第3章 地下水的物理性质及化学成分

1、l1第三章第三章 地下水的物理性质及化学成分地下水的物理性质及化学成分l2本章内容本章内容l3.1 地下水的物理性质地下水的物理性质l3.2 地下水的化学成分地下水的化学成分l3.3 地下水化学成分的形成（矿化作用）地下水化学成分的形成（矿化作用）l3.4 总矿化度与地下水化学成分分类总矿化度与地下水化学成分分类l3.5 地下水化学成分的基本成因类型地下水化学成分的基本成因类型l3.6 水的侵蚀性评价水的侵蚀性评价l3温度温度透明度透明度颜色颜色嗅味嗅味口味口味放射性等放射性等3.13.1 地下水的物理性质地下水的物理性质l4（1 1）温度）温度 地温梯度（地温梯度（ /100m/100m ）

2、: :一般把在常温层以下，每向一般把在常温层以下，每向下加深下加深100100所升高的温度称为地温梯度。所升高的温度称为地温梯度。地热增温级（地热增温级（ m/m/ ） : : 过冷水过冷水 冷水冷水 温水温水 热水热水 过热水过热水（2 2）透明度）透明度 取决于水中固体矿物质、有机物和胶体悬浮物的含量。取决于水中固体矿物质、有机物和胶体悬浮物的含量。 透明的透明的 微浊的微浊的 混浊的混浊的 极浊的极浊的（3 3）颜色）颜色（4 4）气味）气味（5 5）口味）口味（6 6）放射性）放射性l53.2 3.2 地下水的化学成分地下水的化学成分v地下水不是纯的地下水不是纯的H2O，而是，而是天然

3、溶液天然溶液，含有各种组分。，含有各种组分。 v水是良好的溶剂，在空隙中运移时，可溶解岩石中的成分。在水是良好的溶剂，在空隙中运移时，可溶解岩石中的成分。在自然界自然界水循环过程水循环过程中，地下水与大气圈、水圈与生物圈同时发中，地下水与大气圈、水圈与生物圈同时发生着水量和生着水量和化学成分的交换化学成分的交换。 化学性质化学性质：气体成分、离子成分、胶体物质、有机质等。：气体成分、离子成分、胶体物质、有机质等。 v水水是岩石中元素迁移、分散与富集的是岩石中元素迁移、分散与富集的载体载体。研究许多地质作用。研究许多地质作用时都不能不涉及地下水的化学作用。时都不能不涉及地下水的化学作用。 v不同

4、的用水目的在利用地下水时，对水的质量有一定要求不同的用水目的在利用地下水时，对水的质量有一定要求 （如：饮用水、锅炉用水、地下水对混凝土的侵蚀性等）（如：饮用水、锅炉用水、地下水对混凝土的侵蚀性等） v研究地下水的研究地下水的化学成分与作用化学成分与作用必须与地下水的必须与地下水的流动条件流动条件结合结合l6地下水中常见的气体成分地下水中常见的气体成分 v 氧（氧（O2）、氮（）、氮（N2）、二氧化碳（）、二氧化碳（CO2） 硫化氢（硫化氢（H2S）、甲烷（）、甲烷（CH4） 常见气体成分与地下水所处环境和地下水来源有关常见气体成分与地下水所处环境和地下水来源有关 地下水中主要离子成分地下水中

5、主要离子成分: v 地下水中的八大离子地下水中的八大离子 n阴离子：阴离子： Cl- 、HCO3- 、 SO4 2-、CO32-n阳离子：阳离子： K+、Na+ 、 Ca2+ 、 Mg2+l73.2.1 气体成分气体成分地下水中常见的气体成分地下水中常见的气体成分 （1）氧（）氧（oxygen, O2）、氮（）、氮（nitrogen, N2） v起源起源：大气圈中的氧气和氮气随降水入渗进入含水层中：大气圈中的氧气和氮气随降水入渗进入含水层中溶解氧含量愈多溶解氧含量愈多，说明地下水所处的地球化学环境愈有，说明地下水所处的地球化学环境愈有利于利于氧化氧化作用的进行。作用的进行。说明地下水是大气起源

