接引用黄河水灌溉，而是打井抽水灌溉，随着地下水抽取，水位降低，原先潜水埋藏浅降水入渗受限的地段，因水位埋深加大而增加降水入渗补给量。所以，该灌区“新增的补给量”来自于增加的降水入渗补给量，减少的天然排泄来自于蒸发的减少，新增的补给量及减少的天然排泄量与人工排泄量相等，含水层水量收支达到新的平衡，维持多年水位长期稳定。③近年来该灌区决定发展工业，规划大量开采地下水，要注意限制开采水量。如果采水量过大，天然排泄量的减量与补给量的增量的总和，不足以补偿人工排泄量时，则将不断消耗含水层储存水量，导致地下水位持续下降。

(6) 画出间歇性河流对潜水的补给过程的横断面示意流网图，并说明间歇性河流变化规律对潜水含水层动态的

影响。

答：①间歇性河流对潜水的补给过程的横断面示意流网图见教材p68的图7-6。②间歇性河流对地下水的补给过程：汛期开始，河水浸湿包气带并发生垂直下渗，使河水潜水面形成水丘。河水不断下渗，水丘逐渐抬高与扩大，与河水连成一体。汛期结束，河水撤走，水丘逐渐趋平，使一定范围内潜水位普遍抬高。 (7) 某水源地附近一口泉的流量发生衰减，可能原因是钻孔采，矿坑或渠道排除地下水等

[第10、11、12章]

(1) 对比以下概念：孔隙水、裂隙水；非均质性、各向异性

(2) 在洪积扇地区，从山前到平原区，含水层的结构、渗透性和地下水运动特征如何变化？

答：①在洪积扇地区，从山前到平原区，由于水动力条件的变化，扇顶，多为砾石、卵石、漂砾等，沉积物不显层理，或仅在期间所夹的细粒层中显示层理。向外，过渡为砾及砂为主，开始出现粘性土夹层，层理明显。没入平原的部分，则为砂与粘性土互层。②水动力条件变化，使洪积扇显示良好的地貌岩性分带：岩性上由粗变细、分选由差变好。地貌岩性分带性又决定了地下水的分带性。 由山口扇顶向平原（扇前缘）岩层透水性由好到差；随之，排泄由径流为主转化为以蒸发为主（特别是在干旱半干旱气候下）；地下水位的变动（变幅）也由大到小。

(3) 山前冲洪积扇中地下水从山前向平原具有盐分增多的分带现象，试分析其原因。（P107） 答：由山口向平原（盆地），由于水动力条件控制着沉积作用，洪积扇显示良好的地貌岩性分带：地貌上坡度由陡变缓，岩性上由粗变细、分选由差变好。 地貌岩性分带性又决定了地下水的分带性。

由山口扇顶向平原（扇前缘）岩层透水性由好到差，地下水位埋深由大变小，补给条件由好到差；随之，排泄由径流为主转化为以蒸发为主（特别是在干旱半干旱气候下），水化学作用由溶滤到浓缩，矿化度由小到大，出现盐分增多显现。（可以照原书答）

(4) 黄土的垂向渗透系数远大于水平渗透系数，试分析一下这对黄土高原地下水的影响。

答：①黄土均发育垂直节理，其垂向渗透系数常比水平方向大几倍到几十倍，随着埋藏深度加大，黄土中大孔隙减少，渗透性明显降低。在流水侵蚀下，纵横的沟谷把黄土高原切割成由松散沉积物构成的丘陵。黄土地区的地貌形态有塬、梁峁，黄土杖（撑）地。②割切较弱的黄土塬，赋存地下水比较丰富。黄土梁、峁由于地面起伏大，不利于降水入渗和地下水的赋存，水位埋深大。黄土杖地：赋存有水量较小、水位较浅的地下水。③黄土高原地下水水量不丰富，地下水位埋深大，水质较差

(5) 有人用等效多孔介质的方法研究裂隙含水层，分析一下其原理和适用条件。

答：①原理：等效多孔介质方法就是用连续的多孔介质理论来研究非连续裂隙介质问题。裂隙水流运移与迂回曲折的裂隙网络中，研究起来非常困难。虚拟一个等效的多孔介质场来近似代替复杂的裂隙介质场，不要求两个水动力场完全相似，只要求某些方面相近。②严格运用条件：等效时含水系统的补、径、排条件不变；等效是两种介质在特定功能上的等效。

