水文地球化学基础知识
《水文地球化学基础知识》
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名
词
解
释
目录
第一章水化学基础
第一节溶解平衡 (3)
第二节碳酸平衡 (4)
第三节地下水中络合物的计算 (4)
第四节氧化还原反应 (5)
第二章地下水的化学成分的组成
第一节天然水的组成 (6)
第二节天然水的化学特性 (6)
第三节元素的水文地球化学特性 (7)
第四节天然化学成分的综合指标（三种） (7)
第五节地下水化学成分的数据处理 (7)
第三章地下水化学成分的形成与特征
第一节地下水基本成因类型的概念 (7)
第二节渗入成因地下水化学成分的形成与特征 (8)
第三节沉积成因地下水化学成分的形成与特征 (8)
第四章水的地球化学循环
第一节地下水圈的概念 (8)
第二节地壳中水的地球化学循环 (9)
第三节成矿过程中水的地球化学循环 (9)
第五章水文地球化学的应用
第六章补充部分 (10)
第一章<水化学基础>
第一节溶解平衡
质量作用定律：
一个化学反应的驱动力与反应物及生成物的浓度有关
化学平衡与自由能
体系：把所研究对象一个物体或一组相互作用的物体称为体系或系统，而体系（或系统）周围的其他物质称为环境。
状态及状态参数：热力学状态分为平衡状态和非平衡状态。热力学平衡体系特性是由系列参数来表示当体系没有外界影响时，各状态参数若能保持长久不变，此体系称为热力学平衡状态。
焓：它是一种化学反应向环境提供的热量总值。以符号“H”表示。在标准状态下，最稳定的单质生成1摩尔纯物质时的焓变化，称为“标准生成焓”。
△H r=△H(生成物)-△H（反应物）△H r为正值，属吸热反应，△H r为负值，属放热反应
自由能：在热力学中，自由能的含义是指一个反应在恒温恒压下所能做的最大有用功，以符号“G”表示。在标准状态下，最稳定的单质生成1摩尔纯物质时的自由能变化，称为“标准生成自由能”，以“△Gf”表示
△Gr=△G(生成物)- △G（反应物）△Gr为正值，反应在恒温恒压条件下不能自发进行，△Gr 为负值，反应在恒温恒压条件下可以自发反应；△G=0，反应处于平衡状态。
活度及活度系数
为了保证计算的精确程度，就必须对水中组分的实测浓度加以校正，校正后的浓度为校正浓度，也就是活度。质量作用定律中，浓度是以活度表示的。活度是真实浓度（实测浓度）的函数，一般情况下，活度小于实测浓度。活度与实测浓度的函数表示式为:a=rm m为实测浓度（mol/L）,r为活度系数。活度系数随水中溶解固体（矿化度）增加而减小，但一般都小于1
理想溶液：从理论上讲，溶液中离子之间或分子之间没有相互作用，这种溶液称为理想溶液。
地下水中的溶解-沉淀
全等溶解：矿物与水接触产生溶解反应时，其反应产物都是溶解组分，这种溶解反应称为全等反应；
非全等溶解：矿物与水接触产生溶解反应时，其反应产物除溶解组分外，还有新生成的组分，这种反应称为非全等溶解
溶度积：当难溶电解质溶于水而成饱和溶液时，溶液中同时存在的溶解离子和未溶解的固体。按质量作用定律，在给定的温压下，溶液中相应方次的离子的活度乘积是一个常数，称为平衡常数K，对于难溶盐来说，这个常数称为“容积度”，或者“溶度积常数”常用KSP表示。
溶解度：在给定温压下，达到溶解平衡时，溶液中溶解物质的总量。在水文地球化学研究中，溶解度常用mg/L表示。
同离子效应：一种矿物溶解于水溶液中，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。
盐效应：矿物在纯水中的溶解度低于矿物在高含量水中的溶解度，这种含盐量升高使矿物溶解度增大的现象，在化学上称为盐效应。其主要原因是，水中含盐量升高，离子强度I也升高，而活度系数则降低。注：就对溶解度的影响而言，同离子效应大于盐效应。所以，在盐效应和同离子效应同时存在时，盐效应往往可忽略；如无同离子效应时，盐效应是应考虑的。
饱和指数
饱和指数是确定水与矿物出于何种状态的参数，以符号“SI”表示。一般来说，根据饱和指数值判断水
与岩石、矿物的反应状态，对于地下淡水来说，还是很有用的。
水质
用来描述不同用途的水的物理、化学及生物化学性质的一个术语。
第二节碳酸平衡
电中性条件
从宏观上讲，电解溶液的一个基本条件是电中性条件，即溶液中的正离子电荷总数等于负离子电荷总数。水及弱酸的离解
纯水或含有其他溶质的水溶液中的水分子都会离解，其反应为：
H2O=H++OH-
按质量作用定律，达到离解平衡时可表达为：
KW=
式子中，KW是水的离解常数。在稀溶液中，水的活度为1。KW随温度而变化。
地下水中的碳酸平衡
地下水中的碳酸组成：游离碳酸H2CO3、重碳酸HCO3-、碳酸CO32-
地下水系统中的碳酸平衡
闭系统：该系统与大气没有co2交换，水与碳酸盐间的溶解反应所消耗的co2得不到补充，碳酸盐的溶解受到co2的控制，这种系统称为“闭系统”。其特征是，Ca2+、HCO3-浓度较低，而p H值较高。
开系统：该系统与大气有co2交换，水与碳酸盐间的溶解反应所消耗的co2不断得到补充，碳酸盐的溶解不受到co2的控制，这种系统称为“开系统”。其特征是，Ca2+、HCO3-浓度较高，而p H值较底。
第三节地下水中络合物的计算
地下水中溶解组分的存在形式
地下水溶解组分的存在形式有三种：
（1）单一离子形式：eg:Ca2+ /Mg2+/ Na+/ K+/ Cl- /F-等；
（2）络阴离子形式：eg:SO42-/CO32-/HCO3-/NO-等；
（3）复杂络合物：它包括无机络合物和有机络合物
主要七大离子：Cl- SO4- HCO3- Na+ K+ Ca2+ Mg2+
地下水中的络合物
地下水络合物：由一中心离子（一般为金属阳离子）和其周围的配位体（一般为阴离子或中性成分）以配位键的方式集合在一起的复杂缔合物称为地下水络合物。这种离子可能带电可能不带电。
地下水中长两组分的主要离子对：CaSO40 /MgSO40/ NaSO4-/ KSO4-/ CaHCO3+/ MgHCO30/ NaHCO30/ CaCO30/ MgCO30/ NaCO3-
地下水络合物的计算（具体计算形式详见课本p27）
第四节氧化还原反应
一、氧化还原反应基本原理
半反应式：通常在化学反应式中电子转移和得失过程的反应式称半反应式；
eg:O2+4H++4e=2H2O
标准电极电位（标准氧化还原电位）：在标准状态下，金属与含有该金属离子且活度为1mol的溶液相接触的电位称为该金属的标准电极电位（由于标准电极电位表示物质氧化性及还原性的强弱，所以又称标准氧化还原电位），以符号E0表示，单位为V,每个半反应都有它的E0值。
能斯特方程
氧化还原电位（Eh）：在实际的系统中，参加氧化还原反应的组分其活度一般都不是1mol，则该反应达平衡是的电位称为氧化还原电位，单位为V
Eh值与E0值和参加组分的活度有关，表示这种关系的方程为能斯特方程
Eh=E0+
二、Eh-PH图的绘制
Eh-PH图是以Eh为纵坐标，pH为横坐标，表示在一定的Eh值和PH值范围内，各种溶解组分及固体组份稳定场的图解，因此也称为稳定场图
注：Eh-PH图在天然地下水系统中，只能预测水溶液在一定的Eh-PH范围内可能出现的溶解组分及固体类型，但不能预计其反应速率。
Eh-PH图的局限性：（1）所有的Eh-PH图仅代表标态下的稳定场范围，而实际情况常常偏离标准状态；（2）野外实测的Eh值并不与某种金属离子严格相关；（3）Eh-PH图的绘制并未考虑离子强度及离子络合的影响。因此，Eh-PH图只是一种简化的理想模型。
三、地下水中的氧化还原反应
地下水中的主要氧化还原元素：铁、氮、硫、锰、铬（Cr）、砷(As)
控制地下水系统氧化还原状态的因素：主要取决于通过循环进入该系统的氧量，以及通过细菌分解有机物所消耗的氧量，或氧化低价金属硫化物、含铁硅酸盐和碳酸盐所消耗的氧量。（进入的氧量>=消耗的氧量，则为氧化状态；反之，则为还原状态）。
影响地下水氧化还原状态的因素：1.包气带的性质及其透水性。2.含水层中有机物及其它还原剂的含量。3.地下水循环途径。
地下水系统中，消耗氧的氧化还原反应，多半发生在地下水面以上的包气带里。只要包气带及含水层里有少量的有机物，水中的溶解氧很快被耗尽。在此过程中，微生物起到催化作用。
第五节吸附作用
吸附：吸附是固体表面反应的一种普遍现象。在液相与固相接触时，液相和固相表面之间常常产生物质交换，这种现象称为吸附。
一、吸附种类和吸附机理
物理吸附：其吸附的键联力为静电引力，键联力较弱，因此已吸附在颗粒表面的离子，在一定条件下，可悲液体中的另一种离子所替代，所以物理吸附也称为“离子交换”。
化学吸附：被吸附的离子进入颗粒的结晶格架，成为晶格的一部分，它不可能再返回溶液，是一种不可逆反应。这种现象也成为“特殊吸附”。
二、离子交换
地层中的吸附剂：凡能吸附液相中溶解离子的固体均称为吸附剂
阳离子交换容量：某种岩石、矿物和松散沉积物的吸附能力往往以交换容量，主要是阳离子交换容量来衡量，其含义是每百克干土（岩）所含的全部交换型阳离子的毫克当量数，其单位是meq/100g
阴离子吸附：（1）PO42-易于被高岭土吸附；（2）硅质胶体易吸附PO42-、AsO43-，不易吸附SO42-、Cl-和NO3-；（3）阴离子被吸附的顺序为：F->PO42->HPO4->HCO3->H2BO3->SO42->Cl->NO3-
阳离子吸附亲和力：H+>Rb+>Ba2+>Sr2+>Ca2+>Mg2+>NH+>K+>Na+>Li+
注：吸附亲和力很弱的离子，只要浓度足够大，也可以交换吸附亲和力很强而浓度较小的离子。第二章<地下水的化学成分的组成>
第一节天然水的组成
一、水的结构和特性
水分子的缔合作用：相邻水分子间由于有氢键联结，使水能以（H2O）n巨型分子存在，但它不会引起水的化学性质的改变，这种现象称为水分子的缔合作用
水的缔合程度随温度降低而增强，当温度为4℃时，缔合程度最大，水的密度也最大。
水的特异性质：
1.水具有独特的物理性质：（1）水的生成热很高（即热稳定性很高）（2）水具有很高的沸点和达
到沸点以前极长的液态阶段
2.水具有较大的表面张力；
3.水具有较小的粘滞度和较大的流动性；
4.水具有较高的介电效应；
5.
