2025年大學(xué)《地球系統(tǒng)科學(xué)》專業(yè)題庫——地下水資源與地下水動力學(xué)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項(xiàng)字母填在題干后的括號內(nèi)）1.下列哪個(gè)參數(shù)是描述多孔介質(zhì)自身性質(zhì)，反映了介質(zhì)中孔隙空間的大小和連通性？（）A.滲透系數(shù)B.孔隙度C.儲存系數(shù)D.給水度2.達(dá)西定律描述的是地下水流動的什么規(guī)律？（）A.流速與水力坡度成正比B.流速與水力坡度成反比C.流量與水力坡度成正比D.流量與水力坡度成反比3.在地下水流系統(tǒng)中，起到約束水流，使其只能從高水頭區(qū)流向低水頭區(qū)的作用的是？（）A.含水層B.隔水層C.潛水D.承壓水4.用來衡量單位時(shí)間內(nèi)通過單位橫截面積的地下水體積的物理量是？（）A.滲透系數(shù)B.孔隙度C.流量D.流速5.對于非均質(zhì)、各向異性含水層，描述其滲透性質(zhì)的參數(shù)是？（）A.均一的滲透系數(shù)B.孔隙度C.滲透率D.儲存系數(shù)6.當(dāng)?shù)叵滤辉谝粋€(gè)時(shí)間段內(nèi)呈現(xiàn)持續(xù)、緩慢的下降趨勢時(shí)，通常表明？（）A.地下水位處于穩(wěn)定狀態(tài)B.地下水補(bǔ)給量大于消耗量C.地下水補(bǔ)給量小于消耗量D.地下水流動方向發(fā)生改變7.在地下水資源的可持續(xù)利用管理中，評估一個(gè)地區(qū)能夠長期、穩(wěn)定開采的地下水最大量是指？（）A.地下水資源總量B.地下水可開采量C.地下水的可更新資源量D.地下水的儲存量8.下列哪種情況下，地下水污染的修復(fù)治理通常最為困難？（）A.污染源已關(guān)閉，污染物性質(zhì)單一B.污染源持續(xù)排放，污染物性質(zhì)復(fù)雜且易遷移C.污染物已深入含水層深處D.污染物已被生物降解9.地下水位的季節(jié)性波動在補(bǔ)給量較大的含水層中通常表現(xiàn)得更明顯，這主要是因?yàn)?？（）A.含水層滲透性較差B.含水層儲存量較小C.含水層補(bǔ)給途徑單一D.地表植被覆蓋度低10.能夠有效反映地下水三維流場的工具是？（）A.水位觀測井?dāng)?shù)據(jù)B.流網(wǎng)C.地下水等水位線圖D.地下水流量過程線二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填在題干橫線上）1.地下水是賦存于地表以下飽和巖土體孔隙中的水，它是的重要組成部分。2.達(dá)西定律適用于飽和多孔介質(zhì)中的層流運(yùn)動，其數(shù)學(xué)表達(dá)式可以表示為Q=K×A×i，其中Q代表流量，K代表，A代表過水?dāng)嗝婷娣e，i代表。3.潛水是地表以下第一個(gè)飽和含水層中的水，其自由水面稱為。潛水的動態(tài)變化主要受的影響。4.承壓水是埋藏于兩個(gè)隔水層之間，承受靜水壓力的地下水，其自由水面（承壓水面）至地表的距離稱為。5.地下水儲量通常分為和兩種主要類型，前者是指補(bǔ)給期內(nèi)可恢復(fù)的儲量，后者是指含水層能夠提供的最大儲存能力。6.地下水污染的主要來源包括工業(yè)廢水泄漏、農(nóng)業(yè)化肥農(nóng)藥施用、生活污水排放和等。7.地面沉降是過量開采地下水導(dǎo)致地下含水層壓縮、地面隆起或沉降的現(xiàn)象，其主要發(fā)生在含水層地區(qū)。8.巖溶地貌發(fā)育區(qū)，由于巖溶管道的發(fā)育，地下水往往具有的特點(diǎn)。