水文地球化学课后思考题

绪论1.什么是水文现象？水文现象指地球上的水受外部作用而产生的永无休止的运动形式。

2.什么是水文循环？怎样理解水文循环的作用和意义？地球上或某一区域内，在太阳辐射和重力的作用下，水分通过蒸发、水汽输送、降水、入渗、径流等过程循环不断的变化、迁移现象的现象称为自然界的水文循环。

意义:水文循环是地球上最重要、最活跃的物质循环之一：1．为人类带来了取之不尽用之不竭的水资源。

2.为人类提供了洁净的、可再生的能源。

3.对生态环境直接和间接的影响。

4.对人类生产生活的直接影响（洪涝灾害，雪灾等）认识它的基本客观规律，了解其各影响因素间的内在联系，对合理开发和利用水资源，抗御洪旱灾害，改造自然，利用自然都有十分重要的意义。

3.什么是水文学？它的研究领域有哪些？研究水文现象及其规律的学科称为水文学，它是通过分析观测资料，模拟和预报自然界中水量和水质的变化及发展动态，为开发利用水资源，控制洪水和保护水环境等提供科学依据。

研究存在于地球上的大气层中和地球表面以及地壳内水的各种现象的发生和发展规律及其内在联系的学科。

包括水体的形成、循环和分布，水体的化学成分，生物、物理性质以及它们对环境的效应等。

4.水文学的发展主要可划分为哪些阶段？各阶段的主要特征是什么？水文学经历了由萌芽到成熟、由定性到定量、由经验到理论的发展过程。

(1) 萌芽时期(公元15世纪以前)1)开始了原始的水文观测。

2)开始积累原始水文知识这一时期中国的水文知识居于世界领先地位，如：①公元前239年的《吕氏春秋》；②2000年前建成的都江堰；③公元527年的《水经注》(2) 奠基时期(公元15～19世纪)1)近代水文仪器开始出现2)近代水文科学理论逐步形成。

本阶段的特点是水文现象由概念性的描述进入定量表达，水文理论逐渐形成。

(3) 20世纪初至50年代，是应用水文学兴起阶段进入20世纪，大规模的水利水电建设蓬勃发展，需要科学的水文计算和水文预报，使应用水文学迅速发展起来。

水文地球化学一、名词解释（每题3 分，共21 分）1 、BOD：指用微生物降解水中有机物过程中所消耗的氧量，以mg/L 为单位。

2 、脱硫酸作用：在缺氧和有脱硫酸菌存在的情况下，SO42- 被还原成H2S 或S2-的过程。

3 、同离子效应：一种矿物溶解于水溶液，如若水溶液中有与矿物溶解相同的离子，则这种矿物的溶解度就会降低，这种现象在化学上称为同离子效应。

4 、降水氢氧稳定同位素的高程效应：大气降水中的18O 和D含量随着海拔高程的增加而不断下降的现象。

5 、酸性垒：当中性或碱性条件转变为弱酸性和酸性条件或在pH 值急剧降低的地段所形成的地球化学垒。

6 、水分子的缔合作用：由单分子水结合成比较复杂的多分子水而不引起水的物理化学性质改变的现象。

7 、硅质水与硅酸水：SiO2 含量大于50mg/L 的水称为硅质水（1.5 分）；在阴离子中，HSiO3-占阴离子首位（按mol%计算）的水称为硅酸水（1.5分）。

8 、盐效应：矿物在纯水中的溶解度低于矿物在高含盐量水中的溶解度，这种含盐量升高而使矿物溶解度增大的现象。

9 、阳离子交替吸附作用：在一定条件下，岩石颗粒吸附地下水中的某些阳离子，而将其原来吸附的某些阳离子转入水中，从而改变了地下水的化学成分，这一作用即为阳离子交替吸附作用。

10、氧化垒：在还原条件被氧化条件激烈交替的地段上所形成的地球化学垒。

11、侵蚀性CO2：当水中游离CO2 大于平衡CO2 时，水中剩余部分的CO2 对碳酸盐和金属构件等具有侵蚀性，这部分即为侵蚀性CO2。

12、TDS：指水中溶解组分的总量，它包括溶于水中的离子、分子及络合物，但不包括悬浮物和溶解的气体。

13、硅质水与硅酸水：SiO2 含量大于50mg/L 的水称为硅质水（1.5 分）；在阴离子中，HSiO3-占阴离子首位（按mol%计算）的水称为硅酸水（1.5 分）。