水具有使盐类离子产生水化作用的能力；6.水具有良好的溶解性能
二、天然水组成分类
天然水组成可按溶质颗粒大小、化合物类型、相对浓度及相态等分类：
（一）按颗粒大小溶液胶体悬浮液
（二）按化合物类型无机物有机物金属元素络合物及有机络合物
（三）按状态固相液相气相
（四）按相对浓度宏量元素中量元素微量元素
第二节天然水的化学特性
一、大气降水的成分特征
大气是个五成分三相系统，五成分是氮、氧、惰性气体、二氧化碳及水；三相是水、气、冰
二、海水的成分特征
（一）无机组分: 1.宏量组分（Cl-、Na+、Mg2+、Ca2+）2.中量组分（Sr、SiO、B、F）3.微量组分（P、
I、Ba）
（二）有机物碳水化合物、蛋白质、缩氨酸等
三、河水的成分特征
（一）无机物
不同地区的岩石、土壤组成决定着该地区的河水的基本化学成分。在结晶岩地区，河流水中
溶解离子含量较少；在石灰岩地区，河水中富含Ca2+及HCO3-；若河流流经白云岩及燧石层
时，水中Mg2+、Si含量增高；河流流经石膏层是，使水中富含SO42-,且总含盐量有所增加；
富含吸附阳离子的页岩及泥岩地区则像河水提供大量溶解物质，如Na+、K+、Mg2+（二）有机物大多为死亡或腐烂的植物
第三节元素的水文地球化学特性
地壳中丰度较高的元素：硅铝铁锰
地壳中的宏量元素：钙镁钠钾
地壳中的营养元素：氮磷
第四节天然化学成分的综合指标（三种）
第一组指标：总溶解固体、含盐量、硬度及钠吸附比
第二组指标：化学需氧量、生化需氧量、总有机碳、氧化还原电位
第三组指标：酸度和碱度
第五节地下水化学成分的数据处理
地下水化学成分的图示法：（1）离子浓度图示法（2）三线图示法
第三章<地下水化学成分的形成与特征>
第一节地下水基本成因类型的概念
溶滤—渗入水：溶滤—渗入水为大气起源，其成分由水与岩石作用形成
沉淀—埋藏水：埋藏于地质构造比较封闭的部分，一定程度上反映了形成沉积物的那些盆地的特点
内生水：来自地球深部层圈物质分异和岩石变质作用过程中化学反应生成的水
第二节渗入成因地下水化学成分的形成与特征
地下水化学成分在空间变化的规律性叫做水文地球化学分带性，表现为自然地理的称为水平分带，表现为地质的称垂直分带
开系统：系统中所消耗的气体得到不断的补充，系统内的气体基本上保持稳定不变，这样的系统称为开系统；
闭系统：系统中所消耗的气体得不到补充，系统内的气体逐渐降低，这样的系统称为闭系统；第三节沉积成因地下水化学成分的形成与特征
沉积成因的地下水：从原沉积物排出运动至其他时期地层中的水，以及与渗入水混合但仍保留有一定比例的与沉积物同期沉积保存下来的水的混合水，这些水统称为沉积成因的地下水。
蒸发浓缩作用：是指地下水通过蒸发排泄引起水中成分的浓缩，使水中盐分浓度增大，矿化度增高的现象。
阳离子交换作用：指土壤胶体上吸附的阳离子和土壤溶液中的阳离子进行交换的作用。土壤胶体大多带阴离子,它的外层吸附着阳离子,其中有些阳离子能够与土壤溶液中的阳离子交换。
次生白云岩化作用：在古盐盆中，石盐沉淀后，残余卤水具有氯化镁质成分，这些含镁高的卤水在深部环境中，与石灰岩相互作用，并使其变为白云岩，这种作用称为次生白云岩化作用；
钠长石化作用：氯化钙型卤水不仅在白云岩中遇到，同时也出现于火山成因的沉积物里；
第四节火山成因热水循环系统地下水成分的形成与特征
现代热泉基本类型：碳酸-硫化氢水、氢-碳酸水、碳酸水、碳酸-氮水、甲烷及甲烷-氮水、氮热水
初生水：是由岩浆分逸出来的水；
再生水：在高温条件下，岩石和矿物结合状态的水（结构水、结晶水、沸石水等）转变为游离状态而进入现代地下水圈，这种水称为再生水；
第四章<水的地球化学循环>
第一节地下水圈的概念
水圈由大气圈的水、地球表面的水及地球内部的水三部分组成。地球水圈是地球内部的水。
地下水：一般来说，地下水是指渗入地下贮存于岩土空隙中的水，它可能是液态水、气态水、固态水，它可能赋存与空隙中，也可能是岩石、矿物组成的一部分；可能是自由水、结合水或矿物结构水。从化学成分上来看，地下水是在自然条件下溶解了气体、离子、分子、胶体及有机质的复杂综合体。
自由水：也称重力水，它是在重力作用下能自由流动的水，它存在与岩石圈里的空隙里；
结合水：是靠静电吸引吸附在固体表面的水；
结构水：它不是以H2O的形式存在于结晶构架中，而是以OH-和H+的形式存在于结晶构架中；
沸石水：以水分子的形式存在于晶胞之间，无固定水分子数量
结晶水：以水分子的形式存在于矿物的结晶格架上；
结构水在常温常压下，矿物风化便可分解出来；结晶水只有在高温高压下才能分解出来；沸石水在常温常压下即可逸出，在逸出数量取决于空气温度。
第二节地壳中水的地球化学循环
水的地质循环发生于地壳深部，循环方式主要包括：重结晶脱水，使水从自由水变为结构水；沉积物压实释水，使水转到另外的沉积物中去；沉积埋藏水，使水被封闭在岩石里。
地壳中水的地球化学循环：在沉积-变质过程（作用）有次序的有方向的发展中，在岩石、有机物及气体经历的地球化学改造中，导致水的直接参与，产生水的分解和合成等作用与现象的总和。
第三节成矿过程中水的地球化学循环
地下水成矿作用：指的是地下水溶液中的成矿组分，在适宜的水文地球化学环境中，在有利的地质部位富集、沉淀形成矿床的过程。成矿物质的含义包括成矿元素和介质溶液两个组成部分。
沉积成因水：在沉积初期，水随沉积物一起埋藏在沉积盆地里，这种水成为沉积成因水。
水静层状压力水：水的运动由水静压力驱动，补给区和排泄区高差决定运动的速度，也决定该带的深度；
过度层状压力带：该带由于上覆岩层的压力，弱结合水开始排出，岩石上孔隙度大大减小，起始水力坡度增大，被挤出的水的层状压力大于空隙中水的水静压力，但小于岩静压力，层间压力随深度的增大而增大；
岩静层状压力带：该带中弱结合水已经全部排出，岩石孔隙度及透水性均显著下降，层状压力增加并逐渐接近岩静压力。
第五章<水文地球化学的应用>
地下水污染：凡是在人类活动影响下，地下水质变化朝着水质恶化的方向发展的现象；
地下水污染物：凡是人类活动导致进入地下水并使水质恶化的溶解物或悬浮物，无论其浓度是否达到使水质明显恶化的程度
地下水污染物按其性质分：化学污染物、生物污染物、放射性污染物
地下水污染源按形成原因分：人为污染源和天然污染源
地下水污染特点：隐蔽性和难以逆转性
地下水污染方式：直接污染和间接污染
地下水污染途径：间歇入渗型、连续入渗型、越流型、径流型
有机氮的矿化过程：它是指复杂的含氮有机物的矿化作用，更准确的说，是有机氮转化为无机形式的NH4-N的过程。
硝化过程：它是指NH4-N通过自养型微生物氧化为NO3-N的过程
反硝化过程：它是指NO3-N通过微生物还原为气态氮的过程；
固氮过程：有机氮矿化过程产生的NH4+，硝化过程产生NO3-，反硝作用产生气态氮都可以通过
微生物和植物吸收同化，转化为有机氮。
生物降解：有机污染物在细菌作用下，从大分子分解成小分子，从有毒转化为无毒，最后变化为二氧化碳、水等的过程；
影响氮转化的环境因素和地质因素：
（1）环境因素：温度、Eh值、土壤含水情况、污水及土壤中的养分；
（2）地质因素：包气带岩性及其结构、潜水埋深、含水层类型
第六章补充部分
地下水的主要物理化学性质：
物理性质：气味、温度、浊度、电导率、味道、放射性Eh;
化学性质：酸度、碱度、硬度、浓度、溶解性总浓度TDS
浓度:指某物种在总量中所占的分量.广义的浓度概念是指一定量溶液或溶剂中溶质的量；这一笼统的浓度概念正像“量”的概念一样没有明确的含义；习惯上，浓度涉及的溶液的量取体积，溶液的量则常取质量，而溶质的量则取物质的量、质量、体积不等。
狭义的浓度是物质的量浓度的简称，以前还称体积摩尔浓度（molality ），指每升溶液中溶质B 的物质的量，符号为c，单位为mol/L或mol/dm3，即：cB≡nB/V
常用的浓度表示方法有: 重量百分浓度:一般使用最常用; 体积百分浓度:常用于酒类表示;体积摩尔浓度:化学常用;重量摩尔浓度; 摩尔分率_当量浓度
量具有加和性，如质量、物质的量、体积、长度……，这类物理量称为广度量；另一类物理量则不具有加和性，这类物理量称为强度量。浓度是强度量。此外，压力（压强）、温度、密度等也是强度量。
饱和溶液（saturated solution）在给定温度下,溶质在溶剂中溶解的量达到最大时的溶液。溶质溶于溶剂的溶解过程中,首先是溶质在溶剂中的扩散作用,在溶质表面的分子或离子开始溶解,进而扩散到溶剂中。浊液分散质的粒度>100nm(10—7m)之间的分散系叫浊液。分散质是分子的集合体或离子的集合体,具有浑浊、不稳定等宏观特征。浊液是不溶性固体颗粒或不溶性小液滴分散到液体中形成的混合物,分别为悬浊液和乳浊液,浊液不均匀,不稳定。
标准溶液是指含有某一特定浓度的参数的溶液，
胶体定义：分散质粒子在1nm—100nm之间的分散系；胶体是一种分散质粒子直径介于粗分散体系和溶液之间的一类分散体系，这是一种高度分散的多相不均匀体系。
