2025年大學(xué)《地球物理學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——地球物理學(xué)在地下水污染防治中的作用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分）1.在利用電阻率法探測(cè)地下水污染時(shí)，高鹽度污染羽通常在電阻率測(cè)曲上表現(xiàn)為？A.電阻率顯著升高B.電阻率相對(duì)背景值略有降低C.電阻率顯著降低D.電阻率穩(wěn)定不變2.對(duì)于探測(cè)埋藏較淺的污染源（如泄漏點(diǎn)、小規(guī)模填埋場(chǎng)），哪種地球物理方法通常更為有效？A.大型地震折射/反射法B.探地雷達(dá)（GPR）C.大面積電阻率偶極-偶極法D.地下電磁感應(yīng)法3.地下水污染導(dǎo)致含水層滲透系數(shù)顯著降低時(shí)，在電阻率測(cè)井曲線上最可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是？A.視電阻率值普遍升高B.視電阻率值普遍降低C.測(cè)井曲線形態(tài)無(wú)明顯變化D.視電阻率值在污染區(qū)出現(xiàn)異常升高或降低，具體取決于污染物性質(zhì)4.在進(jìn)行地下水污染羽監(jiān)測(cè)時(shí)，利用地球物理方法進(jìn)行重復(fù)測(cè)量，主要關(guān)注的是？A.污染羽邊界形態(tài)的變化B.污染羽中心位置的變化C.地下介質(zhì)的聲波速度變化D.地下含水層厚度的變化5.地震波在地層中傳播速度主要受哪些因素影響？（多選）A.地層孔隙度B.地層孔隙流體類型（特別是密度和成分）C.地層埋深D.地層巖石礦物成分6.利用放射性方法（如伽馬能譜測(cè)量）進(jìn)行地下水污染勘查時(shí)，主要探測(cè)的污染物或地球物理現(xiàn)象是？A.高鹽度污染B.油類污染C.放射性核素污染D.硅藻土等細(xì)粒沉積物7.地球物理方法在地下水污染防治中的主要優(yōu)勢(shì)在于？A.可提供污染物化學(xué)成分的定量分析B.探測(cè)范圍廣，可進(jìn)行大面積快速普查C.可直接獲取地下水的抽水試驗(yàn)數(shù)據(jù)D.成本極低，無(wú)需特殊設(shè)備8.在設(shè)計(jì)地球物理探測(cè)方案時(shí)，需要考慮的主要因素不包括？A.污染物類型和濃度B.地下預(yù)期結(jié)構(gòu)（含水層、隔水層、污染羽范圍）C.測(cè)區(qū)已有的地質(zhì)資料和地球物理數(shù)據(jù)D.污染修復(fù)的具體技術(shù)方案9.地下電磁感應(yīng)法對(duì)于探測(cè)哪種類型的污染物相對(duì)更為敏感？A.重金屬離子污染B.有機(jī)溶劑污染C.高鹽度污染D.放射性物質(zhì)污染10.將多種地球物理方法（如電阻率法+地震法）結(jié)合進(jìn)行探測(cè)，其主要目的是？A.提高探測(cè)成本效益B.提高探測(cè)結(jié)果的精度和可靠性C.擴(kuò)大探測(cè)范圍D.簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)處理流程二、填空題（每空2分，共20分）1.地球物理方法探測(cè)地下水污染的間接性體現(xiàn)在它主要通過(guò)探測(cè)污染引起的________變化來(lái)識(shí)別污染體。2.電阻率法是利用巖石、土壤和流體________的差異來(lái)探測(cè)地下結(jié)構(gòu)和不均勻體的常用方法。3.地震勘探通過(guò)分析地震波的________、振幅、頻率等參數(shù)來(lái)推斷地下介質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。4.探地雷達(dá)（GPR）主要利用高頻電磁波的________和________來(lái)探測(cè)淺層地下結(jié)構(gòu)。5.地下水污染導(dǎo)致含水層物理性質(zhì)改變，進(jìn)而影響地球物理場(chǎng)的________，這是地球物理探測(cè)的基礎(chǔ)。6.在進(jìn)行地球物理數(shù)據(jù)處理時(shí)，常用的濾波方法旨在削弱________，突出________。7.地球物理測(cè)井是獲取________基本參數(shù)的重要手段，對(duì)于評(píng)價(jià)污染對(duì)含水層產(chǎn)能的影響有直接意義。8.地球物理方法在地下水污染修復(fù)效果監(jiān)測(cè)中，可用于追蹤________的遷移路徑變化和________的范圍變化。9.選擇地球物理方法時(shí)，必須考慮方法的________、局限性以及與探測(cè)目標(biāo)的________。