第三讲地下水化学成分及其形成作用.pptx

;;1.1 温度 1.2 透明度 1.3 颜色 1.4 嗅与味 1.5 导电性 1.6 放射性;1.1 温度 地下水温度是其赋存的环境指标。总的说来，地下水的温度是在太阳的辐射和地球内部热流这两个热源综合影响下的结果。 根据受热源影响的情况，地球表层可分为变温带、常温带和增温带。 变温带是受太阳辐射影响的地表极薄的带（下限一般在12-30m，至多45m）。地温表现为昼夜变化和季节变化。 常温带是指变温带以下地温年变化很小（较当地年平均气温高1-2℃）的一个极小层。 增温带是指常温带以下，受地球内热的影响，地温随深度的加大而有规律的升高。增温带中的地温变化可用地温梯度表示。地温梯度是指每增加单位深度时地温的增值，一般以℃/100m为单位。通常在1.2-4℃/100m（受构造和岩性影响）。;变温带中的地下水常显示微小的季节变化； 常温带中的地下水与当地年平均气温接近。 这两带的地下水，常给人以“冬暖夏凉”的感觉。 增温带中的地下水随其赋存与循环深度的加大而增高，甚至可以成为高温蒸汽。 如果知道年平均气温(t)，常温带深度(h)和地温梯度(r)，就可估算某一深度(H)的地下水水温(T)，即 T = t + (H – h)·r 反之，利用地下水水温(T) ，同样可推算其循环深度(H) ： ;温泉;1.2 透明度 透明度主要受悬浮物的含量影响。以1号铅字或3mm粗黑线的可见度来判定水的透明度：;1.3 颜色 地下水中常因某些成分或悬浮物而呈现不同颜色。 例如：H2S 在氧化环境呈翠绿色；低价铁（FeO）呈灰蓝色；高价铁（Fe2O3）呈褐红色；锰化合物呈暗红色；腐殖质呈黄褐色；等等。;1.5 导电性 地下水电导率的大小反映其总矿化度的高低，它是水中各种离子及其浓度的综合反映。一般说来，矿化度越高，电导率越大；反之，电导率越小。;地下水不是纯水，而是一种复杂的溶液。 赋存于岩石圈中的地下水，不断与岩石发生化学反应，并在与大气圈、水圈和生物圈进行水量交换的同时，改变其化学成分。 另外，随着人类活动的加强，在许多情况下，其影响亦深刻地改变了地下水的化学成分(如…)。 地下水的化学成分是地下水与环境（包括自然地理、地质背景以及人类活动等）长期相互作用的产物，一个地区地下水的化学面貌，反映了该区地下水的演变历史。 我们研究地下水的化学成分，可以追溯一个地区的水文地质历史，阐明地下水的起源与形成。;地下水的化学成分包括各种离子成分、气体成分、胶体成分和有机物等。几乎自然界中存在的元素都可在地下水中找到，只是含量不同而已。地下水中各元素的含量主要取决于其周围岩石的性质及其溶解度。 地下水中主要包括: 4种阳离子（Na+, K+, Ca2+, Mg2+）、3种阴离子（HCO3-, SO42-, Cl-）; 4种气体成分（O2, N2, CO2, H2S）; 胶体成分分布最广的有Fe(OH)3、Al(OH)3和SiO2; 有机物多是碳、氢、氧为主的高分子化合物。;地下水中的化学成分;;; 由于地下水中盐类的溶解度不同，使得离子成分与地下水矿化度之间有一定的规律。 总体上看，氯盐的溶解度最大，硫酸盐次之，碳酸盐较小，钙的硫酸盐，特别是钙、镁的碳酸盐溶解度最小。随着矿化度增大，钙、镁的碳酸盐首先达到饱和并沉淀析出，继续增大时，钙的硫酸盐也饱和析出，因此，高矿化水中以易溶的氯和钠占优势。 根据总矿化度的大小，地下水可分为以下类型： 地下水按总矿化度分类;;地下水中常见的气体成分有O2，N2，H2S，及CO2等，但其含量通常不高。 地下水中的O2和N2主要来源于大气。但O2的化学性质远N2较为活泼。若用惰性气体（Ar+Kr+Xe）与N2的比值来说明N2的起源，则该比值等于0.0118时，说明N2是起源于大气，小于该值时说明水中含有生物起源或变质起源的N2。 在与大气较为隔绝的环境中，由于存在有机质，在微生物的作用下，SO42-将还原成为H2S。;地下水中CO2主要由于表生带的生物化学作用使有机物分解而成的。 这种作用常发生在大气、土壤及地表水中，生成的CO2随水一起渗入补给地下水中，这是浅部地下水中CO2的主要来源。 还可由于地壳深部变质作用和火山作用形成。因为在深部高温环境中，碳酸盐岩可分解出CO2。 其它例如由于工业的发展，大气中人为产生的CO2显著增加，特别在集中的工业区，大气降水中的CO2含量往往很高。 地下水中CO2越高，则其溶解碳酸盐类的能力以及对结晶岩类进行风华作用的能力便愈强。 ;地下水中的主要的离子成分为氯离子（Cl-）、硫酸根离子（SO42-）、重碳酸根离子（HCO3-）、钠离子（Na+）、钾离子（K+）、钙离子（Ca2+）及镁离子(Mg2+)。 低