分类：
1、按分散剂的不同可分为气溶胶，固溶胶，液溶胶；
2、按分散质的不同可分为粒子胶体、分子胶体。
胶体的性质：
能发生丁达尔现象,聚沉，产生电泳，可以渗析等性质。
气味: 嗅觉所感到的味道。an odor; a scent; a smell
7种基本气味是：樟脑味、麝香味、花卉味、薄荷味、乙醚味、辛辣味和腐腥味
水质：水体质量的简称。它标志着水体的物理(如色度、浊度、臭味等)、化学(无机物和有机物的含量)和生物(细菌、微生物、浮游生物、底栖生物)的特性及其组成的状况。为评价水体质量的状况，规定了一系列水质参数和水质标准。如生活饮用水、工业用水和渔业用水等水质标准。
水质是表达未经人类活动污染的自然界水的物理化学特性及其动态特征的术语。物理特性主要指水的温度、颜色、透明度、嗅和味。水的化学性质由溶解和分散在天然水中的气体、离子、分子、胶体物质及悬浮质、微生物和这些物质的含量所决定。
天然水中溶解的气体主要是氧和二氧化碳；溶解的离子主要是钾、钠、钙、镁、氯、硫酸根、碳酸氢根和碳酸根等离子。生物原生质有硝酸根、亚硝酸根、磷酸二氢根和磷酸氢根离子等。此外，还有某些微量元素，如溴、碘和锰等。胶体物质有无机硅酸胶体和腐殖酸类有机胶体。悬浮固体以无机质为主。微生物有细菌和大肠菌群。
天然水水质的影响因素？
1、天然水中的大气降水水质与当地的气象条件和降水淋溶的大气颗粒物的化学成分有关；
2、地表水水质与径流流程中的岩石、土壤和植被有关；
3、地下水水质主要与含水层岩石的化学成分和补给区的地质条件有关。
4、地下水水质主要与水岩作用时间有关。
色度是指含在水中的溶解性的物质或胶状物质所呈现的类黄色乃至黄褐色的程度。溶液状态的物质所产生的颜色称为“真色”；由悬浮物质产生的颜色称为“假色”。测定前必须将水样中的悬浮物除去。
通常测定清洁的天然水是用铂钴比色法。
水的透明度（Diaphaneity）
是指用直径为30厘米的白色圆板，在阳光不能直接照射的地方垂直沉入水中，直至看不见的深度。
溶液酸性、中性或碱性的判断依据是：
c(H+)和c(OH-)的相对大小，在任意温度时溶液c(H+)>c(OH-)时呈酸性；c(H+)=c(OH-)时呈中性；c(H+) 当溶液中c(H+)、c(OH-)较小时,直接用c(H+)、c(OH-)的大小关系表示溶液酸碱性强弱很不方便,于是引进pH概念. pH:即氢离子物质的量浓度的负对数。pH=-log[H+] 化学需氧量（COD），是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等。但主要的是有机物。因此，化学需氧量（COD）又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。化学需氧量（COD）的测定，随着测定水样中还原性物质以及测定方法的不同，其测定值也有不同。目前应用最普遍的是酸性高锰酸钾氧化法与重铬酸钾氧化法。 化学需氧量表示在强酸性条件下重铬酸钾氧化一升污水中有机物所需的氧量,可大致表示污水中的 有机物量。COD是指标水体有机污染的一项重要指标,能够反应出水体的污染程度。 生化需氧量又称生化耗氧量，英文（biochemical oxygen demand）缩写BOD，是表示水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合指标，它说明水中有机物出于微生物的生化作用进行氧化分解，使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量，其单位以ppm或毫克／升表示。其值越高，说明水中有机污染物质越多，污染也就越严重。 从水环境地球化学测试指标分析地下水中的组分 有两类指标： 必测指标：pH、氯化物、铁、锰、铜、锌、钼、汞、砷、镉、铬(六价)、铅、铍、钡、钴、镍、钙、镁、亚硝酸银、氧化物等。 选择指标： ①总硬度、氧化物、挥发性酚类(以苯酚计)、高锰酸盐指数、溶解性总固体、硫酸盐、阴离子合成洗涤剂、硝酸盐、氮、磷、钾、化学耗氧量、氧化还原电位、碘化、物、氨氮等主要用于水质分析； ②有机污染物：滴滴涕、六六六等； ③细菌指标：总大肠杆菌，细菌总数； ④放射性指标：总放射和总放射。 元素迁移的可能机理有： 1.地下水运动； 2. 毛细管作用； 3. 蒸发作用； 4.离子扩散作用； 5. 植物根系吸收； 6. 微生物活动 7. 气体搬运(包括以地球气为主的多营力接力模型)； 8. 自然电位场(电化学模型、还原囱模型、雷暴电池)； 9. 膨胀性泵压作用(气压泵、地震泵) 10. 水位的起伏(包括陆上“潮汐泵”) 地下水化学组分表示方法：指型图、Durov Diagram、Piper Diagram(皮帕尔图解）、库尔洛夫式 水质分类： 按矿化度的水质分类：淡水（小于1克/升）弱咸水（1—3克/升）咸水（3—10克/升）强咸水（10—50克/升）卤水大于（50克/升） 矿化度通常以1升水中含有各种盐分的总克数来表示(克/l)。 地下水中总溶解性固体： 按TDS水质分类：地下水中所含有各种离子、分子与化合物的总量 ?地下水的化学成分的形成作用类型固相作用 溶解－沉淀－蒸发 吸附－解吸（离子交换作用） ?浓缩作用 ?酸碱反应 ?氧化－还原作用 ?络合作用 ?水解作用 ?同位素交换 ?脱碳酸作用 ?脱硫酸作用 ?生物作用 依数性——只与溶液的浓度（即单位体积内质点的数目）有关，而与溶质本身无关的性质。 电解质在溶液中因溶剂的作用而离解为带正、负电荷的质点——正、负离子，称为“电离”(ionization) 活度－即被校正过的溶液的有效浓度。符号a ,量纲1 电离度（ ）：即电离平衡时电解质已电离部分占总量的百分比 溶度积规则：1. Qi < Ksp : 正反应自发，溶液未饱和，若有难溶电解质，沉淀溶解； 2. Qi = Ksp : 达平衡态（对应“饱和溶液”） 3. Qi > Ksp : 逆反应自发，沉淀生成。 根据“溶度积规则”可以讨论沉淀的生成与溶解问题。 饱和指数 1936年朗格利尔(Langlier)根据自己关于水中碳酸溶解平衡理论提出的描述碳酸钙固体与含二氧化碳溶液之间的平衡关系表达式，即水样实测的pH值减去饱和pH(即pHs)值的差值。根据表达式：Is(饱和指数)=pH—pHs，若Is为负值，即pH 减少溶液中离子浓度的方法: 1.生成弱电解质; 2.生成配合物; 3.发生氧化-还原反应. 溶滤一渗入水 大气起源，其成分由水与岩石作用形成。进一步还可分出古代的、现代的；地表的、地下的等。 沉积一埋藏水 埋藏于地质构造比较封闭的部分，其成分在一定程度上反映了形成沉积物的那些盆地的特点，又可进一步分出同生与后生等不同情况。也称为封存水。 内生水 地球科学的许多分科（诸如理论岩石学、矿床成因学，火山学和地热学等）业已公认，发生在地球深部的许多地质作用中均有地下水参与。例如，火山喷发作用，热水泉，岩浆，变质作用等均有水的活动。对于这种来自深部的水，概念很不一致，对于这种水是如何参与形成地下水过程的，更是众说纷纭，暂且统称为内生水。 Mass equilibrium model（质量平衡模式） 以研究物种形式(species)为主体,建立在质量（mass）、能量(energy)和电荷(charge)守恒定律(the conservation law)的基础上,是计算物质在水中的存在形式和饱和指数的模式。 ?mass-transfer model (质量转化模式) 建立在热力学(thermodynamics)和反应动力学(reaction kinetics)基础上,以研究物种形式，及其转化数量、速率为主体,是计算天然水体中或水-岩体系中物质转化的模式。 ?mass-transport model (质量迁移模式) 相当于水文地球化学模式，建立在热力学、反应动力学和水力学弥散、扩散原理的基础上,是计算元素(物质)水迁移的模式。 由于此模式结构复杂,数学计算较困难,需要大型甚至超大型计算机,所以,目前只开发出一些简单的溶质迁移CHEMTRN,CPT,DYNAMIC,CHMTRNS, PHAST 等。 2006-2007第一学期《水文地球化学》期末试卷(B)－参考答案班级（）学号（）姓名（） 一、名词解释（每题3分，共21分） 1、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。 2、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。 3、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。 4、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。 5、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。 