水文地質(zhì)
地下水的水質(zhì)的基本闡述
文章來源:地大熱能 發(fā)布作者: 發(fā)表時(shí)間:2021-11-05 14:17:17瀏覽次數(shù):5070
⑴地下水的物理性質(zhì)
②地下水的溫度:地下水的溫度與地下水的埋藏深度有關(guān)。淺埋的地下水溫度受氣溫的影響,具有晝夜和季節(jié)變化的特點(diǎn)。溫度有晝夜變化的地下水埋深在3一5米以內(nèi),即在日常溫帶以上;溫度具有年變化特點(diǎn)的地下水埋深一般在50米以內(nèi),即在年常溫帶以上。年常溫帶以下的地下水溫度則隨深度的增加而升高,受地?zé)?/a>增溫率(溫度每升高1時(shí)所需要增加的深度)控制。地殼的平均地?zé)?/a>增溫率為30~33米/,各地由于地質(zhì)條件不同,地?zé)?/a>增溫率也不相同,在有地?zé)?/a>異常存在的地區(qū),地下水的溫度則遵從地?zé)嵩鰷芈?,而受異?a href="http://xldcn.com/t/熱源.html" >熱源的控制。根據(jù)地下水的溫度可把地下水分為低于0的過冷水;0~20的冷水;20~42的溫水;42~100的熱水和大于100的過熱水。
③地下水的顏色:地下水的顏色取決于它的化學(xué)成分與懸浮物。常見的地下水是無色的,但含硫化氫氣體時(shí),地下水就呈翠綠色,亞鐵含量較高時(shí)呈灰藍(lán)色,含錳的化合物時(shí)呈暗紅色,含有較多氧化鐵時(shí)則呈紅色,含腐植質(zhì)的沼澤水常呈黃褐色。這些化學(xué)成分的含量較低時(shí),并不影響地下水的顏色。
④地下水的氣味與口味:地下水一般是無氣味無口味的,但有時(shí)也具有強(qiáng)度不同的氣味,如地下水中富含硫化氫時(shí)則有強(qiáng)烈的臭雞蛋味等。當(dāng)?shù)叵滤心承╇x子含量增高時(shí),則出現(xiàn)不同的味道(口味)。例如,富含氯化鈉的地下水具咸味,富含氯化鎂與硫酸鎂時(shí)具苦味,富含硫酸鈉的具澀味,含大量有機(jī)質(zhì)的具甜味等。所以地下水的味道也與其化學(xué)成分有關(guān)。
⑤地下水的導(dǎo)電性:地下水的導(dǎo)電性取決于所含電解質(zhì)的數(shù)量與性質(zhì),通常和水的含鹽量有直接的關(guān)系。因?yàn)殡x子含量越多,離子價(jià)則越高,所以水的導(dǎo)電性也就越強(qiáng)。如高礦化度的咸水與低礦化度的淡水相比較,其導(dǎo)電性就大得多。
⑥地下水的放射性:地下水在不同程度上或多或少地都具有一定的放射性,但一般地下水的放射性是非常低的。僅當(dāng)?shù)叵滤c放射性礦床或放射性異常有關(guān)時(shí),地下水才出現(xiàn)一定的放射性。
⑵地下水的化學(xué)成分
①地下水的主要化學(xué)成分:地下水不是化學(xué)純水,它的化學(xué)成分很復(fù)雜,可以從中找到很多人所共知的元素,這些元素成分以離子、氣體、分子和膠體狀態(tài)存在。地下水中所含的化學(xué)成分及其富集情況,與這些元素成分的溶解度有直接的關(guān)系。例如,在地殼中分布最廣的氧、鈣、鎂、鉀、鈉等在地下水中是常見的,而硅、鐵等雖在地殼中有很廣的分布,但其溶解度較低,在地下水中就不多見。氯在地殼中分布雖少,但在地下水中卻常常富集起來,形成氯化物水型就是由它的溶解度決定的。地下水中分布最多的離子有CI-、SO42-、HCO32一、Na+、K+、Ca22+、及Mg2+。其次有H+、NH4+、Fe2+、Fe3+、Mn2+、OH-、、NO3-、CO32-、及PO43-。以未離解(化合)的分子狀態(tài)存在的有Fe203、AI2O3、及H2SiO3等。地下水中常見的溶解氣體成分為CO2、O2、N2、CH4、H2S、H2及Rn等。