(6) 根据云南永仁地质队的调查，砂岩的平均粒径和裂隙率越大，单位涌水量也越大，试分析一下其原理，

并思考单位涌水量的含义。

答：①云南永仁三叠纪煤系地层为砂岩，非泥质胶结的砂岩是脆性岩石，构造裂隙稀疏，但张开性好，延伸远，导水能力好。这类岩石多构成含水（或透水）层。②岩石颗粒越粗，裂隙越容易发育，张开性越好，渗透性越大（如图11-3）。粗颗粒的砂砾岩，裂隙张开性优于细粒的粉砂岩。云南永仁三叠纪煤系地层，由南向北由砾岩、粗砂岩渐变为细砂岩，裂隙率、裂隙宽度、钻孔用水量也由大变小。单位涌水量是井抽水水位降深换算为1 m时的单井出水量; (7) 岩溶发育应该具备那些条件？

答：岩溶化过程实际上就是水作为营力对可溶岩层的改造过程。岩溶发育必不可少的两个基本条件是：① 岩层具有可溶性及②地下水具有侵蚀能力。或前苏联学者索科洛夫曾提出岩溶发育应具备四个条件：①可溶岩

的存在、②可溶岩必须是透水的、③具有侵蚀能力的水④以及水是流动的。

(8) 具有侵蚀性的地下水在碳酸盐岩含水层中流动时，将使碳酸盐岩中的矿物逐渐溶解，形成溶蚀结构，请

分析哪些因素会影响地下水的溶蚀能力？

答：①CO2含量。一方面当 CO2溶入水中形成碳酸，或水含有其它酸类时，水才对碳酸盐类具有明显的侵蚀能力；另一方面，水中溶解CO2越高，越有利于碳酸盐溶解。②地下水对CaCO3的饱和指数SI：当地下水中的饱和指数大于1时，地下水对CaCO3不具有侵蚀能力；当SI=1时，地下水对CaCO3达到溶解平衡；当SI<1时，地下水对CaCO3具有侵蚀能力。③水的流动：具有一定侵蚀能力的水如在碳酸盐岩中停滞而不与外界发生交替，水的侵蚀能力终将因碳酸盐溶入水中成为饱和溶液，而丧失其侵蚀性（封闭体系）；因此，水的流动是保证岩溶发育的充要条件 (9) 论述裂隙水的基本特点。

答：裂隙水的特点（与孔隙相比）如下：①、裂隙水空间分布不均匀：局部发育，呈脉状分布，导致同一岩层中相距很近的钻孔，水量悬殊；②渗透的各向异性：一般第三方向不发育，空间展布具有方向性（不同方向发育差异）；③、水力联系不统一：裂隙连通性较差，很难形成统一的含水层。当不同方向相连通时—裂隙网络。④、坚硬基岩的裂隙率，要比松散岩石的孔隙度小一到两个数量级。

(10) 碳酸盐岩含水系统，往往是孔隙、裂隙、岩溶介质呈组合形式同时存在，请分析其中地下水运动的组合

特征。

答：P135岩溶水的运动特征

(11) 论述断层带的水文地质意义。

答：导水断层带是有特殊水文地质意义的水文地质体，它可以起到出水空间、集水廊道与导水通道的作用。①贮水空间作用：当围岩裂隙不发育， 断层带破碎时，断层角砾岩及裂隙增强带构成局部的带状贮水空间。钻孔或坑道揭露此类断层时，初期涌水量及水压可能较大，但迅即衰减，以至干涸。 ②集水廊道作用：发育于透水围岩中的导水断层，不仅是贮水空间，还兼具集水廊道的功能。钻孔或坑道揭露断层带的某一部位时，水位下降迅速波及导水畅通的整个断层带，形成延展相当长的水位低槽，断层带就像集水廊道似的，汇集广大范围围岩裂隙中的水，因此，涌水量较大且稳定。

③导水通道作用：导水断层沟通若干个含水层或（及）地表水体时，断层带兼具贮水空间、集水廊道与导水通道的功能。钻孔或坑道揭露此类断层时断层带将各个水源的巨大贮存水量，源源不断地导入，涌水量极大且长期保持稳定。④隔水屏障作用：当存在厚层隔水层且断层断距较大的，原来连通的含水层可被切割成为相对独立的块段。由于这种含水块段与外界的水力联系减弱，甚至断绝，故有利于排水疏干而不利于供水。 (12) 请指出地下岩溶集中发育的常见地质构造部位。

答：地下岩溶集中发育的常见地质构造部位：①含水系统无隔水层覆盖，有利于接受降水补给与径流排泄，岩溶最为发育。 ②褶皱轴部尤其是向斜轴部，往往既是张开裂隙发育，又是地下水汇集的部位。③断层带；④ 在可溶岩与下伏隔水层的接触面上

[第13章]