6、的，说明地下水是大气起源的，氮氮还有生物起源与变质起源还有生物起源与变质起源 v环境环境：若地下水中：若地下水中氮气单独存在氮气单独存在，通常可说明地下水，通常可说明地下水起起源于大气源于大气并处于并处于还原环境还原环境。在封闭环境下，氧被耗尽只。在封闭环境下，氧被耗尽只剩下剩下N2，指示水是大气起源且处于封闭环境，指示水是大气起源且处于封闭环境 l8（2）硫化氢（）硫化氢（H2S）、甲烷（）、甲烷（methane, CH4） 这两种气体都是在较封闭环境中，在有机质与微生物这两种气体都是在较封闭环境中，在有机质与微生物参与的参与的生物化学过程生物化学过程中形成。中形成。还原环境下：还原环境下：

7、 SO2-4 H2S，成煤过程，煤田水，成煤过程，煤田水 成油过程，油气藏，油田水成油过程，油气藏，油田水l9（3）二氧化碳（）二氧化碳（CO2） 大气降水中的大气降水中的CO2含量较低，地下水中含量较低，地下水中CO2主要主要源于源于 :v土壤层土壤层（入渗过程溶于水中）：有机质残骸发酵产生、（入渗过程溶于水中）：有机质残骸发酵产生、植物呼吸作用产生植物呼吸作用产生 v碳酸盐岩地层碳酸盐岩地层：在深部高温下，也可变质生成：在深部高温下，也可变质生成CO2 CaCO3CaO+CO2地下水中含地下水中含CO2愈多，其溶解碳酸盐岩与结晶岩进行风化愈多，其溶解碳酸盐岩与结晶岩进行风化作用作用v人类活

8、动人类活动：在化石燃料（煤、石油、天然气），导致：在化石燃料（煤、石油、天然气），导致大气中的大气中的CO2增加，（增加，（增长增长20%） 地下水中地下水中CO2增加，水对碳酸盐岩的溶解、结晶岩增加，水对碳酸盐岩的溶解、结晶岩风化溶风化溶解能力愈强！解能力愈强！l10地下水中气体成分的地下水中气体成分的意义意义： v 气体成分气体成分指示地下水所处的地球化学环境指示地下水所处的地球化学环境 氧化环境氧化环境oxidation 还原环境还原环境deoxidation v 气体成分气体成分可以增加水对盐类的溶解能力可以增加水对盐类的溶解能力 促进水促进水岩的化学反应，相互作用岩的化学反应，相互作

9、用l11（1）地下水中的主要离子成分）地下水中的主要离子成分 v水中离子成分主要取决于：水中离子成分主要取决于： 元素的丰度元素的丰度（克拉克值（克拉克值)：某元素在地壳化学成分：某元素在地壳化学成分中的重量百分比；中的重量百分比； 元素组成的化合物在水中的溶解度元素组成的化合物在水中的溶解度 v地壳中主要元素有哪些？地壳中主要元素有哪些？ 地壳中丰度较高的元素：地壳中丰度较高的元素：Si、Al、Fe （地下水中低）（地下水中低） 地壳中丰度较低的元素：地壳中丰度较低的元素：Cl、S、C （地下水中高）（地下水中高） v地下水中地下水中主要离子主要离子有：有： Anion 阴离子：阴离子：HC

10、O-3、SO2-4、Cl- Cation 阳离子：阳离子：Ca2+、Mg2+、K+、Na+3.2.2 主要离子成分主要离子成分l12（2）地下水中主要离子成分来源）地下水中主要离子成分来源一般情况下：一般情况下：v低矿化度低矿化度水中常以水中常以HCO3-及及Ca2+ 、 Mg2+为主；为主；v高矿化度高矿化度水则以水则以Cl-及及Na+为主；为主；v中等矿化度中等矿化度的地下水中，阴离子常以的地下水中，阴离子常以SO42-为主。主要阳为主。主要阳离子可以是离子可以是Na+ ，也可以是，也可以是Ca2+ 。 l13这与主要离子构成的盐类溶解度有关：这与主要离子构成的盐类溶解度有关：碳酸盐类碳酸

11、盐类 硫酸盐类硫酸盐类 氯化物氯化物 常见离子在水中的相对含量与地下水中的总固体溶解物常见离子在水中的相对含量与地下水中的总固体溶解物（TDS）或或矿化度矿化度有关：有关： 矿化度：指水中矿化度：指水中溶解组分溶解组分的总量，的总量，包括包括溶解于地下水中各种溶解于地下水中各种离子、分子、化合物的总量离子、分子、化合物的总量，但，但不包括不包括悬浮物和溶解气体。悬浮物和溶解气体。矿化度以矿化度以“克克/升升”表示。表示。v矿化度矿化度(g/L) : 低低( Fe3+Al3+ Ba2+ Ca2+ Mn2+ Mg2+ K+ Na+ Li+3.3.6 混合作用混合作用成分不同成分不同的两种水的两种水

