第五章 元素在地下水中的迁移与沉淀

1、LOGOHydrogeochemistry 水文地球学水文地球学东华理工大学水文地球化学课程组东华理工大学水文地球化学课程组第五章第五章 元素在地下水中的迁移与沉淀元素在地下水中的迁移与沉淀Company L本章内容本章内容Company L5.15.1概述概述 Company L5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征 Company L5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征 Company L5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征 Company L5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特

2、征元素在地下水中迁移的一般特征 Company L5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征 Company L5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征 Company L5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征 Company L5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征 Company L如，惰性气体元素等，它们也能随水溶液迁移，如，惰性气体元素等，它们也能随水溶液迁移，但以形成挥发性经合物在空气中迁移为特征如水中各种硝但以形成挥发性经合物在空气中迁移为特征如水中各种

3、硝酸盐和铵盐中的，酸盐和铵盐中的，Ca(HCO3)2中的等中的等.例如例如: Na,Mg,Ca,K,Al,Si,Cl,Mn,Fe,Co,Ni,V等等 5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征Company L5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征、高克拉克值的元素，只有、高克拉克值的元素，只有那些迁移能力强，又能以某种那些迁移能力强，又能以某种程度富集的元素，才能成为标程度富集的元素，才能成为标型元素。型元素。 Company L5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征Company L5.2 5

4、.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征Company L水中水中缺氧缺氧或其他强氧化剂；或其他强氧化剂；n许多无素均处于许多无素均处于低度氧化状态低度氧化状态(Fe2、Mn2等等)迁移；迁移；n局部地区的水含有大量局部地区的水含有大量CO2和和CH4，没有或只有少量没有或只有少量H2S；n岩体呈岩体呈淡绿色、灰色或灰蓝色淡绿色、灰色或灰蓝色；nEh值在酸性环境中值在酸性环境中0.4v，而在碱性环境中低于而在碱性环境中低于0.15v；n标型元素标型元素CO2,有的地方还有有的地方还有CH45.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征Compan

5、y Lu水中不含水中不含自由和其它强氧化剂自由和其它强氧化剂；u但但含有大量含有大量H2S，局部地方含有局部地方含有CH4及其它碳氢化合物；及其它碳氢化合物；u铁和其它许多金属铁和其它许多金属不移动；不移动；uEh7)，局部达到局部达到-0.5至至-0.7v；u标型元素为标型元素为H2S和部分碳氢化合物。和部分碳氢化合物。5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征Company L5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征Company LC、中性和弱碱性重碳钙型中性和弱碱性重碳钙型(6.5pH8.5)，标型元素是标型元素是Ca2,H

6、CO3。D、中性和弱碱性氯化物中性和弱碱性氯化物硫酸型硫酸型（6.5pH8.5）, 标型元素是标型元素是Na,Cl,SO42。E、 中性和弱碱性石膏型中性和弱碱性石膏型(6.5pH8.5)，标型元素是标型元素是HCO3 , OH,SiO2和和Na。5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征Company L5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征xxxxxnamnamK100100/ nx%mx/aCompany L5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征1000 . 0nnCZnKbKaCompan

7、y L5.2 5.2 元素在地下水中迁移的一般特征元素在地下水中迁移的一般特征anmnamKoxoxo.100.100/ nx%mx/an0Company L5.3 5.3 弥散作用弥散作用 Company L5.3 5.3 弥散作用弥散作用 Company L5.3 5.3 弥散作用弥散作用 u分子扩散作用、分子扩散作用、u对流迁移作用对流迁移作用u渗透分散作用。渗透分散作用。Company L5.3 5.3 弥散作用弥散作用 Company L5.3 5.3 弥散作用弥散作用 ImIm 物质通过单位面积的扩散量。物质通过单位面积的扩散量。gradgrad梯度梯度C C 物质浓度物质浓度Dm

8、Dm 分子扩散系数分子扩散系数 表示物质向浓度减少的方向扩散。表示物质向浓度减少的方向扩散。Company L5.3 5.3 弥散作用弥散作用 Company L5.3 5.3 弥散作用弥散作用 Ik物质对流体迁移的数量物质对流体迁移的数量C物质在地下水中的浓度物质在地下水中的浓度V运动介质的平均流动速度运动介质的平均流动速度 Company L5.3 5.3 弥散作用弥散作用 Company L5.3 5.3 弥散作用弥散作用 Company L5.3 5.3 弥散作用弥散作用 Company L5.3 5.3 弥散作用弥散作用 V渗透流速渗透流速(L/T)；d表示多孔介质特征系数，在园球形介质中可取球粒直径表示多孔介质特征系数，在园球形介质中可取球粒直径(L)；Dm分子扩散系数分子扩散系数(L2T). mDdVPLCompany L5.3 5.3 弥散作用弥散作用 mDdVPLCompany L5.3 5.3 弥散作用弥散作用 ),(tzyxfc Company L5.3 5.3 弥散作用弥散作用 WzcVzycVyxcVxzcDzycDyxcDxtCn)()(222222指空间任一点指空间任一点(x,y,z)处物质浓处物质浓度随时间的变化度随时间的变化率率 弥散项，即由