(1) 对比以下概念

地下水资源：能够长期稳定地供出一定数量的地下水量； 地下水补给资源：含水系统的地下水多年平均年补给量；

地下水储存资源；含水系统地下水多年平均低水位以下的重力水体积。

允许开采量：利用合理的取水工程，在不会引起一切不良后果的前提下，能从含水层取出的水量。 填空：

地下水资源具有系统性、可恢复性和调节性等特征 地下水资源可分为补给资源和储存资源两类。

(2) 辨析论述：只要地下水开采量小于天然补给量，就不会动用地下水的储存资源？

答：开采时含水系统的水文地质条件发生变化，其补给量可能大于或小于天然条件下的补给量。

①补给资源减小：如开采地下水灌溉农田，会使该地区农作物的产量或复种指数提高，农作物很可能将消耗更多的土壤水于叶面蒸腾。包气带水分亏缺增大，降水转化为地下水的份额便变小。含水系统获得的补给量便小于天然条件下的补给资源。②允许开采量减小：当开采地下水后含水系统原来的天然排泄仍有部分保持（如仍有部分泉保留，或地下水位下降不深处仍有蒸发消耗），则允许开采量小于含水系统补给资源。在上述两种情况下，在遵从地下水开采量小于天然补给量，就很可能动用地下水的储存资源。③补给量可能增大：

开采时人工采水代替原有各种天然排泄（如泉的出露，向地表水泄流，向大气蒸发）成为新的排泄去路，同时使地下水位下降。当地下水位的下降波及地表水体时，原先作为排泄去路的地表水体反过来成为地下水新的补给来源（牺牲地表水资源），含水系统便获得增补的补给资源（相应地，本区地表水资源减少了地下水泄流及向地下水补给的量），含水系统的允许开采量可能大于其天然补给量。在这种情况下开采地下水，就不会动用地下水的储存资源。

(3) 阐述地下水补给资源的性质和供水意义。

答：理论上补给资源是含水系统可能供水的最大水量，是评价一个含水系统供水能力的标志； 通常含水系统的补给资源是地下水多年平均的年补给量。

供水意义：地下水补给资源保证着作为供水水源所能长期持续提供的水量。含水系统作为供水水源的规模是取决于其补给资源的大小的。

(4) 如果采排地下水一段时间后，新增的补给量及减少的天然排泄量与人工排泄量相等，含水层水量达到新的

平衡。在动态曲线上表现为：地下水水位在比原先低的位置上波动，而不持续下降。请画图解释上面的论述。根据论述，说明地下水资源的分类和开采潜力的制约因素。

(5) 答：⑴由本文论述，可知地下水资源可分为补给资源与储存资源。通常含水系统的补给资源是地下水多年

平均的年补给量，补给资源决定了含水系统中地下水资源的可恢复性；储存资源等于含水系统地下水多年平均低水位以下的重力水体积，储存资源决定了含水系统中地下水资源的可调节性。⑵地下水的开采潜力，即允许利用的地下水资源量，不仅受到自然条件的制约，还受到技术、经济、社会乃至法律条件的制约。①地下水含水系统作为供水水源必须满足：能够持续而稳定地供应某一数量的水，这就要求含水系统能够获得外界水的足够补充，并在含水系统中经常报纸一定水量，即必须同时具有一定数量的补给资源与储存资源，补给资源可以保持供水的长期持续，储存资源则保证供水的均衡稳定。②开采地下水会引起诸如地面下降、海水入侵等环境地质问题，地下水开采会使含水系统的水文地质条件发生变化等。 (6) 某地区地下水的开采伴随着地面沉降，请分析该地区地下水资源的属性；

答：①地下水过量开采引起地下水位下降，从而引起地面沉降。充盈于岩土空隙中的地下水，与岩土共同构成一个力学平衡系统，孔隙水压力与岩石骨架的有效应力共同与总应力相平衡。开采地下水引起水位下降后，由于孔隙水压力降低，而总应力未变，故有效应力增加，岩土骨架将因此发生释水压密。砂砾层基本呈弹性变形，地下水位复原时地层回弹；而粘性土层则为塑性变形，地下水位恢复时粘性土层的压密基本不再回弹。因此，开采孔隙承压含水系统会导致土层压密，相应地在地表表现为地面沉降，即地形标高的降低。②该地区开采的地下水应该包括补给资源和储存资源，随着不断开采，地下水位不断降低，储存资源会不断减少。 (7) 如下图所示，某海岛早期无地下水水源地，后来兴建了一个水源地A，经过若干年后，又兴建了水源地B，

请论述一下这个海岛的地下水资源构成以及两个水源地的地下水资源条件及其变化，说明地下水开采需要注意的问题。该海岛地下水的可开采量是否等于天然补给量?