10.地球物理信息技術(shù)（如GIS）在地下水污染勘查中的應(yīng)用，主要優(yōu)勢(shì)在于能夠?qū)崿F(xiàn)________的可視化和管理。三、名詞解釋（每題3分，共15分）1.電阻率法2.地震勘探3.污染羽4.地球物理探測(cè)的間接性5.地球物理反演四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述利用電阻率法探測(cè)地下水污染的基本原理。2.簡(jiǎn)述選擇地球物理方法勘查地下水污染時(shí)應(yīng)考慮的主要因素。3.簡(jiǎn)述探地雷達(dá)（GPR）在地下水污染勘查中的一種潛在應(yīng)用場(chǎng)景及其原理。4.簡(jiǎn)述地球物理方法在監(jiān)測(cè)地下水污染羽遷移過(guò)程中的作用。五、論述題（每題10分，共30分）1.論述地球物理方法在地下水污染源識(shí)別中的優(yōu)勢(shì)和局限性。2.結(jié)合具體應(yīng)用場(chǎng)景，論述如何綜合運(yùn)用至少兩種不同的地球物理方法來(lái)提高地下水污染勘查的可靠性。3.試述地球物理技術(shù)在評(píng)估地下水污染修復(fù)效果方面的應(yīng)用前景和面臨的挑戰(zhàn)。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.A4.A5.A,B,D6.C7.B8.D9.C10.B二、填空題1.響應(yīng)2.電性3.路徑和時(shí)間4.傳播和反射/折射5.變化6.噪聲干擾，有效信號(hào)7.地質(zhì)參數(shù)8.污染物，地下水9.適用性，匹配度10.地下空間結(jié)構(gòu)及信息三、名詞解釋1.電阻率法：利用巖石、土壤和流體電阻率的差異，通過(guò)測(cè)量人工激發(fā)的電流場(chǎng)或自然電場(chǎng)來(lái)探測(cè)地下結(jié)構(gòu)、界面和不均勻體（如污染物分布）的一種地球物理方法。2.地震勘探：利用人工激發(fā)的地震波在地下傳播過(guò)程中的反射、折射、繞射等現(xiàn)象，通過(guò)接收和分析地震波信號(hào)來(lái)探測(cè)地下介質(zhì)結(jié)構(gòu)、界面和異常體（如污染源、斷層）的空間位置和性質(zhì)的一種地球物理方法。3.污染羽：指污染物從污染源向周圍水體（通常指地下水）遷移擴(kuò)散后，在空間上呈現(xiàn)出的污染物濃度分布區(qū)域，其形態(tài)和范圍可能隨時(shí)間變化。4.地球物理探測(cè)的間接性：指地球物理方法并非直接測(cè)量污染物本身，而是通過(guò)探測(cè)污染物及其賦存環(huán)境（地下介質(zhì)）引起的物理性質(zhì)（如電阻率、密度、聲波速度等）的變化，從而間接推斷污染物的存在、分布和性質(zhì)。5.地球物理反演：指根據(jù)已知的地球物理觀測(cè)數(shù)據(jù)（如測(cè)井曲線、電剖面圖、地震記錄等），運(yùn)用數(shù)學(xué)和物理方法，反推地下介質(zhì)參數(shù)（如電阻率、聲波速度、密度等）的空間分布過(guò)程。四、簡(jiǎn)答題1.解析思路：電阻率法原理在于不同巖石、土壤和流體（包括水）導(dǎo)電性能（電阻率）差異。污染通常改變地下水的化學(xué)成分（如鹽度、離子類型），進(jìn)而改變其電阻率。當(dāng)污染羽（通常鹽度較高或存在導(dǎo)電離子）侵入相對(duì)純凈的含水層時(shí)，會(huì)形成電阻率異常區(qū)。通過(guò)測(cè)量人工電場(chǎng)產(chǎn)生的電位差，計(jì)算視電阻率，繪制等值線圖，即可識(shí)別和圈定污染羽的分布范圍。高鹽度污染通常表現(xiàn)為相對(duì)高阻，而某些有機(jī)污染（如鹽堿化土壤）可能表現(xiàn)為低阻。2.解析思路：選擇方法需綜合考慮：①污染特征：了解污染物性質(zhì)（類型、濃度、分布范圍）、賦存介質(zhì)（含水層、隔水層）。②探測(cè)目標(biāo)：是尋找污染源、確定污染羽范圍、還是監(jiān)測(cè)遷移路徑？③測(cè)區(qū)地質(zhì)條件：地形地貌、覆蓋層厚度、地下結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度。④方法自身特性：不同方法探測(cè)深度、分辨率、探測(cè)對(duì)象（電性、聲波速度、磁性等）不同，有各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。⑤經(jīng)濟(jì)成本和效率：時(shí)間、預(yù)算限制。⑥現(xiàn)有資料：是否已有地質(zhì)圖、鉆孔資料等可供參考。