2025年大學(xué)《地球物理學(xué)》專業(yè)題庫——地球物理學(xué)技術(shù)在水文環(huán)境保護中的應(yīng)用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的代表字母填涂在答題卡相應(yīng)位置）1.在利用電阻率法探測地下水污染時，若污染羽區(qū)域電阻率顯著降低，其主要原因是？A.污染物為高鹽分物質(zhì)，導(dǎo)致地下水分質(zhì)變好B.污染物增加了土壤中的導(dǎo)電離子C.污染導(dǎo)致土壤壓實，孔隙度減小D.污染物與土壤發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成高電阻率物質(zhì)2.進(jìn)行淺層地震勘探以獲取含水層結(jié)構(gòu)信息時，主要關(guān)注的是哪種類型的波？A.P波（縱波）的反射和折射B.S波（橫波）的繞射C.R波（面波）的傳播速度D.空腔波在自由表面的反射3.電法勘探中，溫納裝置（四極法）主要用于？A.探測水平方向上的電性界面B.精確測量淺層地電阻率C.探測垂直方向上的電性異常體D.進(jìn)行大面積的淺層覆蓋探測4.在地下水污染調(diào)查中，若懷疑存在放射性污染源，可能選用的地球物理方法是？A.地震折射法B.磁法勘探C.重力法探測密度異常D.電阻率法探測高鹽污染5.地下水豐富的區(qū)域通常對應(yīng)地球物理參數(shù)中的什么特征？A.高電阻率B.低密度C.高磁化率D.高孔隙度（此為水文地質(zhì)概念，非直接地球物理參數(shù)，但常相關(guān)）6.地震波在從波速較低的介質(zhì)（如沉積層）進(jìn)入波速較高的介質(zhì)（如基巖）時，其行為是？A.速度增加，波長變短B.速度減小，波長變長C.速度不變，波長變短D.發(fā)生強烈衰減7.利用重力法探測地下水相關(guān)異常時，通常關(guān)注的是由什么引起的重力異常？A.地下空洞導(dǎo)致的質(zhì)量虧損B.含水層中孔隙水引起的微弱異常C.地表植被覆蓋導(dǎo)致的質(zhì)量增加D.地下鹽丘構(gòu)造引起的圍巖應(yīng)力變化8.地球物理反演的主要目的是？A.獲取野外原始數(shù)據(jù)記錄B.將采集到的物理量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為地下介質(zhì)參數(shù)分布圖C.對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的數(shù)學(xué)濾波D.選擇最合適的勘探裝置9.在進(jìn)行地下水污染源定位時，電阻率法相比地震法可能具有的優(yōu)勢是？A.對低速異常體更敏感B.可以直接確定污染物的化學(xué)成分C.裝置輕便，成本較低，適合快速普查D.能提供高分辨率的地下結(jié)構(gòu)圖像10.地球物理方法在水文環(huán)境保護中的主要局限性之一是？A.數(shù)據(jù)采集成本高昂B.能提供定量的地下結(jié)構(gòu)參數(shù)C.對非均質(zhì)介質(zhì)模型的解釋存在多解性D.野外工作受天氣條件限制極大二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填寫在答題卡相應(yīng)位置）1.地球物理勘探方法中，利用電磁場與地下介質(zhì)電性差異來探測地下結(jié)構(gòu)的技術(shù)統(tǒng)稱為______法。2.進(jìn)行電法勘探時，為了消除供電電極和測量電極引入的旁路電流影響，常采用______裝置。3.地震勘探中，通過分析反射波的______和時間，可以推斷地下不同界面的深度和性質(zhì)。4.探測地下水污染時，地球物理方法主要利用了污染物改變了地下介質(zhì)物理參數(shù)（如______、密度等）的原理。5.在地下水可持續(xù)利用評價中，地球物理方法可用于______和______。6.重力勘探在水文地質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用相對較少，主要是因為其對地下介質(zhì)______變化的敏感度通常不高。7.磁法勘探可用于追蹤地下______礦物的分布，這些礦物有時可能與某些工業(yè)污染活動有關(guān)。8.地球物理數(shù)據(jù)處理中的基線校正主要針對______數(shù)據(jù)，以消除儀器或觀測點位置變化引起的系統(tǒng)誤差。9.將地球物理勘探數(shù)據(jù)與水文地質(zhì)概念模型相結(jié)合進(jìn)行解釋是提高解釋可靠性的關(guān)鍵，這體現(xiàn)了______原則。10.利用地震法探測含水層頂?shù)装褰缑鏁r，通常采用______或______等采集方法。三、簡答題（每題5分，共20分。請將答案填寫在答題卡相應(yīng)位置）1.簡述電阻率法探測地下水污染的基本原理及其主要應(yīng)用場景。2.