②地下水的酸堿度(pH):地下水的酸堿度是用氫離子濃度的對(duì)數(shù)值來表示的,即pH=-log[H+]。在純水中氫離子濃度與氫氧根離子濃度相等,水呈中性反應(yīng)。當(dāng)水中H+濃度大于OH一濃度時(shí),水呈酸性反應(yīng)。而當(dāng)水中H+濃度小于OH一濃度時(shí),水則呈堿性反應(yīng)。即[H+]=10-7]時(shí),pH=7,水呈中性。當(dāng)[H+]>10-7]時(shí),pH<7時(shí),水呈酸性,當(dāng)[H+]<10-7]時(shí),pH>7時(shí),水呈堿性,通常根據(jù)pH值把地下水分為強(qiáng)酸性(pH<5)、弱酸性(pH=5~7)、中性(pH=7)、弱堿性(pH=7~9)和強(qiáng)堿性(pH>9)五種。大多數(shù)地下水呈弱堿性反應(yīng),在硫化物礦床與煤田地區(qū)則見有酸性反應(yīng)的水。
③地下水的硬度:地下水的硬度由水中的鈣、鎂離子構(gòu)成。用每升水中鈣、鎂離子之和的毫克當(dāng)量數(shù)來表示。我國(guó)一般采用德國(guó)度H°來表示,1德國(guó)度相當(dāng)于1升水中含有10毫克的CaO或7.2毫克的MgO。1毫克當(dāng)量硬度等于2.804德國(guó)度。即:H°<4.2°為極軟水;H°=4.2°~8.4°為軟水;H°=8.4°~16.8°為微硬水H°=16.8~25.2°為硬水;H°>25.2°為極硬水。
④地下水的總礦化度:地下水中所含離子、分子等鹽類成分的總量稱為總礦化度,用克/升來表示??偟V化度是評(píng)價(jià)地下水質(zhì)的主要標(biāo)志。根據(jù)它的大小,可以把地下水分成淡水(<1克/升)、微咸水(1~3克/升)、咸水(3~10}克/升)、鹽水(10~50克/升)和鹵水(>50克/升)五種。測(cè)定地下水總礦化度的方法是在110°C溫度下把水蒸干,所得的干涸殘余物(干殘?jiān)?的數(shù)量即是總礦化度值。
⑤地下水的侵蝕性::地下水的侵蝕性主要是指對(duì)金屬、混凝土等的侵蝕能力。當(dāng)水的pH值低,水中含有溶解氧、游離硫酸、H2S、CO2及其他重金屬硫酸鹽時(shí),即對(duì)金屬產(chǎn)生強(qiáng)烈的侵蝕破壞作用。金屬鐵管受到侵蝕破壞,是由于鐵臵換了水中的氫離子而引起的。地下水能夠破壞混凝土,是因?yàn)榫哂星治g性的地下水能溶解和溶濾混凝土的某些成分,并在其中形成一些新化合物,一般分為碳酸侵蝕性(分解侵蝕性)、溶濾侵蝕性、硫酸浸蝕性(結(jié)晶侵蝕性)和鎂侵蝕性四種。碳酸侵蝕性取決于水中侵蝕性CO2的含量,由于地下水中有游離的CO2
存在,當(dāng)與碳酸鹽類接觸時(shí),如果游離CO2超過了化學(xué)反應(yīng)平衡狀態(tài)的含量時(shí),就成為侵蝕性CO2并使碳酸鹽發(fā)生溶解,于是就具有侵蝕性。溶濾侵蝕是由于碳酸鈣溶解,并從混凝土內(nèi)溶濾出氫氧化鈣而產(chǎn)生的。當(dāng)?shù)叵滤胁淮嬖谇治g性CO2時(shí),也可在HCO32-含量很少的情況下通過溶濾侵蝕作用破壞混凝土。硫酸侵蝕性是當(dāng)SO42-含量高的地下水接觸碳酸鹽類時(shí)發(fā)生的一種侵蝕。它是由于SO42-與碳酸鹽類中的一些組分產(chǎn)生化學(xué)作用而形成一種含有水硫酸鹽的結(jié)晶使體積膨脹而發(fā)生的侵蝕破壞。例如在生成CaSO4〃2H2O時(shí),其體積增大一倍;在生成MgSO4〃7H2O時(shí),共體積增大約4倍。一般當(dāng)水中CI-含量<10OD毫克/升、SO42-含量超過250毫克/升時(shí),這種地下水就開始有了侵蝕性.。鎂侵蝕性是在水中含有大量鎂離子時(shí)產(chǎn)生的。當(dāng)它與混凝土接觸時(shí),表現(xiàn)為水中的MgCI2與混凝土中結(jié)晶的Ca(OH)2起交替反應(yīng)而生成Mg(OH)2和易溶于水的CaCI2:而破壞了混凝土。
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