12、混合混合在一起，形成在一起，形成化学成分化学成分与原来两与原来两者都不相同的地下水。者都不相同的地下水。如：地表水混入地下水；深层地下水补给浅部含水层。如：地表水混入地下水；深层地下水补给浅部含水层。l323.3.7 人为活动的作用（影响）人为活动的作用（影响）l33云南的草海 滇池人为活动的“矿化作用”l343.4.1 地下水化学成分的分析内容地下水化学成分的分析内容是水质评价基础是水质评价基础 v分为分为简分析简分析和和全分析全分析，某些专门性工作进行，某些专门性工作进行专项分析专项分析。 简分析简分析：地下水普查阶段：地下水普查阶段除物理性质（色、味、嗅、透明度、悬浮物等）除物理性质（色

13、、味、嗅、透明度、悬浮物等） v主要定量分析：主要定量分析： HCO-3、SO2-4、Cl-、Ca2+、 总硬度总硬度、pHpH、Mg2+、 K+Na+ 及及 矿化度矿化度 v有时含专项分析：有时含专项分析： NO-3，NO-2 ，NH4，Fe2+ ， Fe3+，H2S，耗氧量等，耗氧量等 3.4 3.4 总矿化度与地下水化学成分分类总矿化度与地下水化学成分分类l35审核：复核：分析：4. 对本报告如有异议须在收到报告之日起十五日内提出，逾期不予受理。3. 试验仅对来样负责。2. 试验依据中华人民共和国国家标准 GB/T 8538-1995饮用天然矿泉水检验方法。1. 按舒卡列夫法分类，该水属

14、: SO4-Ca型水。2985.89 总计100.00 43.71 2137.83 合计NO2-子0.14 0.06 3.72 NO3-0.00 0.00 0.00 CO32-离2886.70 总矿化度7.44 3.25 198.39 HCO3-侵蚀CO291.56 40.02 1922.33 SO42-阴34.14 游离CO20.86 0.38 13.39 Cl-mg/l分析项目100.00 43.71 848.07 合计Fe2+子Fe3+162.71 总 碱 度NH4+离162.71 暂时硬度17.13 7.49 91.02 Mg2+1710.79 永久硬度68.52 29.95 600.

15、24 Ca2+阳1873.50 总 硬 度14.35 6.27 156.81 K+Na+mg/l%mmol/Lmg/LCaCO3分析项目X(l/ZBZ)C(l/ZBZ)(BZ)分析项目口味良好透明度17.5气温()无气味无颜色水温()分析日期：2009年11月17日送样单位：送样日期：2009年11月13日取样地点：高县双河取样日期：2009年11月05日工程名称：测试编号：SY2009-1918101野外编号：温泉水水 质 检 测 报 告pH 6.73电导率2750 S/cml36地下水化学成分的分析内容与地下水化学成分的分析内容与分析图示分析图示l37全分析全分析项目较多，要求精度高，通常

16、在简分析的基础上项目较多，要求精度高，通常在简分析的基础上选择代表性水样进行全分析选择代表性水样进行全分析 v一般定量分析一般定量分析：HCO-3,SO2-4,Cl-，Ca2+, Mg2+, K+, Na+， NO-3，NO-2 ，NH4，Fe2+ ，Fe3+，H2S，CO2, 耗氧量，耗氧量，总总硬度硬度，pH, 及干涸残余物；某些微量元素、有毒组分；及干涸残余物；某些微量元素、有毒组分；研究水的侵蚀性时需分析水中侵蚀性研究水的侵蚀性时需分析水中侵蚀性CO2。l38总固体溶解物总固体溶解物 (TDS） 溶解性总固体溶解性总固体T. 为为Total Dissolved Solids 的缩写，的

17、缩写，也就是溶解于水中的固体的总量。如矿物质在水中的重量也就是溶解于水中的固体的总量。如矿物质在水中的重量比数。比数。 水中的溶解固体主要是一些钙和镁，且不是可测得的污水中的溶解固体主要是一些钙和镁，且不是可测得的污染物质。测量单位为染物质。测量单位为ppm(parts per millions)或或mg/L(milligram/Liter)，它表明它表明1升水中溶有多少毫克溶解升水中溶有多少毫克溶解性总固体性总固体。 水中溶解物越多，水中的水中溶解物越多，水中的TDS值就越大，水的导电性值就越大，水的导电性也越好，纯净水往往其电导率也越好，纯净水往往其电导率10s/cm，相当于水中总含，相当