6、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）。 7、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。 二、填空（每题1分，共14分） 1、Fe2+在（酸）性中迁移强，而在（碱）性中迁移弱。 2、地球化学垒按成因可分为（机械）垒、（物理化学）垒、（生物）垒和（复合）垒。 3、碱度主要决定于水中的（HCO-3，CO2-3）的含量。硬度是以（Ca2+，Mg2+）的毫克当量总数乘以50，而暂时硬度是以（HCO-3，CO2-3）的毫克当量总数乘以 50。 4．大气CO2的δ13C平均值是（-7‰），而土壤CO2的δ13C平均值是（ -25‰）。5．标型元素的标型程度取决于（元素的克拉克值）和（它的迁移能力）。 6．弥散作用包括（分子扩散），（对流扩散迁移）和（渗透分散）。 7、SiO2和Na/K地热温度计适用的温度范围分别为（0~250℃）和（150~350℃）。8．近代火山型浅部地下热水的水化学类型为（SO2-4SO2-4 -Cl），而深部地下热水的水化学类型为（Cl-HCO-3）。 9．海水的水化学类型为（Cl-Na），而海成存封水的水化学类型为（Cl-Na -Ca）。 10、水对离子化合物具有较强的溶解作用，是由于水分子具有较强的（介电）效应所致，水的沸点较高，是由于水分子间（氢键）的破坏需要较大的能量。 11、在35℃下，pH=7的地下水是（碱）性。在天然水化学成分的综合指标中，体现水的质量指标的有（TDS，硬度，含盐量或含盐度,电导率），而表征水体系氧化还原环境状态的指标有（COD，BOD，TOC，Eh）。 12、迪拜—休克尔公式的使用条件是离子强度小于（0.1mol/L），而戴维斯方程的使用条件是离子强度小于（0.5mol/L）。 13、空气迁移的标型元素主要决定环境的（氧化还原）条件，而水迁移的标型元素主要决定环境的（酸碱）条件 14、在氮的化合物中，（NO-2，NH4+）可作为地下水近期受到污染的标志，而（NO-3）可作为地下水很早以前受到污染的标志。 水文地球化学研究现状、基本模型与进展 摘要：1938 年, “水文地球化学”术语提出, 至今水文地球化学作为一门 独立的学科得到长足的发展, 其服务领域不断扩大。当今水文地球化学研究的理论已经广泛地应用在油田水、海洋水、地热水、地下水质与地方病以及地下水微生物等诸多领域的研究。其研究方法也日臻完善。随着化学热力学和化学动力学方法及同位素方法的深入研究, 以及人类开发资源和保护生态的需要, 水文地球化学必将在多学科的交叉和渗透中拓展研究领域, 并在基础理论及定量化研究方面取得新的进展。 早期的水文地球化学工作主要围绕查明区域水文地质条件而展开, 在地下水的勘探开发利用方面取得了可喜的成果( 沈照理, 1985) 。水文地球化学在利用地下水化学成分资料, 特别是在查明地下水 的补给、迳流与排泄条件及阐明地下水成因与资源的性质上卓有成效。20 世纪60 年代后, 水文地球化学向更深更广的领域延伸, 更多地是注重地下水在地壳层中所起的地球化学作用( 任福弘, 1993) 。 1981 年, Stumm W 等出版了5水化学) ) ) 天然水化学平衡导论6 专著, 较系统地提供了定量处理天然水环境中各种化学过程的方法。1992 年, C P 克拉依诺夫等著5水文地球化学6分为理论水文地球化学及应用水文地球化学两部分, 全面论述了地下水地球化学成分的形成、迁移及化学热力学引入水文地球化学研究的理论问题, 以及水文地球化学在饮用水、矿水、地下热水、工业原料水、找矿、地震预报、防止地下水污染、水文地球化学预测及模拟中的应用等, 概括了20 世纪80 年代末期水文地球化学的研究水平。特别是近二十年来计算机科学的飞速发展使得水文地球化学研究中的一些非线性问题得到解答( 谭凯旋, 1998) , 逐渐构架起更为严密的科学体系。 1 应用水文地球化学学科的研究现状 1. 1 油田水研究 水文地球化学的研究在对油气资源的勘查和预测以及提高勘探成效和采收率等方面作出了重要的贡献。早期油田水地球化学的研究只是对单个盆地或单个坳陷, 甚至单个凹陷进行研究, 并且对于找油标志存在不同见解。此时油田水化学成分分类主要沿用B A 苏林于1946 年形成的分类。1965 年, E C加费里连科在其所著5根据地下水化学组分和同位素成分确定含油气性的水文地球化学指标6中系统论述了油气田水文地球化学特征及寻找油气田的水文地球化学方法。1975 年, A G Collins 在其5油田水地球化学6中论述了油田水中有机及无机组分形成的地球化学作用( 汪蕴璞, 1987) 。1994 年, 汪蕴璞等对中国典型盆地油田水进行了系统和完整的研究, 总结了中国油田水化学成分的形成分布和成藏规律性, 特别是总结了陆相油田水地球化学理论, 对油田水中宏量组分、微量组分、同位素等开展了研究, 并对油田水成分进行种类计算, 从水化学的整体上研究其聚散、共生规律和综合评价找油标志和形成机理。同时还开展了模拟实验、化学动力学和热力学计算, 从定量上探索油田水化学组分的地球化学行为和形成机理。 1. 2 洋底矿藏研究 09031123 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，SO4 2- 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）。 二、填空（每题1 分，共14 分） 1、水对离子化合物具有较强的溶解作用，是由于水分子具有较强的（介电）效应所致，水的沸点较高，是由于水分子间（氢键）的破坏需 要较大的能量。 2、在35℃下，pH=7 的地下水是（碱）性。在天然水化学成分的综 合指标中，体现水的质量指标的有（TDS，硬度，含盐量或含盐度, 电导率），而表征水体系氧化还原环境状态的指标有（COD，BOD，TOC，Eh ）。 3、迪拜—休克尔公式的使用条件是离子强度小于（0.1 mol/L ），而 戴维斯方程的使用条件是离子强度小于（0.5 mol/L ）。 4、空气迁移的标型元素主要决定环境的（氧化还原）条件，而水迁移的标型元素主要决定环境的（酸碱）条件 5、在氮的化合物中，（NO- 2，NH4 + ）可作为地下水近期受到污染的 标志，而（NO- 3 ）可作为地下水很早以前受到污染的标志。 6、Fe2+在（酸）性中迁移强，而在（碱）性中迁移弱。 7、地球化学垒按成因可分为（机械）垒、（物理化学）垒、（生 物）垒和（复合）垒。 8、碱度主要决定于水中的（HCO- 3，CO2- 3 ）的含量。硬度是以 （Ca2+，Mg2+）的毫克当量总数乘以50，而暂时硬度是以（HCO- 3，CO2- 3 ）的毫克当量总数乘以50。 9．大气CO2 的δ13C 平均值是（-7 ‰），而土壤CO2 的δ13C 平均值是（-25‰）。 10．标型元素的标型程度取决于（元素的克拉克值）和（它的迁移能力）。 11．弥散作用包括（分子扩散），（对流扩散迁移）和（渗透分 散）。 12、SiO2 和Na/K 地热温度计适用的温度范围分别为（0~250 ℃）和（150~350 ℃）。 13．近代火山型浅部地下热水的水化学类型为（SO2- 4 SO2- 4 Cl- ）， 而深部地下热水的水化学类型为（Cl-HCO- 3 ）。 14．海水的水化学类型为（Cl-Na ），而海成存封水的水化学类型为（Cl-Na -Ca）。 三.简答题（每题5 分，共30 分） 1、氧漂移及其影响因素? 《水文地球化学》教学大纲 一、课程名称：水文地球化学 Hydrogeochemistry 二、课程编号： 三、学分学时：2学分/32学时 四、使用教材：沈照理等编，《水文地球化学基础》，地质出版社，1993年5月第一版，1999年第二次印刷 五、课程属性：专业内选修课 选修 六、教学对象：地质工程专业本科生 七、开课单位：地球科学与工程学院地质科学与工程系 八、先修课程：普通化学、普通地质学、岩石矿物学、构造地质学、水文地质学基础等。 九、教学目标： 通过比较系统地介绍有关水文地球化学的基础理论，掌握水-岩相互作用在天然和人类活动条件下导致的地下水各溶解组分的迁移转化规律，熟悉应用水化学的分析理论与方法解决各种环境和工程问题。 十、课程要求： 通过本课程的学习，使学生掌握水文地球化学的平衡理论，学会水文地球化学的分析方法，基本要求是： 1．掌握水化学平衡原理； 2．掌握地下水溶解组分的迁移和转化规律； 3．学会应用水文地球化学的基本原理和分析方法解决自然和人类活动条件下的各种地下水环境问题； 十一、教学内容： 本课程主要由以下内容组成： 第一章水化学基础（12学时） ?知识要点：溶解平衡、碳酸平衡、洛河计算、氧化还原作用、吸附平衡 ?重点难点：各种平衡的计算方法 ?