位在“最佳埋深”时，入渗补给量最大，入渗系数α也最大；⑤ 降雨前期土壤含水量：含水量高，有利于补给；含水量低，不利于补给；⑥ 地形地貌：坡度大→地表径流量大→不利于补给；地势平缓，有利于补给； ⑦ 植被覆盖情况：植被发育，有利于拦蓄雨水和入渗；但浓密的植被，尤其是农作物，蒸腾量大，消耗的土壤水分多，不利于补给。

《水文地质学》复习题一、填空题1、地下水的补给来源主要有____________、______________、_________________、_________________、____________的补给。

2、可溶岩一般有_________________、_______________、_______________、。

3、地下水的硬度可分为_____________、_________________、_________________。

4、地下水中化学成分的形成作用有___________、__________、 _______ 、___________、__________、__________、__________。

5、地下水的功能主要有___________、___________________、_________________、____________、致灾因子等方面。

6、地下水按埋藏条件分为_ ________ 、_____________、____________。

7、地下水的排泄方式主要有____________、______________、_________________、_________________、________________、____________排泄。

8、一般情况下低矿化度的水中以___________、_________、___________为主。

9、据地下水运动要素与时间的关系，地下水运动可分为_____________和____________________。

10、某一地区地下水量收入项一般包括___________、________________、__________、____________________。

11、地下水的功能主要有___________、___________________、_________________、____________、__________________等方面。

水文地质学中的地下水循环过程地下水循环是指水文地质学中地下水在地下环境中的循环过程。

地下水循环是地表水和大气水循环过程的延伸和补充，对维持地下水资源的供应与调控起着重要作用。

下面将对地下水循环的主要过程进行详细介绍。

地下水的形成：地下水的形成主要是通过大气降水和地表径流的入渗作用，将水分输送到地下，形成地下水。

地表径流主要是指雨水在地表流动，未被植物吸收和蒸发的水。

径流水通过渗透过程形成地下水。

地下水的补给：地下水的补给主要有两种方式：自然补给和人工补给。

自然补给主要通过大气降水和地表水的入渗作用补给地下水。

大气降水是地下水的重要补给源，是地下水循环的驱动力之一、而地表水的入渗作用是指地表水渗透到地下形成地下水而补给地下水。

人工补给是指人类活动产生的废水经过净化后引入地下层，增加地下水的含水量。

地下水的储存：地下水主要储存在地球表面以下一定深度的岩层中，这些岩层被称为含水层。

地下水的储存主要依赖于地下岩层的孔隙和裂隙中的水贮存。

地下岩层通常具有不同的透水性，透水性好的岩层被称为含水层。

地下岩层一般分为三种状态：饱和带、过渡带和不透水带。

饱和带是指岩石孔隙或裂隙中被水填充的区域，水饱和度为100%；过渡带是指饱和带上方逐渐由水饱和向气相逐渐过渡的区域；不透水带是指介于饱和带和地下水层以下，岩层中含水饱和度较低或完全无水的区域。

地下水的运动：地下水的运动是指地下水随着地表水和大气水进行水循环的运动。

地下水通过孔隙和裂隙的连通性进行流动，主要包括渗流和流通两种方式。

渗流是地下水通过水文岩层中的孔隙和裂隙，在重力的作用下，向下渗透并汇集到深层，形成水块或水冠。

流通是指地下水沿着相对连通的岩层间空隙或裂隙，由高压区流向低压区的过程。

地下水的排泄：地下水排泄通常通过泉水和井泉来实现。

泉水是地下水自然排出地表的方式，泉水包括冒泉、流泉和涌泉等形式。

井泉是人工开凿或钻探的地下水源，通过井泉可以将地下水抽取到地表供人们使用。

第七章地下水的补给与排泄
一．选择题
1.有关地表接受降水入渗能力和入渗速率的描述正确的是：（）
A)地表接受降水入渗能力初期较小，逐渐变大。

B)地表接受降水入渗能力是一个定值。

C)降水入渗速率是逐渐变小的，最后变为零。

D)降水入渗能力和入渗速率随着降雨延续逐渐趋于某一定值。

2.关于地下水补给入渗方式正确的描述是：（）
A)在粘性土中都是捷径式下渗。

B) 地下水补给入渗方式要么是活塞式下渗，要么是捷径式下渗。

C)活塞式下渗是年龄较新的水推动其下的年龄较老的水，始终是“老”水先到达含水层；捷径式下渗时“新”水可以超前于“老”水到达含水层；
D)对于捷径式下渗，入渗水必须先补充包气带水分亏缺，然后才可下渗补给含水层。