18、于水中总含盐量小于盐量小于3mg/L。 3.4.2 矿化度或总固体溶解物矿化度或总固体溶解物 (TDS） 矿化度或总固体溶解物矿化度或总固体溶解物 (TDS）l39地下水的硬度地下水的硬度指水中所含钙、镁离子的数量。指水中所含钙、镁离子的数量。总硬度总硬度水中所含钙、镁离子总量。水中所含钙、镁离子总量。暂时硬度暂时硬度可由煮沸去掉的钙、镁离子含量。可由煮沸去掉的钙、镁离子含量。永久硬度永久硬度煮沸后能保留下来的钙、镁离子的含煮沸后能保留下来的钙、镁离子的含量。量。按硬度分类按硬度分类总硬度总硬度 = = 暂时硬度暂时硬度 永久硬度永久硬度l40德国方法：德国方法：硬度硬度1 1相当于每升溶液中

19、含有相当于每升溶液中含有CaO 10mg；原苏联方法：原苏联方法：用每升水溶液中所含钙、镁离子用每升水溶液中所含钙、镁离子的毫克当量的毫克当量(meg)(meg)数表示硬度。数表示硬度。硬度的表示方法硬度的表示方法l41地下水按硬度的分类地下水按硬度的分类水的类别水的类别硬度硬度Meg/lHo(德国度德国度)极软水极软水1.59.025.2l42地下水类型地下水类型 强酸性水强酸性水 弱酸性水弱酸性水中性水中性水弱碱性水弱碱性水 强碱性水强碱性水pH值值55777 99按按pH值分类值分类pH值是衡量溶液酸碱程度的指标。值是衡量溶液酸碱程度的指标。pH值是溶液中氢离子活度的负对数。当溶液很稀时

20、，值是溶液中氢离子活度的负对数。当溶液很稀时，氢离子活度近似于氢离子浓度。所以氢离子活度近似于氢离子浓度。所以pH=-lgH+根据地下水中根据地下水中pH值的大小，水分为五类：值的大小，水分为五类：l43 3.4.3 水化学成分的表示方法水化学成分的表示方法库尔洛夫式库尔洛夫式05227.871.6414853.220.03130.072CaNaSOClMCOSiOHt库尔洛夫式库尔洛夫式:l44 3.4.4 舒夫卡列分类舒夫卡列分类 前苏联学者前苏联学者C.A. 提出来的提出来的: v方式：方式：将地下水中主要七种离子合并为将地下水中主要七种离子合并为6种，取含量（毫克当量百分种，取含量（毫

21、克当量百分数，数，或视毫摩尔百分含量）或视毫摩尔百分含量）25%的离子的离子，组合定名。，组合定名。 v阴、阳离子阴、阳离子25%的出现情况各有的出现情况各有7种种 两者（阴、阳）共组合为两者（阴、阳）共组合为 77 = 49 种水型（下表）种水型（下表） v加上矿化度分加上矿化度分分为分为4组：组： A：TDS 40g/L40g/L, D: 40g/L 如：如：B46 查表查表 中等矿化度中等矿化度 ClNaCa型型 A1 查表查表 沉积岩地区浅层溶滤水沉积岩地区浅层溶滤水 v特点：特点：简明易查，被广泛应用简明易查，被广泛应用 l45超过超过25%毫克毫克当量的离子当量的离子HCO3HCO

22、3+SO4HCO3+SO4+ClHCO3+ClSO4SO4+ClClCa1289151622232930363743Ca+Mg44Mg3101724313845Na+Ca4111825323945Na+Ca+Mg5121926334047Na+Mg67131420212728343541424849Na舒卡列夫水化学分类舒卡列夫水化学分类l46地下水化学成分分析图示地下水化学成分分析图示派珀三线图解派珀三线图解 派珀（派珀（piper）三线图解由）三线图解由两个三角形两个三角形和和一个菱形一个菱形组成，组成，左下角三角形左下角三角形的三条边线分别的三条边线分别代表代表阳离子阳离子中的毫克当量百