教学方法：课堂教学 第二章地下水化学成分的组成（4学时） ?知识要点：天然水的化学特性、元素的水文地球化学特性、天然水化学成分的综合指标、 地下水化学成分的数据处理 ?重点难点：各天然水体的常量和微量及痕量化学成分特性 ?教学方法：课堂教学 第三章地下水化学成分的形成与特征（4学时） ?知识要点：渗入成因地下水、沉积成因地下水和火山成因地下水的化学成分的形成与特征 ?重点难点：各种成因水的化学成分的形成机理与演化 ?教学方法：课堂教学 第四章水的地球化学循环（4学时） ?知识要点：地下水圈、地壳中水的地球化学循环、成矿过程中的地球化学循环 ?重点难点：地下水循环过程中元素的迁移转化 ?教学方法：课堂教学 第五章水文地球化学的应用（8学时） ?知识要点：地下水污染、地球化学环境与人体健康、矿泉水 ?重点难点：如何应用水文地球化学的基本原理分析和评价各种水环境问题 ?教学方法：课堂教学 十二、实践环节： 主要是习题： ?络合计算 ?饱和指数计算 ?Eh-pH计算 ?吸附平衡计算 ?水化学成分的图示 ?应用分析 十三、教学参考： 1．参考教材 ?沈照理等编，《水文地球化学基础》，地质出版社，1993年5月第一版，1999年第二次印刷 2．参考文献 ?杨忠耀，环境水文地质，原子能出版社，1990年 十四、考核方式： 第四章水文地球化学参数 水文地球化学参数有三类：物性水文地球化学参数，条件水文地球化学参数，综合性水文地球化学参数。 第一节物性和条件水文地球化学参数 一、物性水文地球化学参数 物性水文地球化学参数是反映事物的性质（物质的性质和物质间相互作用时的质量和能量关系）的参数。如平衡常数，反应速度常数，分配系数，吸附容量，自由能，焓，熵，标准电子活度或标准电极电位，离子电位，离子半径和价态，以及原子结构和其外层的价电子层结构都是反映事和物内在本性的参数。这些参数反映的是事物的本性，或反映的仅仅是事物在理想状态时的特征。事物在理想条件下的状态与实际条件下是有一定的差距的。在研究客观具体事物时还需根据具体条件作具体分析。但尽管如此，收集和掌握这些参数对水文地球化学研究无疑是非常必要和有益的，因为这些参数是对事物进行分析判断的基础，是对事物进行理论计算和实践设计必不可少的参数。 二、条件水文地球化学参数 条件水文地球化学参数是反应体系及其环境所处的条件的参数，是用来描述事物或体系与环境的外观状态的参数，当然也是进行水文地球化学计算时所需要的基本数据。它们主要有水化学组分，含量，pH，pE或Eh，温度，压力等。无疑这些参数是水文地球化学研究和计算中必不可少的重要参数，因而也是我们野外和实验室工作中必须取得的主要资料。 第二节参比和综合性水文地球化学参数 上面已提及，仅有物性水文地球化学参数是不能对水岩体系的客观状态和变化作出确定性的定量回答，也是无法对水岩体系进行具体的水文地球化学计算。但是仅仅依靠条件水文地球化学参数也是不够的，因为同一个客观具体条件对不同的事物的影响显然是不尽相同的。对一个事物要作出既科学又符合客观实际的回答，必须将理论与实践相结合，也就是说，将事物的条件状态与该条件下事物发生变化的边界状态相比较，才能对事物的状态、发展结果和将可能发生的事件作出正确的论断。反映实际条件与该具体条件下的边界条件相比较的结果的参数 研全国硕士研究生入学统一考试中国地质大学(北京)1997年硕士生入学考试水文地质学试题真题 一、选择题——在括号内的三项选择中选择一项最佳答案。（30分） 例题：岩石的给水度通常（a.大于、b.等于、c.小于）它的空隙度。 例题最佳答案：c. 1、当某种岩石由两种大小不等的颗粒组成，且粗大颗粒之间的孔隙完全为细小颗粒所充填时，则此岩石的孔隙度（a.小于、b.大于、c.等于）由粗颗粒和细颗粒单独组成时的岩石的孔隙度的乘积。 2、承压含水层接受补给时，主要表现为（a.测压水位升高、b.含水层厚度加大、c.向相邻含水层越流）。 3、地下水按（a.埋藏条件、b.含水介质类型、c.化学成分的形成）分类，可以分为孔隙水、裂隙水、岩溶水。 4、地下水的实际流速通常（a.大于、b.等于、c.小于）地下水的渗透流速。 5、在分水岭地带打井，井中水位随井深加大而（a.升高、b.不变、c.降低）。 6、包气带岩层的渗透系数随包气带含水量的降低而（a.增大、b.减小、c.不变）。 7、高矿化度地下水中的阳离子组分通常以（a.Na、b.Mg、c.Ca）为主。 8、溶解于水中的二氧化碳称为（a.侵蚀性二氧化碳、b.平衡二氧化碳、c.游离二氧化碳）。 9、用同位素（a.氚和14C、b.氘和18O、c.34S和36Cl）可以研究地下水的起源。 10、水对某种盐类的溶解能力随该盐类浓度的增加而（a.增强、b.不变、c.减弱）。 11、当潜水与河水有直接水力联系时，用直线分割法分割河水流量过程线求得的地下水泄流量将（a.偏小、b.偏大、c.不偏小也不偏大）。 12、山区地下水全部以大泉形式集中排泄时，可以认为泉流量（a.小于、b.大于、c.等于）地下水的补给量。 13、接受同等强度的降水补给时，砂砾层的地下水位变幅（a.大于、b. 小于、c. 等于）细砂层的地下水位变幅。 14、灰岩地区的峰林平原，是岩溶作用（a.早期、b.中期、c.晚期）的产物。 15、一个地区水资源的丰富程度主要取决于（a.降水量、b.蒸发量、c.地表径流量）的多寡。 16、用一个泉作为供水水源时，供水能力取决于泉的（a.最大流量、b.最小流量、c.平均流量）。 17、矿亢充水水源以地下水的（a.补给量、b.储存量、c.允许开采量）为主时，则矿亢涌水量充沛、不易疏干。 18、人工补给地下水的目的之一是可以防止（a. 地下水污染、b.大泉干固、c.海水入侵）。 19、在松散岩层中打供水井，常在井内滤水管外围回填砾石，要求回填砾石的渗透性（a.小于、b.大于、c.等于）岩层的渗透性。 20、在地下水水质分析中，常把（a.碳酸盐硬度、b.非碳酸盐硬度、c.负硬度）称为暂时硬度。 二、试对下列现象作出合理的解释。 水文地球化学复习 静下心，一切都会过去----------徐默淞 1、理想溶液：任一组分在全部浓度范围内都符合拉乌尔定律的溶液。（各组分分子的大小 及作用力彼此相似，当一种组分的分子被另一种组分的分子取代时，没有能量的变化或空间结构的变化。即：当各组分混合成溶液时，没有热效应和体积的变化。） **溶液中离子之间或分子之间没有相互作用。 2、活度※（考）定义：指实际参加化学反应的物质浓度，或指所研究的溶液体系中化学组分的有效浓度（校正后的浓度）。 ※离子的活度a与浓度c 通过活度系数r联系起来：a=r·m r—活度系数 m—实测浓度，物质的量浓度（mol/L） a—活度，物质在化学反应中表现出的有效浓度，单位（mol/L） 3、※活度系数r（了解）：衡量实际溶液对理想溶液的偏离程度。 ※活度系数随水中溶解固体（TDS）增加而减小，一般都小于1。当水中TDS很低时，r趋近于1，活度趋近于实测浓度。 ※强电解质溶液，当溶液的浓度极稀时，离子之间的距离是如此之大，以致离子之间的相互作用力可忽略不计，活度系数r≈1 ，所以a= c。 ※在化学平衡计算中，固体、纯液体和中性分子的活度系数：r＝1;离子强度与活度系数之间存在一定的关系，如已知某些离子强度，可查表或计算得活度系数。 ※分子（包括水分子）和不带电的离子对的活度系数为1 4、离子强度I 定义：溶液中某种离子i 的物质的量浓度乘以该离子的价数（Zi）的平方所得诸项之和的一半。用公式表示为: （必背此公式） 式中：Zi为i离子的电荷数；mi为i离子的浓度（mol/L）。 5、迪拜-休克尔方程（考）：对于离子半径较大，不能作为点电荷处理的体系，Debye-Hückel 极限定律公式修正为：当I<0.1mol/L时，该方程精确性很高 （必背此公式） 式中：r为活度系数；Z为离子的电荷数；I为离子强度（mol/L）；A和B为取决于水的介电常数、密度和温度的常数；a是与离子水化半径有关的常数。 ※（仅了解）对于高矿化度的地下水，即0.5mol/L＞I＞0.1mol/L，迪拜－休克尔公式就不适用了，为此应用戴维斯方程： 式中：A，B参数同上式；a与b参数，对于主要离子查表1.3，对于次要离子查表1.4，b 一、均质土层饱水带与包气带中的渗透系数K值有何区别？其原因是什么？（15分） 二、试分析我国上海、天津、常州等沿海城市地面沉降的原因，并说明防治这类地面沉降的主要途径。（20分） 三、什么是地下水的补给资源和储存资源？说明两者在供水中有何作用。（15分） 四、国外某一松散沉积物供水水源地，含水层中有石膏(CaSO4)，由于超量 开采，地下水位大幅度下降。结果，硬度大幅度上升，PH值明显下降。试述产生此现象的水文地球化学依据。（20分） 五、松散沉积物深层地下水的补给来源主要由哪几部分组成？请阐述。（15分） 六、试述测定松散沉积物孔隙度(n)的方法。已知沉积物的容重(ρb )和密度(ρ)， 能否求出n，并列出公式？