海平面 淡 水 咸 水 咸 水 A A B

答：①海岛的地下水资源构成：潜水含水层构成一个统一的含水系统，积极参与水文循环，资源具有良好的恢复性。地下水资源包括储存资源和补给资源。②两个水源地的水资源条件及其变化：地下水资源具有系统性，两个水源地属于一个含水系统，主要接受降水补给，向海水泄流排泄。但是水源地B比水源地A更靠近淡水与海水的平衡带， 而且抽水时，形成了更低的势汇，当水源地B抽水时，更易于造成海水入侵，破坏淡水含水层。③地下水开采需要注意的问题：开采时，要考虑到地下水的系统性，考虑到蒸发排泄和有淡水向海水的排泄，该海岛的的可开采量必须低于天然补给量，否则会产生海水入侵。

[第14章、15章]

(1) 人类活动可能通过哪三个方面对地下水发生不利影响？

答：①过量开发与排除地下水；②过量补充地下水；③污染物进入地下水干扰地下水。 (2) 哪些环境地质问题是与地下水有关的，并说明产生这些环境地质问题的机制。

答：①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、地面沉降等；②过量补充地下水也会破坏有地下水参加的各种平衡，导致环境退化：土地的次生盐渍化、次生沼泽化、岩土的力学平衡（滑坡、岩崩）等。 某一种环境地质问题的具体机制见书本。

(3) 水库的兴建可能引发哪些地下水环境问题？

答：①水库修建可抬升水库周围的地下水位，使其毛细饱和带达到地表，引起土壤的次生沼泽化；②水库修建，淹没大量的区域，在水库回水区往往由于大范围地下水位上升，使斜坡失稳，会触发滑坡和崩塌；③水库修建可诱发地震。由于库水增加了活动断裂的孔隙水压力，使断层面抗剪强度减少，地应力易于使断裂滑动而诱发地震。

(4) 地下水污染的发生机制与地表水污染有何不同，治理方面又有哪些不同？

答：① 不同：污染物质进入地下含水层及其在其中运移的速度很缓慢，发现时，地下水污染已达到相当严重的程度；地表水由于循环流动迅速，一旦污染，很容易发现。②通过排除污染源，地表水水质能在短期内净

化；地下水由于循环交替缓慢，即使排除污染源，已经进入含水层的污染物，将在含水层长期滞留，随着地下水流动，污染范围还将不断扩大。依靠含水层的自然净化需要很长时间，而抽出处理地下水的代价很大。 (5) 思考：承压含水层通常是如何被污染的？

答：补给区有污染源；隔水顶板为厚度不大的弱透水层。 (6) 包气带在保护地下水水质方面具有哪些作用，说明其机理。

答：滤去和吸附污染物、对有机污染物降解等。包气带的对地下水的保护作用取决于包气带的岩性与厚度。包气带的细小颗粒可滤去或吸附某些污染物质，。土壤中的微生物则将许多有机物分解为无害的产物。因此，颗粒细小且厚度巨大的包气带构成良好的天然净水器。

(7) 地面沉降与含水层地下水运动有什么联系，人类活动又是如何影响它的？

答：①地面沉降是含水层地下水水位降低产生的。②人类过量抽采地下水，使地下水位深降，最终产生地面沉降。

(8) 举例说明地下水的补给资源如何随人类对地下水的开采活动而变化？

答：开采时含水系统的水文地质条件发生变化，其补给量可能大于或小于天然条件下的补给量。

①补给量可能增大：开采时人工采水代替原有各种天然排泄（如泉的出露，向地表水泄流，向大气蒸发）成为新的排泄去路，同时使地下水位下降。当地下水位的下降波及地表水体时，原先作为排泄去路的地表水体反过来成为地下水新的补给来源（牺牲地表水资源），含水系统便获得增补的补给资源（相应地，本区地表水资源减少了地下水泄流及向地下水补给的量），含水系统的允许开采量可能大于其天然补给量。②补给资源减小：如开采地下水灌溉农田，会使该地区农作物的产量或复种指数提高，农作物很可能将消耗更多的土壤水于叶面蒸腾。包气带水分亏缺增大，降水转化为地下水的份额便变小。含水系统获得的补给量便小于天然条件下的补给资源。

(9) 某水源地规划建设中，需要进行水资源评价。经过当地有一条河，工作人员计算出以下资料：历史上10

年间河流的年平均流量Q1；年平均降水量P；在多年平均地下水埋深条件下观测的降水平均入渗补给系数?；水源地的汇水面积A。于是工作人员把Q1+?PA作为水源地的未来可利用总水资源量。请分析工作人员做法的合理性？（参考）

答：分析人员的做法是不合理的。降水形成地表径流和地下径流两部分，工作人员的做法没有考虑到河流和地下水之间的补给、排泄关系。如果两者之间没有关系，考虑到蒸发、排泄，未来利用的总水资源量应小于Q1+?PA；如果地下水通过河流泄流排泄，未来利用的总水资源量应小于? PA。