23、分中的毫克当量百分数。数。右下角三角形右下角三角形表示表示阴离子阴离子的毫克当量百分数。任一水样的毫克当量百分数。任一水样的阴阳离子的的阴阳离子的相对含量相对含量分别在分别在两个三角形中两个三角形中以标号表示以标号表示，引，引线在线在菱形中菱形中得出的交点上以标得出的交点上以标号号综合表示水样的阴阳离子含综合表示水样的阴阳离子含量量。l47派珀三线图解派珀三线图解 落在菱形中不同区域的水样均有不同的化学特征。落在菱形中不同区域的水样均有不同的化学特征。1区区碱土金属离子超过碱金属离子碱土金属离子超过碱金属离子，2区区碱大于碱土碱大于碱土，3区区弱酸弱酸根超过强酸根根超过强酸根，4区区强酸大于弱

24、酸强酸大于弱酸，5区区碳酸盐硬度超过碳酸盐硬度超过50%，6区区非碳酸盐硬度超过非碳酸盐硬度超过50%，7区区碱强酸为主碱强酸为主，8区区碱碱土及弱酸为主土及弱酸为主，9区区任一对阴阳离子含量均不超过任一对阴阳离子含量均不超过50%毫毫克当量百分数克当量百分数。l48中华人民共和国国家标准地下水质量标准中华人民共和国国家标准地下水质量标准GB/T 14848-9GB/T 14848-9国家技术监督局国家技术监督局1993199312123030批准批准 1994199410100101实施实施4 地下水质量分类及质量分类指标地下水质量分类及质量分类指标4.1 地下水质量分类地下水质量分类依据我

25、国地下水水质现状、人体健康基准值及地下水质量保护目标，并参照依据我国地下水水质现状、人体健康基准值及地下水质量保护目标，并参照了生活饮用水、工业、农业用水水质最高要求，将地下水质量划分为五类。了生活饮用水、工业、农业用水水质最高要求，将地下水质量划分为五类。类类 主要反映地下水化学组分的天然低背景含量。适用于各种用途。主要反映地下水化学组分的天然低背景含量。适用于各种用途。类类 主要反映地下水化学组分的天然背景含量。适用于各种用途。主要反映地下水化学组分的天然背景含量。适用于各种用途。类类 以人体健康基准值为依据。主要适用于集中式生活饮用水水源及工、以人体健康基准值为依据。主要适用于集中式生活

26、饮用水水源及工、农业用水。农业用水。类类 以农业和工业用水要求为依据。除适用于农业和部分工业用水外，适以农业和工业用水要求为依据。除适用于农业和部分工业用水外，适当处理后可作生活饮用水。当处理后可作生活饮用水。类类 不宜饮用，其他用水可根据使用目的选用。不宜饮用，其他用水可根据使用目的选用。l49项目项目序号序号类别类别 标准值标准值 项目项目类类类类类类类类类类1色色(度度)551525252嗅和味嗅和味无无无无无无无无有有3浑浊度浑浊度(度度)33310104肉眼可见物肉眼可见物无无无无无无无无有有5pH6.58.55.56.58.5996总硬度总硬度(以以CzCO3,计计)(mg/L)1

27、503004505505507溶解性总固体溶解性总固体(mg/L)3005001000200020008硫酸盐硫酸盐(mg/L)501502503503509氯化物氯化物(mg/L)5015025035035010铁铁(Fe)(mg/L)0.10.20.31.51.511锰锰(Mn)(mg/L)0.050.050.11.01.012铜铜(Cu)(mg/L)0.010.051.01.51.513锌锌(Zn)(mg/L)0.050.51.05.05.014钼钼(Mo)(mg/L)0.0010.010.10.50.515钴钴(Co)(mg/L)0.0050.050.051.01.016挥发性酚类挥发

28、性酚类(以苯酚以苯酚计计)(mg/L)0.0010.0010.0020.010.0117阴离子合成洗涤剂阴离子合成洗涤剂(mg/L)不得检出不得检出0.10.30.30.318高锰酸盐指数高锰酸盐指数(mg/L)1.02.03.0101019硝酸盐硝酸盐(以以N计计)(mg/L)2.05.020303020亚硝酸盐亚硝酸盐(以以N计计)(mg/L)0.0010.010.020.10.121氨氮氨氮(NH4)(mg/L)0.020.020.20.50.522氟化物氟化物(mg/L)1.01.01.02.02.023碘化物碘化物(mg/L)0.10.10.21.01.024氰化物氰化物(mg/L)

29、0.0010.010.050.10.125汞汞(Hg)(mg/L)0.000050.00050.0010.0010.00126砷砷(As)(mg/L)0.0050.010.050.050.0527硒硒(Se)(mg/L)0.010.010.010.10.128镉镉(Cd)(mg/L)0.00010.0010.010.010.0129铬铬(六六价价)(Cr6+)(mg/L)0.0050.010.050.10.130铅铅(Pb)(mg/L)0.0050.010.050.10.11.01.01.01.00.1总放射性(Bq/L)390.10.10.10.10.1总放射性(Bq/L)381000100