（15分） 一、名词解释（20分） 有效孔隙度；补给资源；毛细上升高度；负硬度。 二、为了解地表水与潜水的补给关系，布置了勘探孔，并测定水位，数据如下： (1)绘出示意剖面图，并标出侵润曲线。 (2)河水对潜水有否补给？如有，是饱水补给还是非饱水补给？（20分） 三、某地有一潜水含水层，含水层为含少量硫化物的砂砾石层。由于过量开采，七年后，水位下降10m，水质也明显恶化：SO42－从20mg/L升至780mg/L，硬度(CaCO3)从113mg/L升至780mg/L，PH值降至3，但CL－变化不大。地表无明显污染源。试述水质变化的水文地球化学解释。（20分） 四、何谓“三水”（大气降水、地表水、地下水）转化？试举例说明。（20分） 五、过量开采地下水为什么会引起地面变形（如地面沉降、塌陷等）？试分析其产生条件及原因。（20分） 攻读硕士学位研究生入学考试《水文地质学》试题三 一、名词术语解释（共20分）： 地下径流模数；上层滞水；持水度；阳离子交替吸附作用；矿水。 二、试论述岩溶发育的基本条件。（15分） 三、如图为典型的洪积扇水文地质剖面示意图，请论述图中钻孔A、B、C、D处的地下水动态特征，并用地下水动态过程线表示。（20分） 四、某一供水水源地开采潜水，由于过量开采，水位大幅度持续下降，原来的一部分含水层变为包气带，这一部分包气带中含有黄铁矿。结果潜水化学成分也有明显变化：PH值从7.5降到5.0，SO42－从20mg/L升至85mg/L，总铁也从0.1mg/L升至2mg/L。请阐述这种变化的原因。（20分） 五、试述3—4种由于不合理开采地下水诱发的环境问题，分析其成因并举例说明。（25分） 一九九五年攻读硕士学位研究生入学考试《水文地质学》试题 一、地下水按埋藏条件如何分类？（10分） 二、试述结合水和重力水与人类活动的关系。（10分） 三、何谓水文地质条件？（24分） 四、在一干旱地区山间盆地，从盆地边缘的洪积扇顶部到盆地中心有三个取样点，其地下水化学成分的库尔洛夫式如下： 盆地边缘取样点 盆地中间取样点 盆地中心取样点 请：(1)给出各水样的水化学类型（舒卡列夫分类法）。（5分） 1.地下水的主要组成成分是什么？ 答：地下水是组成成分复杂的溶液，近八十种天然元素以离子、原子、分子、络合物和化合物等形式存在于地下水中，有些已溶解和活动于地下水中的有机质、气体、微生物和元素同位素的形式存在。这些可溶物质主要是岩石风化过程中，经过水文地球化学和生物地球化学的迁移、搬运到水中的地壳矿物质。 地下水中溶解的无机物主要组分（即浓度>5mg/L）为：HCO3-、Cl-、SO42-、Na+、K+、Ca+、Mg2+、SiO2。占地下水中无机物成分含量的90-95%，决定着地下水的化学类型。 地下水中有机组分种类繁多，主要有：氨基酸、蛋白质、糖（碳水化合物）、葡萄糖、有机酸、烃类、醇类、醚类、羧酸、苯酚衍生物、胺等。各种不同形式的有机物主要由C、H、O组成，这三种元素占全部有机物的98.5%，另外还存在有少量的N、P、K、Ca等元素。 地下水中常见溶解气体有：O2、CO2、CH4、N2、H2以及惰性气体Ar、Kr、He、Ne、Xe等。 微生物成分主要有三种类型：细菌、真菌和藻类。微生物在地下水化学成分的形成和演变过程中起着重要的作用。地下水中存在各种不同的细菌。有在氧化环境中的硝化菌、硫细菌、铁细菌等喜氧细菌;有在还原环境的脱氮菌、脱硫菌、甲烷生成菌、氨生成菌等。这些微生物活动可以发生脱硝酸作用、脱硫酸作用、甲烷生成作用和氨生成作用等还原作用，也可以发生硫酸根生成、硝酸根生成和铁的氧化等作用等，从而导致地下水化学成分的相应变化。 2.举例论述络合作用有何环境意义？ 答：地下水中大多数金属能与配体形成各种各样的络合物，这些络合物可能是电中性的，也可能是带正电或者带负电。金属络合作用对环境的意义在于：络合物的溶解度是影响金属形态迁移的重要因素；重金属离子与不同配体的配位作用，改变其化学形态和生化毒性，如铝离子(毒性很强)、有机铝络合物(毒性很弱)的生物毒性相差很大;络合作用影响络合剂的性质，如配位体的氧化还原性、脱羧及水解等;有些络合物可以通过化学絮凝、活性炭吸附或离子交换等方法容易地从水中去除。但有些重金属形成螯合物后很难用常规办法去除，影响水处理中对重金属的排除效率;络合作用会加速金属的腐蚀，比如氯离子和氨的作用。 3.胶体的稳定性和ζ电位有什么关系？研究胶体的ζ电位有何环境意义？ 答：ζ电位是胶体稳定性的一个重要指标，因为胶体稳定是与离子键的经典排斥力密切相关的。ζ电势的降低会使静电排斥力减小，致使粒子之间范德华力占优势，从而引起胶体的聚沉难和破坏。故研究ζ电势的变化规律是十分重要的。 4.地球化学垒和水文地球化学分带形成的原因是什么？ 答：地球化学垒是正在表生带内,因为短间隔内化学元素迁徙环境显然变迁,迁徙强度突然削弱而招致某些化学元素浓集的地段；水文地球化学分带是地下水化学成分和水中总溶解固体沿着水平或者垂直方向呈现有规律的带状分布和变化的现象。故它们共同形成成因都是地下 《水文地球化学》教学大纲 Hydrogeochemistry－Course Outline 第一部分大纲说明 一、课程的性质、目的与任务 《水文地球化学》是水文与水资源工程专业本科生必修的一门主要专业基础课。通过本课程的学习，使学生掌握水文地球化学的基本原理和学会初步运用化学原理解决天然水的地球化学问题和人类对天然水的影响问题的方法与手段，为学习后续课程和专业技术工作打下基础。 二、与其它课程的联系 学习本课程应具备普通地质学、综合地质学、工程化学和水文地质学的基础。后续课程为水质分析实验、铀水文地球化学、环境水文地质学和水文地质勘察。 三、课程的特点 1．对基本概念、基本规律与常见的应用方法的理解并重。 2．对基本理论与常见水文地球化学问题的定量计算方法的掌握并重。 3. 采用英文教材，中、英语混合授课。 四、教学总体要求 1．掌握水文地球化学的基本概念、基本规律与研究方法。 2．掌握控制地下水与地表水化学成分的主要作用：酸碱反应与碳酸盐系统；矿物风化与矿物表面过程；氧化－还原反应；有机水文地球化学作用等。 3．通过理论讲述、研究实例分析与习题课，使学生理解天然水中常见的化学组份与同位素组成，掌握最基本的地球化学模拟方法与整理水化学数据的能力。 五、本课程的学时分配表 编 号教学内容课堂讲 课学时 习题课 学时 实验课 学时 自学 学时 1 引言及化学背景 （Introduction and Chemical Background） 6 2 酸碱反应与碳酸盐系统 (Acid-Base Reactions and the Carbonate System) 4 2 3 矿物风化与矿物表面过程 Mineral weathering and mineral surface processes 6 《水文地质学基础》 试题库及参考答案 目录 第一章地球上的水及其循环 (1) 第二章岩石中的空隙与水分 (4) 第三章地下水的赋存 (9) 第四章地下水运动的基本规律 (15) 第五章毛细现象与包气带水的运动 (20) 第六章地下水的化学成分及其形成作用 (22) 第七章地下水的补给与排泄 (29) 第八章地下水系统 (35) 第九章地下水的动态与均衡 (37) 第十章孔隙水 (40) 第十一章裂隙水 (42) 第十二章岩溶水 (45) 第十三章地下水资源 (48) 第十四章地下水与环境 (49) 第一章地球上的水及其循环 一、名词解释： 1．水文地质学：水文地质学是研究地下水的科学。它研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作业下地下水水量和水质的时空变化规律，并研究如何运用这些规律去兴利除害，为人类服务。 2．地下水：地下水是赋存于地面以下岩石空隙中的水。 3．矿水：含有某些特殊组分，具有某些特殊性质，因而具有一定医疗与保健作用的地下水。 4．自然界的水循环：自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水相互联系、相互转化的过程。 5．水文循环：发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。6．地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。 7．大循环：海洋与大陆之间的水分交换。 8．小循环：海洋或大陆部的水分交换。 9．绝对湿度：某一地区某一时刻空气中水汽的含量。 10．相对湿度：绝对湿度和饱和水汽含量之比。 11．饱和差：某一温度下，饱和水汽含量与绝对湿度之差。 12．露点：空气中水汽达到饱和时的气温。 13．蒸发：在常温下水由液态变为气态进入大气的过程。 14．降水：当空气中水汽含量达饱和状态时，超过饱和限度的水汽便凝结，以液态或固态形式降落到地面。 