9.地下水?dāng)?shù)值模擬方法可以用來模擬地下水流系統(tǒng)在不同邊界條件和參數(shù)設(shè)置下的動態(tài)變化，為地下水資源管理和環(huán)境評價(jià)提供依據(jù)。10.地球系統(tǒng)科學(xué)視角下的地下水研究，需要關(guān)注地下水與、之間的相互作用及其對整個(gè)地球系統(tǒng)演化的影響。三、名詞解釋（每題3分，共15分）1.孔隙度2.滲透系數(shù)3.水力傳導(dǎo)系數(shù)4.儲存系數(shù)5.地下水可開采量四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述達(dá)西定律的適用條件。2.簡述繪制流網(wǎng)的基本原則。3.簡述影響地下水資源的自然因素。4.簡述地下水污染的主要特征。五、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某均質(zhì)、各向同性含水層，厚度為10m，滲透系數(shù)為1.5m/d。若測得含水層中心處的水力坡度為0.02，求該處距中心10m處的單井抽水穩(wěn)定流量（以m3/d為單位）。2.某地區(qū)地下水監(jiān)測表明，潛水水位在過去5年內(nèi)平均每年下降0.3m。若該地區(qū)年平均降水量為600mm，年均蒸發(fā)量800mm，地下水補(bǔ)給量占降水量的10%，排泄量中農(nóng)業(yè)灌溉和居民生活用水占總補(bǔ)給量的60%。試定性分析該地區(qū)潛水水位持續(xù)下降的主要原因。六、論述題（10分）結(jié)合地球系統(tǒng)科學(xué)的思想，論述地下水在維持區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)平衡和應(yīng)對全球氣候變化方面的重要作用。試卷答案一、選擇題1.B2.A3.B4.C5.C6.C7.B8.B9.B10.B二、填空題1.水資源2.滲透系數(shù)，水力坡度3.潛水面，降水入滲4.涌水高度5.可更新資源，儲存量6.生活垃圾堆放7.弱透水層8.強(qiáng)富水性，快速流動性9.氣候變化，生態(tài)系統(tǒng)10.氣候變化，生態(tài)系統(tǒng)三、名詞解釋1.孔隙度：指多孔介質(zhì)中孔隙體積占該介質(zhì)總體積的百分比，反映了介質(zhì)容納水分的能力。2.滲透系數(shù)：指在單位水力梯度下，水在多孔介質(zhì)中流動的速率，是衡量介質(zhì)透水能力的物理量。3.水力傳導(dǎo)系數(shù)：指在單位水力梯度下，通過單位橫截面積的地下水流量，是描述含水層傳導(dǎo)水能力的重要參數(shù)，與滲透系數(shù)和過水?dāng)嗝婷娣e有關(guān)。4.儲存系數(shù)：指含水層單位面積上，水位下降一個(gè)單位時(shí)，所釋放出來的水量（體積），反映了含水層彈性能量的大小。5.地下水可開采量：指在長期、可持續(xù)利用的前提下，一個(gè)地區(qū)能夠從含水層中穩(wěn)定獲取的最大地下水水量，它等于可更新資源量與儲存量之間的平衡補(bǔ)給量。四、簡答題1.簡述達(dá)西定律的適用條件。解析思路：達(dá)西定律主要基于層流假設(shè)，因此其適用條件需圍繞這一核心。首先，介質(zhì)必須是飽和的多孔介質(zhì)（如砂土、裂隙巖層等）。其次，水流必須處于層流狀態(tài)，而非紊流。最后，水力坡度不能太大，以避免水流速度過快導(dǎo)致流態(tài)轉(zhuǎn)變。此外，介質(zhì)應(yīng)相對均質(zhì)、各向同性或已知其異性特征。