14、硬度：是以水中Ca2+和Mg2+来量度，其计算方法是以Ca2+和Mg2+的毫克当量总数乘以50，以CaCO3 表示，其单位为mg/L。

复习题与思考题1. 名词解释（1）阳离子交换容量；（2）弥散通量；（3）水文地球化学；（4）水动力弥散；（5）弥散问题数学模型；（6）大陆效应；地下水污染；（7）碱度；（8）酸度；（9）硬度；（10）永久硬度；（11）暂时硬度；（12）碳酸盐硬度；（13）非碳酸盐硬度；（14）生化耗氧量（BOD）；（15）化学耗氧量（COD）（16）物理吸附；（17）化学吸附；（18）离子交替吸附作用；（19）阳离子交换容量；（20）同位素效应；（21）同位素分馏；（22）同位素交换反应；（23）射性同位素的半衰期；（24） TDS；（25）全等溶解；（26）非全等溶解；2.思考并回答下列问题绪论（1）试说明水文地球化学的含义。

（2）试说明水文地球化学作为一个独立学科的发展历史。

（3）说明水文地球化学的研究意义。

第一章地下水的化学成分（1）试说明水的结构特征。

（2）水有那些特异性质，试分别对其予以说明。

（3）地下水的化学成分有那几类，分别予以简要说明。

（4）通常有哪些方法可用来对水质分析结果进行检验？（5）地下水化学成分的图示方法有哪些？试分别予以简要说明。

第二章地下水化学成分的形成作用（1）怎样根据化学反应的自由能资料计算反应的平衡常数？（2）水溶液中组分活度系数的计算方法主要有哪些？试说明其适用条件。

（3）试说明影响矿物在水中溶解度的因素。

（4）试分别说明纯水中石膏、萤石、石英、三水铝石溶解度的计算方法。

（5）试说明矿物稳定场图的绘制方法。

（6）试定性地说明为什么在CO2-H2O系统中水溶液显酸性，而在CaCO3-H2O系统中水溶液显碱性。

（7）已知H2CO3的一、二级电离常数分别为K a1和K a2，试导出CO2──H2O系统中：溶解碳总量为C T、氢离子浓度为[H+]时，H2CO3、HCO3-和CO32-含量的计算公式。

若25℃时，K a1=10-6.35、K a2=10-10.33，试分析说明上述组分中那一种组分在什么样的pH区间内含量最大？（8）在CO2分压（p）已知的CO2—H2O系统中，已知下述反应的平衡常数分别为CO2分压为10-3.5（atm），水的离子积为10-14，且上述反应均已达到平衡状态。