14．径流：降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。 15．水系：汇注于某一干流的全部河流的总体构成的一个地表径流系统。16．水系的流域：一个水系的全部集水区域。 17．分水岭：相邻两个流域之间地形最高点的连线。 18．流量：单位时间通过河流某一断面的水量。 19．径流总量：某一时间段，通过河流某一断面的水量。 20．径流模数：单位流域面积上平均产生的流量。 21．径流深度：计算时段的总径流量均匀分布于测站以上整个流域面积上所得到的平均水层厚度。 22．径流系数：同一时段流域面积上的径流深度与降水量的比值。 二、填空 1．水文地质学是研究地下水的科学。它研究岩石圈、水圈、大气圈、生物圈及人类活动相互作用下地下水水量和水质的时空变化规律。 2．地下水的功能主要包括：资源、生态环境因子、灾害因子、地质营力、或信息载体。 3．自然界的水循环分为水文循环和地质循环。 4．水文循环分为大循环和小循环。 5．水循环是在太阳辐射和重力作用下，以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的。 6．水循环是在太阳辐射和重力作用下，以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的。 7．主要气象要素有气温、气压、湿度、蒸发、降水。 8．在水文学中常用流量、径流总量、径流深度、径流模数和径流系数等特征值说明地表径流。 三、判断题 1．地下水是水资源的一部分。（√） 2．海洋或大陆部的水分交换称为大循环。（×） 3．地下水中富集某些盐类与元素时，便成为有工业价值的工业矿水。（√）4．水文循环是发生于大气水和地表水之间的水循环。（×） 5．水通过不断循环转化而水质得以净化。（√） 6．水通过不断循环水量得以更新再生。（√） 7．水文循环和地质循环均是H O分子态水的转换。（×） 2 8．降水、蒸发与大气的物理状态密切相关。（√） 水文地球化学习题 第一章 第二章水溶液的物理化学基础 1．常规水质分析给出的某个水样的分析结果如下（浓度单位：mg/L）： Ca2+=93.9；Mg2+=22.9；Na+=19.1；HCO3-=334；SO42-=85.0；Cl-=9.0；pH=7.2。求： （1）各离子的体积摩尔浓度（M）、质量摩尔浓度（m）和毫克当量浓度（meq/L）。 （2）该水样的离子强度是多少？ （3）利用扩展的Debye-Huckel方程计算Ca2+和HCO3-的活度系数。 2．假定CO32-的活度为a CO32- =0.34?10-5，碳酸钙离解的平衡常数为4.27?10-9，第1题中的水样25℃时CaCO3饱和指数是多少？CaCO3在该水样中的饱和状态如何？ 3．假定某个水样的离子活度等于浓度，其NO3-，HS-，SO42-和NH4＋都等于10-4M。反应式如下： H+ + NO3- + HS- = SO42- + NH4＋ 问：25℃和pH为8时，该水样中硝酸盐能否氧化硫化物？ 4．A、B两个水样实测值如下（mg/L）： 组分Ca2+Mg2+Cl-SO42-HCO3-NO3- A水样706 51 881 310 204 4 5．请判断下列分析结果（mg/L）的可靠性，并说明原因。 组分Na+K+Ca2+Mg2+Cl-SO42-HCO3-CO32-pH A水样50 6 60 18 71 96 183 6 6.5 B水样10 20 70 13 36 48 214 4 8.8 6．某水样分析结果如下： 离子Na+Ca2+Mg2+SO42-Cl-CO32-HCO3-含量(mg/l) 8748 156 228 928 6720 336 1.320 试计算Ca2+的活度(25℃)。 4344 含量（mg/l）117 7 109 24 171 238 183 48 试问： （1）离子强度是多少？ （2）根据扩展的Debye-Huckel方程计算，Ca2+和SO42－的活度系数？ （3）石膏的饱和指数与饱和率是多少？ （4）使该水样淡化或浓集多少倍才能使之与石膏处于平衡状态？ 8．已知温度为298.15K（25℃），压力为105Pa（1atm）时，∑S=10-1mol/l。试作硫体系的Eh-pH图（或pE-pH图）。 9．简述水分子的结构。 10．试用水分子结构理论解释水的物理化学性质。 11．温、压条件对水的物理、化学性质的影响及其地球化学意义。 12．分别简述气、固、液体的溶解特点。 55 2019年4月总第311期 ISSN1672-1438 CN11-4994/T 水文地球化学课程面临的问题与挑战 孙红福 颜瑞雯 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院 北京 100083 摘 要：水文地球化学是在水文地质学、地球化学及水化学基础上发展起来的一门学科，主要研究地下水化学组分的形成及演化规律，是水文地质和工程地质本科生的必修专业课。随着时代的发展和我国高等教育改革的深入，水文地球化学课程也面临诸多问题和挑战，主要从教材缺失、学时压缩下的教学内容调整、教师能力要求的提升、课程特色、课程衔接、学生思维和能力的培养以及实践教学环节几个方面进行探讨。希望通过对课程教学问题的探讨，引起同行的关注，促进水文地球化学的课程教学和学科的发展。 关键词：水文地球化学；教材；课程特色；实践教学 作者简介：孙红福，理学博士，副教授；颜瑞雯，理学博士，讲师。 基金项目：中国矿业大学(北京)《水文地球化学》课程建设项目(编号：k140206)。 1938年初由苏联著名水文地质学家奥弗琴尼科夫首次提出了“水文地球化学”这一术语，到20世纪50年代成为一门独立的学科。20世纪80年代，我国的水文地球化学研究也蓬勃发展，出版了一系列专著。目前我国许多高校开设了水文地球化学课程，这门课程主要研究地下水水质随时间和空间的演变规律，对于地下水的研究是其他课程不能替代的。该课程相关的教研文章和教学研讨非常少。随着水文地球化学学科的不断发展以及我国高等教育改革的深化，水文地球化学课程也面临一系列的问题和挑战，只有面对和解决这些问题才能更好地促进水文地球化学的发展。 1 教材问题 水文地球化学课程教学面临严峻的教材问题。水文地球化学这门科学是从原苏联引入并发展壮大的，20世纪70年代以来，热力学被引入到水文地球化学的研究中，并对水文地球化学的发展起巨大的推动作用；但欧美国家并没有对应的英文专著和教材，只有水化学相关的著作。目前我国已经出版的相关著作包括沈照理等编著的《水文地球化学基础》[1]、李学礼等编著的《水文地球化学》(第三版)[2]、钱会和马致远编著的《水文地球化学》[3]、周福俊等编著的《水文地球化学》[4]等；这些教材的内容各有侧重，并且均已不再出版印刷，因此高校无法通过出版社购买这些教材。《水化学》和《水环境化学》均有合适的教材，但它们与《水文地球化学》的教学内容存在较大差异，无法取代《水文地球化学》。因此，为了促进水文地球化学的发展，亟须编写和出版适合本科教学的高质量的教材。 2 教学内容和学时 我国高等教育改革要求适当减少课堂讲授学时，加大实践教学环节比例。然而水文地球化学课程涵盖的内容很多，包括水化学基础、地下水的无机化学成分、地下水中有机物质及其地球化学意义、同位素水文地球化学、地下水化学成分的形成及其影响因素、元素在地下水中的迁移和沉淀、地下水的水文地球化学分带、地下热水的水化学特征、水的地球化学循环、水文地球化学的研究方法、水文地球化学模拟、地下水污染防治、水文地球化学应用等内容。每个章节都可以自成一门独立的课程，如何在有限的学时内完成水文地球化学的核心重点内容的讲授是该课程面临的第二个挑战。因此，需要任课教师根据教学目标认真筛选教学内容，合理分配学时，精心设计每堂课的教学过程，改革教学方法，才能达到我国高等教育改革的目的。 3 教师能力 由于水文地球化学课程涉及内容广泛，授课教师不仅需要具备水文地质学、地球化学、无机化学、有机化学、同位素化学、分析化学、软件模拟等相关专业知识，而且需要从事过相关的工程实践，才能更好地提升学生解决工程问题的能力。所以这门课程对授课教师的要求非常高。如果一个教师独立讲授比较吃力，也可以让不同知识专长的教师共同讲授这门课程。 水文地球化学课程中涉及大量水化学的基础原理，对于公式推导等理论部分很容易使学生感觉索然无趣。如何才能提升学生的学习兴趣也是面临的挑战之一。为了提高学生的专注力和学习兴趣，可以在基 一、名词解释（每题3分，共21分） 1、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。 2、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。 3、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。 