30、0100100100细菌总数(个/L)371001003.03.03.0总大肠菌群(个/L)365.05.05.00.050.005六六六(g/L)351.01.01.00.005不得检出滴滴滴(g/L)340.10.10.050.050.005镍(Ni)(mg/L)334.04.01.00.10.01钡(Ba)(mg/L)320.0010.0010.00020.00010.00002铍(Be)(mg/L)310.10.10.050.010.005铅(Pb)(mg/L)300.10.10.050.010.005铬(六价)(Cr6+)(mg/L)290.010.010.010.0010.0001

31、镉(Cd)(mg/L)280.10.10.010.010.01硒(Se)(mg/L)270.050.050.050.010.005砷(As)(mg/L)260.0010.0010.0010.00050.00005汞(Hg)(mg/L)250.10.10.050.010.001氰化物(mg/L)241.01.00.20.10.1碘化物(mg/L)232.02.01.01.01.0氟化物(mg/L)220.50.50.20.020.02氨氮(NH4)(mg/L)210.10.10.020.010.001亚硝酸盐(以N计)(mg/L)203030205.02.0硝酸盐(以N计)(mg/L)19101

32、03.02.01.0高锰酸盐指数(mg/L)180.30.30.30.1不得检出阴离子合成洗涤剂(mg/L)170.010.010.0020.0010.001挥发性酚类(以苯酚计)(mg/L)161.01.00.050.050.005钴(Co)(mg/L)150.50.50.10.010.001钼(Mo)(mg/L)145.05.01.00.50.05锌(Zn)(mg/L)131.51.51.00.050.01铜(Cu)(mg/L)121.01.00.10.050.05锰(Mn)(mg/L)111.51.50.30.20.1铁(Fe)(mg/L)1035035025015050氯化物(mg/L

33、)935035025015050硫酸盐(mg/L)8200020001000500300溶解性总固体(mg/L)7550550450300150总硬度(以CzCO3,计)(mg/L)695.56.58.596.58.5pH5有无无无无肉眼可见物41010333浑浊度(度)3有无无无无嗅和味225251555色(度)1类类类类类类别 标准值项目项目序号1.01.01.01.00.1总放射性(Bq/L)390.10.10.10.10.1总放射性(Bq/L)3810001000100100100细菌总数(个/L)371001003.03.03.0总大肠菌群(个/L)365.05.05.00.050.

34、005六六六(g/L)351.01.01.00.005不得检出滴滴滴(g/L)340.10.10.050.050.005镍(Ni)(mg/L)334.04.01.00.10.01钡(Ba)(mg/L)320.0010.0010.00020.00010.00002铍(Be)(mg/L)310.10.10.050.010.005铅(Pb)(mg/L)300.10.10.050.010.005铬(六价)(Cr6+)(mg/L)290.010.010.010.0010.0001镉(Cd)(mg/L)280.10.10.010.010.01硒(Se)(mg/L)270.050.050.050.010.0

35、05砷(As)(mg/L)260.0010.0010.0010.00050.00005汞(Hg)(mg/L)250.10.10.050.010.001氰化物(mg/L)241.01.00.20.10.1碘化物(mg/L)232.02.01.01.01.0氟化物(mg/L)220.50.50.20.020.02氨氮(NH4)(mg/L)210.10.10.020.010.001亚硝酸盐(以N计)(mg/L)203030205.02.0硝酸盐(以N计)(mg/L)1910103.02.01.0高锰酸盐指数(mg/L)180.30.30.30.1不得检出阴离子合成洗涤剂(mg/L)170.010.0

36、10.0020.0010.001挥发性酚类(以苯酚计)(mg/L)161.01.00.050.050.005钴(Co)(mg/L)150.50.50.10.010.001钼(Mo)(mg/L)145.05.01.00.50.05锌(Zn)(mg/L)131.51.51.00.050.01铜(Cu)(mg/L)121.01.00.10.050.05锰(Mn)(mg/L)111.51.50.30.20.1铁(Fe)(mg/L)1035035025015050氯化物(mg/L)935035025015050硫酸盐(mg/L)8200020001000500300溶解性总固体(mg/L)7550550