與電阻率法相比，簡述地震法在探測深層含水層結(jié)構(gòu)方面的主要優(yōu)勢。3.在進(jìn)行地下水污染調(diào)查時，選擇地球物理方法需要考慮哪些主要因素？4.簡述地球物理方法在水源地保護中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在哪些方面。四、計算題（共10分。請將計算過程和結(jié)果填寫在答題卡相應(yīng)位置）假設(shè)在某個地下水污染調(diào)查現(xiàn)場，采用溫納裝置進(jìn)行電法測量，得到某測點的視電阻率值ρ<0xE2><0x82><0x99>=100Ω·m。已知供電電流I=5mA，電極距AB=5m，電壓表讀數(shù)V=0.2V。請計算該測點處地下的真電阻率ρ，并簡要說明計算中可能存在的誤差來源。（提示：溫納裝置公式ρ<0xE2><0x82><0x99>=2πABρ/(V/I)）五、論述題（共30分。請將答案填寫在答題卡相應(yīng)位置）論述地球物理方法在解決地下水污染羽追蹤與監(jiān)測問題中的重要作用、面臨的主要挑戰(zhàn)以及未來發(fā)展趨勢。結(jié)合具體技術(shù)（如電法、地震法、探地雷達(dá)等）進(jìn)行闡述。試卷答案一、選擇題1.B2.A3.B4.B5.B6.A7.A8.B9.C10.C二、填空題1.電磁2.三極3.到達(dá)時間（或時間差）4.電阻率5.含水層分布范圍，富水性評價6.密度7.礦物8.電阻率（或其他如時間域電磁等，視具體課程重點）9.地球物理與地質(zhì)（或水文地質(zhì)）結(jié)合10.折射，反射三、簡答題1.電阻率法原理：利用地下不同介質(zhì)（如污染水體、清潔地下水、污染土壤、基巖）的電阻率差異進(jìn)行探測。污染物質(zhì)（如鹽類、有機物、重金屬離子）通常使介質(zhì)導(dǎo)電性增強，電阻率降低。通過測量地面上不同點的電阻率，繪制等值線圖，可以圈定污染羽的范圍、追蹤其遷移路徑、甚至定位污染源。應(yīng)用場景：污染場地調(diào)查、污染羽監(jiān)測、地下水污染潛力評價。2.地震法探測深層含水層結(jié)構(gòu)優(yōu)勢：地震波傳播距離遠(yuǎn)，穿透能力強，能夠探測更深部的地質(zhì)結(jié)構(gòu)；地震成像分辨率較高，特別是采用高密度觀測時，可以更清晰地刻畫含水層、隔水層的幾何形態(tài)和空間展布；能提供直接的地下結(jié)構(gòu)剖面，有助于理解含水層形成和演化的地質(zhì)背景。3.選擇地球物理方法需考慮因素：污染物的性質(zhì)（如導(dǎo)電性、放射性、密度差異）；目標(biāo)探測深度；場地地質(zhì)條件（如覆蓋層厚度、基巖類型）；地下水流動狀態(tài)；經(jīng)濟成本與時間要求；現(xiàn)有儀器設(shè)備條件；環(huán)保要求。4.地球物理方法在水源地保護應(yīng)用：探測水源地周邊的隱伏斷裂帶，防止污染滲入；圈定地下暗河或裂隙發(fā)育區(qū)，評估其對水源地水質(zhì)的影響；探測覆蓋在水源地上的隱伏溶洞或空洞，評估其穩(wěn)定性及滲漏風(fēng)險；監(jiān)測水源地水位變化引起的地下結(jié)構(gòu)應(yīng)力調(diào)整；輔助評價水源地周邊的土地利用對地下水環(huán)境的影響。四、計算題計算過程：ρ=ρ<0xE2><0x82><0x99>*(V/I)/(2πAB)ρ=100Ω·m*(0.2V)/(2π*5m*0.005A)ρ=100*0.2/(0.1π)Ω·mρ≈636.62Ω·m結(jié)果：真電阻率ρ≈636.62Ω·m誤差來源：測量誤差（電壓表、電流表精度）；接觸電阻影響；電極埋深不均；地下介質(zhì)非均勻性；供電電流穩(wěn)定性；溫度影響等。五、論述題地球物理方法在地下水污染羽追蹤與監(jiān)測中扮演著重要角色。其核心優(yōu)勢在于能夠提供污染羽的空間分布和運移信息的非侵入性手段，尤其適用于大面積、復(fù)雜地形或已建工程區(qū)域的調(diào)查。通過電阻率法、時間域電磁法（TDEM）等，可以探測污染羽（通常表現(xiàn)為電阻率降低或電導(dǎo)率升高）的邊界、范圍和形態(tài)變化；地震法可通過微地震監(jiān)測追蹤污染羽的運移速度和方向；探地雷達(dá)（GPR）可探測淺層污染羽的分布和界面。這些方法有助于快速獲取污染信息，為污染源定位、風(fēng)險評估和修復(fù)效果監(jiān)測提供依據(jù)。面臨的主要挑戰(zhàn)包括：地球物理參數(shù)（如電阻率）對多種因素敏感，污染物性質(zhì)、含量、地下水流速、介質(zhì)結(jié)構(gòu)等都可能導(dǎo)致解的多解性，增加了解釋難度；非飽和帶的污染物行為與飽和帶不同，物理響應(yīng)復(fù)雜；部分污染物的物理參數(shù)差異微小，導(dǎo)致探測靈敏度不足；復(fù)雜三維空間的成像與解釋仍是難題；數(shù)據(jù)采集成本和效率問題，尤其是在大范圍監(jiān)測時。未來發(fā)展趨勢體現(xiàn)在：發(fā)展更高靈敏度、更高分辨率的探測