4、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。 5、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。 6、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）。 7、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。二、填空（每题1分，共14分）1、Fe2+在（酸）性中迁移强，而在（碱）性中迁移弱。 2、地球化学垒按成因可分为（机械）垒、（物理化学）垒、（生物）垒和（复合）垒。 3、碱度主要决定于水中的（HCO-3，CO2-3 ）的含量。硬度是以（ Ca2+，Mg2+）的毫克当量总数乘以50，而暂时硬度是以（ HCO-3，CO2-3 ）的毫克当量总数乘以 50。 4．大气CO2的δ13C平均值是（-7 ‰），而土壤CO2的δ13C平均值是（ -25‰）。 5．标型元素的标型程度取决于（元素的克拉克值）和（它的迁移能力）。 6．弥散作用包括（分子扩散），（对流扩散迁移）和（渗透分散）。7、SiO2 和Na/K地热温度计适用的温度范围分别为（ 0~250 ℃）和（ 150~350 ℃）。 8．近代火山型浅部地下热水的水化学类型为（SO2-4 SO2-4 -Cl ），而深部地下热水的水化学类型为（Cl-HCO-3 ）。 9．海水的水化学类型为（ Cl-Na ），而海成存封水的水化学类型为（Cl-Na -Ca ）。 10、水对离子化合物具有较强的溶解作用，是由于水分子具有较强的（介电）效应所致，水的沸点较高，是由于水分子间（氢键）的破坏需要较大的能量。11、在35℃下，pH=7的地下水是（碱）性。在天然水化学成分的综合指标中，体现水的质量指标的有（ TDS，硬度，含盐量或含盐度 , 电导率），而表征水体系氧化还原环境状态的指标有（ COD，BOD，TOC，Eh ）。 12、迪拜—休克尔公式的使用条件是离子强度小于（ 0.1 mol/L ），而戴维斯方程的使用条件是离子强度小于（ 0.5 mol/L ）。 13、空气迁移的标型元素主要决定环境的（氧化还原）条件，而水迁移的标型元素主要决定环境的（酸碱）条件14、在氮的化合物中，（ NO-2，NH4+ ）可作为地下水近期受到污染的标志，而（ NO-3 ）可作为地下水很早以前受到污染的标志。 三.简答（每题5分，共30分） 1、水的酸度与pH值的区别？ 答：酸度是表征水中和强碱能力的指标（1分）。它与水中的氢离子浓度并不是一回事，pH值仅表示呈离子状态的H+数量（1分），而酸度则表示中和过程中可以与强碱进行反应的全部H+数量，其中包括原已电离的和将会电离的部分（2分），已电离的H+数量称为离子酸度，它与pH值是一致的（1分）。 2、水分析结果是简分析，请问从那几方面检查分析数据可靠性。？答：（1）阴阳离子平衡的检查（1.5分）（2）碳酸平衡关系的检查（1.5分）（3）分析结果中一些计 本文由国土资源部地质调查项目“全国水资源评价”和“鄂尔多斯自留盆地地下水赋存运移规律的研究”项目资助。改回日期:2001212217;责任编辑:宫月萱。 第一作者:叶思源,女,1963年生,在读博士生,副研究员,从事矿水、地热水及水文地球化学研究。 水文地球化学研究现状与进展 叶思源1) 孙继朝2) 姜春永3) (1)中国矿业大学,北京,100083;2)中国地质科学院水文地质环境地质研究所,河北正定,050803; 3)山东地质工程勘查院,山东济南,250014) 摘 要 1938年,“水文地球化学”术语提出,至今水文地球化学作为一门独立的学科得到长足的发展,其服务领域不断扩大。当今水文地球化学研究的理论已经广泛地应用在油田水、海洋水、地热水、地下水质与地方病以及地下水微生物等诸多领域的研究。其研究方法也日臻完善。随着化学热力学和化学动力学方法及同位素方法的深入研究,以及人类开发资源和保护生态的需要,水文地球化学必将在多学科的交叉和渗透中拓展研究领域,并在基础理论及定量化研究方面取得新的进展。关键词 水文地球化学 研究现状 进展 Current Situ ation and Advances in H ydrogeochemical R esearches YE Siyuan 1) SUN Jichao 2) J IAN G Chunyong 3 ) (1)Chi na U niversity of Mi ni ng and Technology ,Beiji ng ,100083;2)Instit ute of Hydrogeology and Envi ronmental Geology ,CA GS , Zhengdi ng ,Hebei ,050803;3)S handong Instit ute of Geological Engi neeri ng S urvey ,Ji nan ,S handong ,240014) Abstract Hydrogeochemistry ,as an independent discipline ,has made substantial development since the term “hydrogeochemistry ”was created in 1938.At present hydrogeochemical theories have been applied to various fields such as oil field water ,ocean water ,geothermal water ,groundwater quality ,endemic diseases and groundwater microorganism ,and related research methods have also become mature.With the further development of chemical thermodynamics ,kinetics method and isotope method ,hydrogeochemistry will surely extend its research fields in the course of multi 2discipline interaction and make new progress in basic theory and quantifica 2tion research ,so as to meet the demand of human exploration and exploitation as well as ecological protection.K ey w ords hydrogeochemistry current state of research advance 早期的水文地球化学工作主要围绕查明区域水文地质条件而展开,在地下水的勘探开发利用方面取得了可喜的成果(沈照理,1985)。水文地球化学在利用地下水化学成分资料,特别是在查明地下水的补给、迳流与排泄条件及阐明地下水成因与资源的性质上卓有成效。20世纪60年代后,水文地球化学向更深更广的领域延伸,更多地是注重地下水在地壳层中所起的地球化学作用(任福弘,1993)。1981年,Stumm W 等出版了《水化学———天然水化 学平衡导论》专著,较系统地提供了定量处理天然水环境中各种化学过程的方法。1992年,C P 克拉 依诺夫等著《水文地球化学》分为理论水文地球化学及应用水文地球化学两部分,全面论述了地下水地球化学成分的形成、迁移及化学热力学引入水文地球化学研究的理论问题,以及水文地球化学在饮用水、矿水、地下热水、工业原料水、找矿、地震预报、防止地下水污染、水文地球化学预测及模拟中的应用等,概括了20世纪80年代末期水文地球化学的研究水平。特别是近二十年来计算机科学的飞速发展使得水文地球化学研究中的一些非线性问题得到解 答(谭凯旋,1998),逐渐构架起更为严密的科学体系。 第23卷 第5期2002210/4772482 地 球 学 报ACTA GEOSCIEN TIA SIN ICA Vol.23 No.5 Oct.2002/4772482东华理工大学水文地球化学试卷
水文地球化学
水文地球化学试卷
水文地球化学教学大纲
第4章 水文地球化学参数
中国地质大学水文地质学
徐默淞水文地球化学期末复习
攻读硕士学位研究生入学考试《水文地质学》试题(五套)
环境水文地球化学 第一篇 第一次作业
《水文地球化学》教学大纲
水文地质学期末复习题与答案
水文地球化学习题讲解学习
水文地球化学课程面临的问题与挑战
水文地球化学试卷B卷
水文地球化学研究现状与进展