37、450300150总硬度(以CzCO3,计)(mg/L)695.56.58.596.58.5pH5有无无无无肉眼可见物41010333浑浊度(度)3有无无无无嗅和味225251555色(度)1类类类类类类别 标准值项目项目序号地下水质量分类指标表地下水质量分类指标表 l50Company Logo水化学形成作用水化学形成作用练习练习04592103845 . 0005. 02tNaClHCOMSH01212844183742 . 0tNaCaSOHCOM已知已知 温泉补给区的地下水温泉补给区的地下水 化学成分的库尔洛夫表示式为：化学成分的库尔洛夫表示式为： 问问：（：（1）由补给区到排泄区，）

38、由补给区到排泄区，地下水化学成分有哪些变化？地下水化学成分有哪些变化？ （2）可能发生哪些的水化学形成作用？）可能发生哪些的水化学形成作用？l51水文地质条件水文地质条件l水文地质条件水文地质条件是指研究区各层位的是指研究区各层位的埋藏分布规律及分布状况埋藏分布规律及分布状况，地下水地下水的补给、径流、排泄条件的补给、径流、排泄条件，地下水水量及富集规律地下水水量及富集规律，地下水物理、化地下水物理、化学性质学性质，地下水动态变化规律地下水动态变化规律以及以及开发利用情况开发利用情况。通过水文地质调查。通过水文地质调查来实现。来实现。l水文地质调查的基本任务是查明水文地质条件及其由于人类活动引

39、起水文地质调查的基本任务是查明水文地质条件及其由于人类活动引起的水文地质条件的变化等，为利用或防范地下水所采取的措施提供水的水文地质条件的变化等，为利用或防范地下水所采取的措施提供水文地质依据。文地质依据。l水文地质调查的基本工作方法为水文地质测绘、勘探（坑槽探、钻探、水文地质调查的基本工作方法为水文地质测绘、勘探（坑槽探、钻探、物探等）、试验（参数）、地下水长期观测等。近年来，遥感遥测技物探等）、试验（参数）、地下水长期观测等。近年来，遥感遥测技术、水环境同位素、计算机模拟等新技术、新方法也应用在水文地质术、水环境同位素、计算机模拟等新技术、新方法也应用在水文地质调查工作中。调查工作中。l水

40、文地质调查一般是分阶段进行的。可分为普查、初步勘察和详细勘水文地质调查一般是分阶段进行的。可分为普查、初步勘察和详细勘察三个阶段。各阶段一般是顺次进行的，不同调查阶段所调查的范围、察三个阶段。各阶段一般是顺次进行的，不同调查阶段所调查的范围、投入的工作量、工作重点及成果精度等，均有所不同。投入的工作量、工作重点及成果精度等，均有所不同。l523.5 3.5 地下水化学成分的基本成因类型地下水化学成分的基本成因类型3.5.1 溶滤水3.5.2 沉积水3.5.3 内生水l53地下水化学成分的基本成因类型地下水化学成分的基本成因类型l不同领域的学者，目前已得出趋于一致的看法：地球上的水不同领域的学者

41、，目前已得出趋于一致的看法：地球上的水圈是原始地壳生成圈是原始地壳生成(约约40亿年前亿年前)以后，氢和氧随同其它易挥以后，氢和氧随同其它易挥发组分从地球内部层圈逸出而形成的。由此可见，初始的地发组分从地球内部层圈逸出而形成的。由此可见，初始的地下水起源于地球深部层圈。下水起源于地球深部层圈。l从形成地下水化学成分的基本作用出发，可将地下水分为三从形成地下水化学成分的基本作用出发，可将地下水分为三种基本成因类型，即：种基本成因类型，即：溶滤水、沉积水及内生水溶滤水、沉积水及内生水。l溶滤水主要分布于地壳浅表，沉积水分布于地壳较深的部位，溶滤水主要分布于地壳浅表，沉积水分布于地壳较深的部位，内生

42、水则来源于地幔。内生水则来源于地幔。l543.5.1 溶滤水溶滤水l溶滤水的化学组分主要来自溶滤水的化学组分主要来自水对岩土体的溶滤水对岩土体的溶滤作用作用。l大气降水、地表水在渗入地壳上部发生溶滤作用之前，便已大气降水、地表水在渗入地壳上部发生溶滤作用之前，便已具有一定的化学成分。大部分地区的大气降水为矿化度数十具有一定的化学成分。大部分地区的大气降水为矿化度数十mgL的重碳酸型水，饱含的重碳酸型水，饱含CO2、O2、N2及其它惰性气体。及其它惰性气体。河水通常为矿化度河水通常为矿化度100200 mg/L的重碳酸型水，含有大气起的重碳酸型水，含有大气起源的气体。源的气体。l富含富含CO2、