3.判断下面各图所代表的泉的类型
（a）图（）；（b）图（）；（c）图（）；（d）图（）；（e）图（）；（f）图（）。

A)侵蚀泉
B)接触泉
C)溢流泉
D）接触带泉
4. 判断下面各图所代表的泉的类型
（g）图（）；（h）图（）；（i）图（）；（j）图（）。

A)侵蚀泉
B)接触带泉
C)溢流泉
D）断层泉。

校重点建设课程《水文地质学基础》试题库及参考答案水文地质学基础课程组前言水文地质学基础是我校水文与水资源工程和环境工程专业的专业基础课，本课程主要阐叙了以下几方面内容：自然界水的存在形式和循环过程；地下水的赋存空间、存在形式和水理性质；地下水的分类以及各种类型地下水的特征；地下水的运动规律；地下水的化学成份及形成作用；地下水的补给、径流、排泄和地下水系统；地下水的动态与均衡地下水资源分类和特征；地下水与环境的关系等。

该课程全面介绍了现代水文地质学的基本概念与原理，为后续课程的学习奠定基础。

水文地质学基础试题库不仅用于考核学生的学习情况，而且对学生的学习内容、学习方法有一定的引导作用。

因此，水文地质学基础试题库内容紧紧围绕教学大纲要求，并考虑了以下几点：第一，以基本概念和基本理论为主；第二，正确地理解水文地质概念，避免死板地套用；第三，地下水与环境有着密切联系，必须结合具体的自然地理地质条件，用系统观点考察众多因素对地下水的综合影响；第四，不能满足于字面上的理解，而应勤于思索，弄清实质。

本次水文地质学基础试题库的修订，是在1997年第一次建库的基础上进行的，对原库的部分试题作了调整，本试题库选题涉及书内全部内容，因此，覆盖面宽。

同时，考虑到教学的重点和难点，在重点章节和重点内容上题量偏重。

全库共有试题576题。

为综合考察学生对基本概念和基本理论的掌握情况，以及对课本内容的理解和综合能力，共包含五种题型，分别为：名词解释、填空题、判断题、简答题和论述题。

目录第一章地球上的水及其循环 (1)第二章岩石中的空隙与水分 (3)第三章地下水的赋存 (6)第四章地下水运动的基本规律 (9)第五章毛细现象与包气带水的运动 (11)第六章地下水的化学成分及其形成作用 (13)第七章地下水的补给与排泄 (17)第八章地下水系统 (19)第九章地下水的动态与均衡 (20)第十章孔隙水 (22)第十一章裂隙水 (23)第十二章岩溶水 (24)第十三章地下水资源 (26)第十四章地下水与环境 (27)第一章地球上的水及其循环一、名词解释：1．水文地质学：水文地质学是研究地下水的科学。

第七章地下水经常不断地参与着自然界的水循环。

含水层或含水系统经由补给从外界获得水量，通过径流将水量由补给处输送到排泄处向外界排出。

在补给与排泄过程中，含水层与含水系统除了与外界交换水量外，还交换能量、热量与盐量。

因此，补给、排泄与径流决定着地下水水量水质在空间与时间上的分布。

关于地下水的径流（流动），我们将在第八章加以地下水的补给与排泄讨论。

7．1 地下水的补给含水层或含水系统从外界获得水量的过程称作补给。

补给除了获得水量，还获得一定盐量或热量，从而使含水层或含水系统的水化学与水温发生变化。

补给获得水量，抬高地下水位，增加了势能，使地下水保持不停的流动。

由于构造封闭，或由于气候干旱，地下水长期得不到补给，便将停滞而不流动。

补给的研究包括补给来源、补给条件与补给量。

地下水的补给来源有大气降水、地表水、凝结水，来自其它含水层或含水系统的水等。

与人类活动有关的地下水补给有灌溉回归水、水库渗漏水，以及专门性的人工补给。

7．1．1 大气降水对地下水的补给7．1．1．1 大气降水入渗机制松散沉积物组成的包气带，降水入渗过程相当复杂。

迄今为止，降水入渗补给地下水的机制尚未充分阐明。

我们以松散沉积物为例，讨论降水入渗补给地下水。

目前认为，松散沉积物中的降水入渗存在活塞式与捷径式两种（图7—1）。

活塞式下渗（Piston type infiltration ）：鲍得曼（Bodman ）等人于1943—1944年对均质砂进行室内入渗模拟试验的基础上提出，简而言之，这种入渗方式是入渗水的湿锋面整体向下推进，犹如活塞的运移。

在理想情况下，包气带水分趋于稳定，不下渗也无蒸发、蒸腾时，均质土包气带水分分布如图7—2（c ）中九所示。

包气带上部保持残留含水量（0W ），一定深度以下，由于支持毛细水的存在，含水量大于0W 并向下渐增，接近地下水面的毛细饱和带以及饱水带，含水量达到饱和含水量（s W ）。

实际情况下，只有在雨季过后包气带水分稳定时最接近此理想情况，雨季之前，由于旱季的土面蒸发与叶面蒸腾，包气带上部的含水量已低于残留含水量0W ，而造成所谓的水分亏缺（图7—2a ，（0t ））。