最佳選擇是目標(biāo)、地質(zhì)、方法、成本等因素綜合權(quán)衡的結(jié)果。3.解析思路：GPR利用高頻電磁波在介質(zhì)中傳播的衰減和反射特性。在地下水污染勘查中，一種潛在場(chǎng)景是探測(cè)淺層（如幾米到十幾米）的污染源，如地表泄漏點(diǎn)、小型填埋場(chǎng)底部、淺層管線破裂處。GPR發(fā)射的電磁波穿透地表和淺層覆蓋，遇到介質(zhì)電性差異（如污染物與周圍土壤/沉積物差異）會(huì)產(chǎn)生反射波。通過(guò)記錄和分析這些反射波的時(shí)間、振幅、相位等信息，可以在二維剖面上識(shí)別出異常體（污染源）的位置和形態(tài)輪廓。其原理是利用污染體與周圍介質(zhì)電性（介電常數(shù)）的差異導(dǎo)致電磁波反射。4.解析思路：地球物理方法通過(guò)探測(cè)地下介質(zhì)物理性質(zhì)的變化來(lái)反映污染羽的動(dòng)態(tài)。例如，利用電阻率法，當(dāng)污染羽遷移時(shí)，其分布的電阻率異常區(qū)域在重復(fù)測(cè)量中會(huì)表現(xiàn)出空間位置和形態(tài)的變化。利用地震方法，污染羽的存在可能改變波的傳播速度和路徑，重復(fù)測(cè)量可通過(guò)對(duì)比波形變化來(lái)追蹤其遷移。利用GPR可探測(cè)淺層污染羽范圍的擴(kuò)展。這些方法提供了一種非侵入性、可重復(fù)測(cè)量手段，能夠直觀展示污染羽隨時(shí)間演化的空間信息，為評(píng)估污染擴(kuò)散速度和制定管理策略提供依據(jù)。五、論述題1.解析思路：優(yōu)勢(shì)：①非侵入性：無(wú)需鉆孔即可探測(cè)地下情況，適用于大面積普查和敏感區(qū)域。②快速高效：可在較短時(shí)間內(nèi)獲取較大范圍的地下信息。③經(jīng)濟(jì)性：相比某些其他方法（如抽水試驗(yàn)、全面取樣）可能成本更低。④連續(xù)性：可進(jìn)行重復(fù)測(cè)量，監(jiān)測(cè)污染動(dòng)態(tài)變化。局限性：①間接性：只能探測(cè)物理性質(zhì)的變化，無(wú)法直接確定污染物化學(xué)成分和確切濃度，需結(jié)合其他方法驗(yàn)證。②分辨率限制：對(duì)于精細(xì)結(jié)構(gòu)或低濃度污染可能難以分辨。③受干擾影響大：地表覆蓋、高電導(dǎo)率體（如咸水、金屬管道）、地形起伏等都會(huì)影響探測(cè)效果。④對(duì)某些污染物不敏感：如惰性、低電導(dǎo)率的污染物可能難以探測(cè)。⑤數(shù)據(jù)解釋多解性：?jiǎn)我环椒ǐ@得的數(shù)據(jù)往往存在多種可能的解釋。2.解析思路：綜合運(yùn)用方法可取長(zhǎng)補(bǔ)短，提高探測(cè)可靠性。例如，在一個(gè)懷疑有地下水污染的區(qū)域，可先進(jìn)行電阻率法或電磁法做大面積快速普查，利用其探測(cè)電性異常的優(yōu)勢(shì)，初步圈定可能存在污染的區(qū)域或污染羽的大致范圍。然后，在疑似區(qū)域重點(diǎn)部署高分辨率的探地雷達(dá)（GPR），探測(cè)淺層（如幾米內(nèi)）的異常體，如泄漏點(diǎn)、填埋垃圾、淺層污染羽界面等。如果需要探測(cè)更深部的污染源或含水層結(jié)構(gòu)，可以輔以地震勘探。通過(guò)多種方法數(shù)據(jù)的對(duì)比和互驗(yàn)證（如電阻率法圈定的深部異常被地震法確認(rèn)），可以更準(zhǔn)確地確定污染體的位置、形態(tài)和埋深，減少單一方法解釋的不確定性，從而提高整個(gè)勘查工作的準(zhǔn)確性和可靠性。3.解析思路：應(yīng)用前景：①動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)：利用具有較高時(shí)空分辨率的地球物理方法（如GPR、中分辨率電阻率法）進(jìn)行重復(fù)測(cè)量，可有效追蹤污染羽前沿的遷移路徑、范圍擴(kuò)張和濃度變化趨勢(shì)。②修復(fù)效果評(píng)估：通過(guò)對(duì)比污染前后的地球物理數(shù)據(jù)（如電阻率、介電常數(shù)），可以評(píng)估污染羽范圍是否縮小、地下介質(zhì)物理性質(zhì)是否改善，從而判斷修復(fù)措施（如抽出回灌、生物修復(fù)）的有效性。③修復(fù)區(qū)精細(xì)結(jié)構(gòu)勘察：利用高精度地球物理方法（如電阻率測(cè)井、地震成像）可以識(shí)別修復(fù)區(qū)內(nèi)不同介質(zhì)的分布，了解修復(fù)措施（如注入?yún)^(qū)、抽水井附近）的細(xì)節(jié)，為優(yōu)化修復(fù)方案提供依據(jù)。面臨的挑戰(zhàn)：①污染物性質(zhì)復(fù)雜性：不同污染物對(duì)地球物