第1-2章思考题1、试概括地下水的功能及其意义。

（1）宝贵的资源：地下水分布广泛，变化稳定，水质良好，便于利用，是理想的饮用水源，也是工业、农业用水的重要供水水源。

含水介质储能，夏储冬用。

地源热泵。

地下水景观，如古井遗址、湿地等是良好的旅游资源。

（2）重要的地质营力：地下水是物质和热量传输（温泉）及应力传递（水库诱发地震，滑坡）的载体。

地下水是良好溶剂，成矿、找矿发挥重要作用。

（3）不可忽视的致灾因子：地面沉降、地裂缝、岩溶塌陷、潜蚀管涌等。

地方病，如甲状腺病。

（4）活跃灵敏的生态环境因子：地下水是生态环境系统中一个最为活跃灵敏的子系统。

气候、水、土壤和生物，处于相互作用的动平衡，人类活动干扰天然地下水，成为生态环境恶化的重要因素。

如盐渍化（干旱－半干旱地区）、沼泽化（湿润地区）、石漠化（南方岩溶地区）、地下水污染等。

（5）极有价值的信息载体：地下水及其沉淀物、化学及微生物特征，可提供十分珍贵的环境变化信息。

可预测地震，提供不同时空尺度的环境信息，水文地质找矿，可重塑历史时期及地质时期的气候变化。

2、试比较水文循环与地质循环。

水文循环：大气水、地表水、地壳浅表地下水之间的水分交换。

（1）是直接循环，浅部层圈水分子直接交换。

（2）循环速度快，途径短，交替迅速。

（3）水文循环的驱动力是太阳辐射和重力。

（4）对于保障生态环境及人类的生存发展，至关重要。

水质持续净化，水量持续更新再生。

地质循环：大气圈到地幔之间发生的水分交换。

（1）是间接循环，与沉积岩、岩浆活动、岩石重结晶有关。

（2）循环途径长，速度缓慢，周期长。

（3）有助于分析地层浅表和深部各种地质作用，对于寻找矿产资源、预测大尺度环境变化和深部地质灾害等均有重大意义。

第3章讨论题1、孔隙度大和孔隙大有区别吗？孔隙是松散岩层中颗粒及颗粒集合体之间的空隙；孔隙度是单位体积岩土（包括孔隙在内）中孔隙所占的比例。

孔隙大表示松散岩层中颗粒及颗粒集合体之间的空隙大，孔隙度大指的是岩体中孔隙的比例大。

《地球化学》复习思考题.doc名词解释自己搞吧，版本太多。

第一章太阳系和地球系统的元素丰度1.简要说明地球化学研究的基本问题*1地球系统11元素及同位素的组成问题;2地球系统中元素的组合和元素的赋存形式;3地球系统各类自然过程中元素的行为(地球的化学作用)、迁移规律和机理;4地球的化学演化，即地球历史中元素及同位素的演化历史。

2.简述太阳系元素丰度的基本特征及原因1.H和He是丰度最高的两种元素。

占据太阳中全部原子数目的98%。

%1原子序数较低的范围内，元素丰度随原子序数增大呈指数递减，而在原子序数较大的范围内(Z>45)各元素丰度值很相近。

%1原子序数为偶数的元素其丰度大大高于相邻原子序数为奇数的元素。

具有偶数质子数(A)或偶数中子数(N)的核素丰度总是高于具有奇数A或N的核素。

这一规律称为奥多■哈根斯法则，亦即奇偶规律。

%1质量数为4的倍数(即a粒子质量的倍数)的核素或同位素具有较高丰度%1原子序数(Z)或中子数(N)为“幻数”的核素或同位素丰度最大例如,4He (Z=2, N = 2)、160 (Z=8, N=8)、40Ca (Z=20, N=20)和140Ce(Z=58, N=82)等都具有较高的丰度%1Li、Be和B具有很低的丰度，属于强亏损的元素而O和Fe呈现明显的峰，它们是过剩元素原因：%1与元素结构有关宇宙元素丰度的分布与原子核的结构控制。

%1与元素形成过程有关在恒星的高温(nxlO6K)条件下，Li、Be 和B作为氢燃烧的一部分迅速地转变为He的同位素42He o因此，造成宇宙中Li、Be和B 亏损。

O, Fe的丰度异常地高是因为这两种元素是氮燃烧的稳定产物。

3.陨石的分类及相成分的研究意义传统分类，通常根据其中的金属含量将陨石划分为3大类型：球粒陨石约含10%金属1 .石陨石｛无球粒陨石约含1%金属2.石一铁陨石：镣■铁金属相和硅峻盐相各50%3.铁陨石：金属镣■铁含量大于90%研究意义：碳质球粒陨石虽然十分稀少，但在探讨太阳系元素丰度方面却具有特殊的意义。

