东大水文地质学基础X(1)期末考试复习资料与参考答案

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广东开放大学 2023年春季招生简章

第四章 地下水运动的基本规律

一．选择题

1.有关地下水存在及运动的描述错误的是：( )

A) 地下水存在及运动的岩石空隙介质有三种。

B) 地下水在岩石空隙介质中的存在形式包括弱结合水，毛细水和重力水。

C) 所有存在形式的地下水都能在岩石空隙介质中流动。

D) 地下水在岩石空隙介质中的实际地下水流运动是极其复杂的。

2.概化实际地下水流为渗流的条件和假设是：( )

A) 只考虑主要流向并假设地下流场全部空间被水流所充满。

B) 只要同一过水断面，假想水流流量与真实水流相等即可。

C) 只要作用于假想水流任一面积上的压力都与真实水流所受压力相等并且在任一体积内，假想水流所受阻力与真实水流所受阻力相等。

D) 要同时满足上述所有条件和假设。

3.下面对水力梯度的描述错误的是：( )

A) 水力梯度可以理解为水流通过单位长度渗透途径为克服摩擦阻力所耗失的机械能。

B) 水力梯度为沿渗透途径的水头损失值。

C) 水力梯度可以理解为驱动力，即克服摩擦阻力使水以一定速度流动的力量。

D）水力梯度就是地下水在渗透过程中，不断克服阻力而消耗的机械能。

4.对稳定流和非稳定流的正确描述:是：( )

A) 水在渗流场内运动，只要渗透流速大小和方向不随时间改变时，就称作稳定流。

B) 只有全部运动要素都随时间而变化的水流运动，才称作非稳定流。

C) 任一运动要素随时间而变化的水流运动，都称作非稳定流。

D) 自然界中的地下水大多都属于稳定流。

5.对层流和紊流的错误描述是：( )

A) 只有在狭小空隙的岩石中流动时，地下水水的质点排列才较有秩序，作层流运动。

B) 在岩层空隙中渗流时，水的质点作有秩序互不混杂的流动，称作层流运动。

C) 水的质点无秩序互相混杂的流动，称为紊流运动。

D)由于结合水受介质的吸引力较大，使水的质点排列较有秩序，因此作层流运动。

二．填空题

1.渗流运动要素表示渗流特征的物理量，包括：                        

       。

2.稳定流和非稳定流是根据       与       的关系划分的。

3.层流和紊流是根据渗流场内水的       划分的。

4.实际流速与渗透流速的关系式为       ，实际流速要比渗透流速       。

5.水力梯度为沿渗透途径       与相应渗透途径       的比值。

6.达西定律也叫       渗透定律。

7.V = K即渗透系数为       等于1 时的       。

8.水力梯度为定值时，       愈大，       就愈大；渗透流速为一定值时，渗透系数愈       ，水力梯度愈       。由此可见，渗透系数可       说明岩石的       性能。

9.在各向同性介质中，地下水必定沿       变化最大的方向，即垂直于       的方向运动。

三．判断题：( )

1.概化的假想水流是完全可以代替真实水流的。

2.假想水流与真实水流的流速相等。

3.自然界中的地下水都属于非稳定流。

4.在宽大的空隙中( )

1.   2.   3.   4.   5.   6.   7.   8.   9.   10.

四．名词解释与简答题

1.渗流。

【答案】满足条件和假设的假想水流称为渗透水流，简称渗流。

2.水力梯度。

【答案】沿渗透途径水头损失与相应渗透途径长度的比值

3.表征渗流的运动要素有哪些？

【答案】包括：渗透流渗流渗流压水水力梯度。

4.达西定律的表示式有几种？其各项物理含义是什么？

【答案】两种，Q-渗透流量；ω-过水断面面积；h -水头损失( )；L -渗透途径( )；I -水力梯度( )；  K -渗透系数

5.什么是流网？简述流网的作图步骤。

【答案】 在渗流场的某一典型剖面或切面上，由一系列等水头线与流线组成的网格称为流网。作图步骤1）根据边界条件绘制容易确定的等水头线或流线。2）流线总是由源指向汇的，因此，根据补给区( )和排泄区( )判断流线的趋向。3）根据流线跟等水头线正交这一规则，在已知流线与等水头线间插补其余部分。

五．问答及分析题：

1.渗透系数的物理意义是什么？详细说明根据渗透系数如何进行岩层透水性分类，并说明各类含水层的渗透系数特征。

【答案】K的物理含义：从达西定律V = KI 可以看出。水力梯度I 是无因次的，故渗透系数K 的因次与渗透流速V 相同。一般采用m/d 或cm/s 为单位。令I =1，则V = K 。意即渗透系数为水力梯度等于1 时的渗透流速。

A.按K值大小分类

   1）透水层： K值大，透水性强。如：粗中砂卵砾石层等；

   2）弱透水层： K值较小，透水性不强。如：亚砂亚粘土等；

   3）隔水层： K值很小，几乎不透水的岩层。如：粘泥炭层等

B.按K值随空间位置变化程度不同分类

   1）均质含水层：岩层中 K值是常数，不随空间坐标位置变化而变化；

   2）非均质含水层： K值是变数，随空间坐标位置变化而变化。

C.按K值是否随渗流方向改变分类

    1）各向同性含水层：岩层中各点的K值与渗流方向无关，即同一点不同方向上的K值均相等， Kx =Ky= Kz。

    2）各向异性含水层：岩层中同一点的K值随渗流方向的不同方而不同，即同一点不同方向上的K值是不相等的， Kx ≠Ky≠ Kz

2.根据下面的河间地块流网图，详细分析该地块中的地下水特征。

【答案】1）由分水岭到河谷，流向从由上向下到接近水平再向上；2）在分水岭地带打井，井中水位随井深加大而降低，河谷地带井水位则随井深加大而抬升；3）由分水岭到河谷，流线愈来愈密集，流量增大，地下径流加强；4）由地表向深部，地下径流减弱；5）由分水岭出发的流线，渗透途径最长，平均水力梯度最小，地下水径流交替最弱，近流线末端河谷下方，地下水的矿化度最高。