43、O2的大气水渗入地下，溶滤它所流径的岩土而改的大气水渗入地下，溶滤它所流径的岩土而改变其化学成分。变其化学成分。l如果简单地断定，地下水流经什么样的岩土，就必定具有何如果简单地断定，地下水流经什么样的岩土，就必定具有何种化学成分，那就把问题简单化了。岩土体的化学组分按其种化学成分，那就把问题简单化了。岩土体的化学组分按其地球化学特性，迁移能力各不相同，同时受到气候、地形、地球化学特性，迁移能力各不相同，同时受到气候、地形、地下水埋藏条件等因素影响。地下水埋藏条件等因素影响。l55地下水化学成分的基本成因类型地下水化学成分的基本成因类型岩性对溶滤水的影响岩性对溶滤水的影响 石灰岩、白云岩石灰岩、

44、白云岩分布地区地下水，分布地区地下水，HCO3-、Ca2+、Mg2+为其主要成分。为其主要成分。 含含石膏石膏的沉积岩区，水中的沉积岩区，水中SO42-与与Ca2+均较多。均较多。 酸性岩浆岩酸性岩浆岩地区地下水，大都为地区地下水，大都为HCO3-Na型。型。 基性岩浆岩基性岩浆岩地区地下水常富含地区地下水常富含Mg2+。 煤系地层煤系地层分布区与分布区与金属矿床金属矿床分布区多形成分布区多形成硫酸盐水硫酸盐水。 l56地下水化学成分的基本成因类型地下水化学成分的基本成因类型地形对溶滤水的影响地形对溶滤水的影响 在在切割强烈的山区切割强烈的山区，地下水径流条件好，水交替迅速，地下水径流条件好，

45、水交替迅速，常形成常形成低矿化的以难溶离子为主的地下水低矿化的以难溶离子为主的地下水。 地势低平的平原与盆地地势低平的平原与盆地，地下水径流微弱，水交替缓，地下水径流微弱，水交替缓慢，地下水的慢，地下水的矿化度矿化度与与易溶离子均较高易溶离子均较高。气候对溶滤水的影响气候对溶滤水的影响 潮湿气候区潮湿气候区，浅表部在丰沛降水的充分淋滤下，最终，浅表部在丰沛降水的充分淋滤下，最终浅层地下水浅层地下水很可能都是很可能都是低矿化度的重碳酸盐水低矿化度的重碳酸盐水。 干旱气候干旱气候下平原盆地的排泄区，由于地下水将盐类不下平原盆地的排泄区，由于地下水将盐类不断携来，水分不断蒸发，断携来，水分不断蒸发，

46、浅部地下水浅部地下水最终将形成最终将形成高矿化度高矿化度的氯化物水的氯化物水。 l57干旱地区的山间堆积盆地地下水化学成分的分带性干旱地区的山间堆积盆地地下水化学成分的分带性 山前地区山前地区气候相对潮湿，岩土颗粒比较粗大，地形坡气候相对潮湿，岩土颗粒比较粗大，地形坡度也大；向度也大；向盆地中心盆地中心，气候转为十分干旱，岩土颗粒细小，气候转为十分干旱，岩土颗粒细小，地势低平。地势低平。 从盆地边缘洪积扇顶部的从盆地边缘洪积扇顶部的低矿化中碳酸盐水带，低矿化中碳酸盐水带，到过到过渡地带的渡地带的中等矿化硫酸盐水，中等矿化硫酸盐水，盆地中心则是盆地中心则是高矿化度的氯高矿化度的氯化物水。化物水。 地下水化学成分的基本成因类型地下水化学成分的基本成因类型l58地下水化学成分与地下水系统的关系地下水化学成分与地下水系统的关系 位置较浅位置较浅或或构造开启性较好构造开启性较好的含水系统，多形成的含水系统，多形成低低矿化度的重碳酸盐水矿化度的重碳酸盐水。 构造较为封闭构造较为封闭的，的，位置较浅位置较浅的含水系统，则形成的含水系统，则形成矿矿化度较高，易溶离子为主的地下水化度较高，易溶离子为主的地下水。 同一含水层同一含水层的不同部位，由于径流条件与流程长短的不同部位，由于径流条件与流程长短不同，水交替程度不同，从