水文地质学基础思考题集1. 试分析比较从上游到下游河流沉积的砂土的空隙度，给水度和渗透系数的大小。

2. 地下水获得河流补给需满足什么条件，试用图表示之。

3. 按埋藏条件，地下水可以分为哪几类？试用图示表示出来。

4. 绘制一个第四纪地层剖面示意图，使该剖面图能反映出下列内容，并在图中标出饱水带，包气带，地下水流向。

内容：（1）潜水含水层和承压含水层；（2）地下水水位；（3）上层滞水；（4）支持毛细水带。

（注明图例）5. 简述一个好的供水水源地必须具备的条件。

（字数不超过50）6. 试述在基岩山区寻找地下水的方向。

7. 简述地下水获得地表水补给的必要条件。

（字数不超过30）8. 试述在干旱的平原地区，寻找地下淡水的方向。

9. 简述断层带的水文地质意义。

10. 在什么条件下，河水可以补给地下水？11. 潜水模拟实验中，抬高一侧河水位，地下水分水岭向何处偏移？试说明理由（不超过30字）12. 给出降水入渗系数（α）的定义；指出降水入渗系数α=μΔh/X中各项代号代表的意义；并分析利用该公式求取降水入渗系数比较适宜的条件。

13. 给出地下水补给资源的概念，并简述其供水意义。

14. 开采松散沉积物中深层地下水时，采出的水量包括哪几部分？它们分别属于补给资源还是储存资源？或是其它？15. 如果把水分析结果用库尔洛夫式表示，则横线上下左右分别表示什么？单位怎样？16. 试分析比较冰渍泥砾土层与河漫滩相粘土层的孔隙度与渗透性。

（文字不超过40字）17. 试比较同条河流的砂由上游到下游其孔隙度与渗透性的变化，并简述理由。

（文字不得超过20 字）18. 在达西实验中，达西仪能否斜放，斜放对结果有否影响，简述理由。

（文字不得超过30字）19. 用剖面示意图表示下降泉的几种类型。

20. 松散沉积物的分选程度对哪些水文地质参数有影响？为什么？21. 开采条件下，松散沉积物的哪些水文地质参数可能发生变化？为什么？22. 试讨论：（1）应用α=μΔh/X关系式求降水入渗系数的适用条件；（2）式中各项的确定方法。

第1-2章思考题1、试概括地下水的功能及其意义。

（1）宝贵的资源：地下水分布广泛，变化稳定，水质良好，便于利用，是理想的饮用水源，也是工业、农业用水的重要供水水源。

含水介质储能，夏储冬用。

地源热泵。

地下水景观，如古井遗址、湿地等是良好的旅游资源。

（2）重要的地质营力：地下水是物质和热量传输（温泉）及应力传递（水库诱发地震，滑坡）的载体。

地下水是良好溶剂，成矿、找矿发挥重要作用。

（3）不可忽视的致灾因子：地面沉降、地裂缝、岩溶塌陷、潜蚀管涌等。

地方病，如甲状腺病。

（4）活跃灵敏的生态环境因子：地下水是生态环境系统中一个最为活跃灵敏的子系统。

气候、水、土壤和生物，处于相互作用的动平衡，人类活动干扰天然地下水，成为生态环境恶化的重要因素。

如盐渍化（干旱－半干旱地区）、沼泽化（湿润地区）、石漠化（南方岩溶地区）、地下水污染等。

（5）极有价值的信息载体：地下水及其沉淀物、化学及微生物特征，可提供十分珍贵的环境变化信息。

可预测地震，提供不同时空尺度的环境信息，水文地质找矿，可重塑历史时期及地质时期的气候变化。

2、试比较水文循环与地质循环。

水文循环：大气水、地表水、地壳浅表地下水之间的水分交换。

（1）是直接循环，浅部层圈水分子直接交换。

（2）循环速度快，途径短，交替迅速。

（3）水文循环的驱动力是太阳辐射和重力。

（4）对于保障生态环境及人类的生存发展，至关重要。

水质持续净化，水量持续更新再生。

地质循环：大气圈到地幔之间发生的水分交换。

（1）是间接循环，与沉积岩、岩浆活动、岩石重结晶有关。

（2）循环途径长，速度缓慢，周期长。

（3）有助于分析地层浅表和深部各种地质作用，对于寻找矿产资源、预测大尺度环境变化和深部地质灾害等均有重大意义。

第3章讨论题1、孔隙度大和孔隙大有区别吗？孔隙是松散岩层中颗粒及颗粒集合体之间的空隙；孔隙度是单位体积岩土（包括孔隙在内）中孔隙所占的比例。

孔隙大表示松散岩层中颗粒及颗粒集合体之间的空隙大，孔隙度大指的是岩体中孔隙的比例大。