2.簡述繪制流網(wǎng)的基本原則。解析思路：流網(wǎng)是由一組等水頭線（或稱EquipotentialLines）和一組流線（Streamlines）正交組成的網(wǎng)絡(luò)圖。繪制的基本原則包括：流線與等水頭線必須正交；流線不能相交也不能閉合（在無窮遠(yuǎn)處閉合）；所有流線必須從高水頭區(qū)流向低水頭區(qū)；在邊界處，流線與邊界平行（滲出面）或相交于角點(diǎn)（不透水邊界）；流網(wǎng)必須閉合；通過任一網(wǎng)格單元的流量相等。3.簡述影響地下水資源的自然因素。解析思路：影響地下水資源豐沛程度和分布的自然因素主要包括氣候因素（降水、蒸發(fā)）、地形地貌（影響補(bǔ)給和排泄）、地質(zhì)因素（含水層巖性、厚度、分布、滲透性、儲存性）以及水文地質(zhì)因素（補(bǔ)給來源、徑流條件、排泄途徑）。其中，氣候是補(bǔ)給的根本，地質(zhì)決定資源的儲存和輸導(dǎo)能力。4.簡述地下水污染的主要特征。解析思路：地下水污染具有隱蔽性（污染源不易發(fā)現(xiàn)，污染程度難監(jiān)測）、滯后性（污染物遷移轉(zhuǎn)化需要時(shí)間，危害顯現(xiàn)慢）、難以治理性（地下水流動性差，污染物不易擴(kuò)散和清除）、不可再生性（被污染的地下水難以恢復(fù)）和危害長期性（污染可能持續(xù)影響環(huán)境和人類健康）等特點(diǎn)。五、計(jì)算題1.計(jì)算單井抽水穩(wěn)定流量。解析思路：根據(jù)達(dá)西定律的平面穩(wěn)定流公式Q=K×A×i。已知滲透系數(shù)K=1.5m/d，水力坡度i=0.02。需要計(jì)算過水?dāng)嗝婷娣eA。在距中心10m處，流網(wǎng)方格的邊長（假設(shè)為L）需要根據(jù)流網(wǎng)特性確定，但題目未給流網(wǎng)細(xì)節(jié)，常簡化處理或假設(shè)。若按達(dá)西定律直接應(yīng)用，可視為無限大含水層中的井流，此時(shí)i=H/R，其中H為含水層厚度，R為影響半徑。但題目未給影響半徑。更直接的方法是利用水力傳導(dǎo)度T=K×b，Q=T×i。T=1.5m/d×10m=15m2/d。Q=15m2/d×0.02=0.3m3/d。*（注：此解法基于簡化假設(shè)，實(shí)際計(jì)算需流網(wǎng)參數(shù)或更完整信息）*答案：Q=0.3m3/d2.分析潛水水位下降原因。解析思路：分析水位變化需對比補(bǔ)給、消耗與水位變化的關(guān)系。已知水位年下降率Δh/Δt=0.3m/yr，降水量P=600mm/yr，蒸發(fā)量E=800mm/yr。地下水補(bǔ)給量R=P×10%=60mm/yr。消耗量D=R×60%=36mm/yr?？傁牧緿=36mm/yr?？傃a(bǔ)給量R=60mm/yr。消耗量（36mm/yr）大于補(bǔ)給量（60mm/yr），存在凈消耗量D_net=D-R=36-60=-24mm/yr。這意味著地下水系統(tǒng)處于虧損狀態(tài)，消耗量大于補(bǔ)給量，導(dǎo)致儲存量減少，表現(xiàn)為水位持續(xù)下降。主要原因就是農(nóng)業(yè)灌溉和居民生活用水等人類活動消耗了超出地下水自然補(bǔ)給的部分。六、論述題結(jié)合地球系統(tǒng)科學(xué)的思想，論述地下水在維持區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)平衡和應(yīng)對全球氣候變化方面的重要作用。解析思路：從地球系統(tǒng)科學(xué)的多圈層、多過程