水化学评价方法有哪些

① 天然水的水化学特征有哪些

天然水的化学特征

一、雨水

雨、雪、雹等统称为降水，比较纯净，但随地区和大气环境影响，会溶存吸收杂质和气
体。在接近海洋和内陆盐湖地方的降水中会溶解一些氯化钠盐分，离海岸距离近的雨水中
Cl-
含量高。一般雨水的总含盐量不超过
50mg/L
，结垢物质
(
钙、镁〕更微。在
250C, 1
大
气压下，
由于空气中
COZ
的溶人可使雨水
pH
值达
5.6
，
这一因素是自然的，
并非化学污染，
温度、气压澎响但多不大，
pH<5. 6
时才称为酸雨。

二、河水

河水中含有的悬浮物和溶解盐类随流经地区的气候、地质条件、补给水的影响而变化。
沿途有工矿企业排水时将污染水质。

我国河水的含盐量可在
13 -9185mg/L
之间变化，而
1000mg/L
以上者为少。河水的水化学特征是
Ca z+ > Na+ > Mg2+ HCO3->SO2-4>Cl-
一般河水呈现微酸性。在洪峰期间悬浮物含量增加，含盐量减少
;
枯水期则相反。细菌、藻
类及有机物在河水中含量也较高。

我国河流的水化学特征有明显的地带性
:
重碳酸盐类分布最广，占全国面积的
680o I
氯
化物盐类占
25.4%o
，硫酸盐类分布最少占
6.6%
并大部分分布在西部内陆地区。东南沿海
河流含盐量最少为
36. 4mg/L
，在塔里木河米兰附近测得含盐量达
32 732mg/L(
接近海水含
盐度
)
，两者相差近
1000
倍。我国河水中硬度类别分布情况。

三、湖水

湖泊是提供工业和饮用的主要水源，
并具有改善区域生态环境等多种功能。
湖水的化学
成分决定于流人水源及补给湖泊的地下水流的成分，
并与在湖内进行生物作用和湖泊集水面
的自然地理条件有关。
是否有水流从湖泊流出，
对湖水化学成分形成过程有特殊意义。
不排
水湖泊湖水耗损于蒸发，
因而进人湖内的盐类不断聚积，
其浓度继续升高，
结果湖泊变成咸
水湖。

排水湖的含盐量通常不超过
200 - 300mg/L
，咸水湖中的离子总数可达
5. 82g/L
。湖泊
的深度、面积、容量对水质有明显影响。我国东北地区
(
松嫩平原的东北部
)
气候干旱，地形
低洼，
湖泊密集，周围盐碱土分布其盐分多属苏打盐土，
地表水和地下水的含盐量较高，水
中主要成分是重碳酸钠，含盐量
2700mg/L
左右，为淡水湖、咸水湖和卤水盐湖三种类型。

根据调查资料，
大约有近
20%
的湖泊水质较好
(11
一
m
类
)
，
有
80%
以上的湖泊受到污染
(N-
劣
V
类
)
，这表明当前我国湖泊水质污染问题十分严峻。

四、水库水

水库水中溶解盐类主要取决于补给水库的地表水和地下水的化学成分
;
水库调节情况
;
降水量和蒸发量
;
库盘土层含盐量
;
库水中的生物作用和生物化学作用
;
有无外来污染水源
(
工业废

水、生活污水
)
。在决定水库化学情况时，主要决定水库流人量和流出量
(
水库调节
情况
)
。
从给水卫生要求方面，
应注意库址选择与库底卫生清理并对水库周围建卫生防护带。

五、地下水

地下水是工矿企业、
城镇供水的主要水源之一。
地下水也是矿物资源，
如当氯化钠大于
50mg/I.
、碘大于
20mg/L
时，就有作为原料利用的价值。地下水起源于大气降水和地表水
渗透
;
土层中水汽的凝结
;
初生水和共生水。有的认为地下深处的地下水是岩浆中分离出的气
体凝结所形成的。

土层中水汽的凝结有其实际意义，
在降水非常少的沙漠平原里，
这种水可作为饮用水的
重要来源某些地区地下水温度较高，婴下热能
”
能源。通过地层的渗滤作用，地下水比较清
澄，细菌、微生物也不易存在，但溶解的矿物质较多，其成分与地层性质、补给水水源水质
有关。
当地下水受河流补给，
而河流受到海水倒灌时，
地下水中氯离子含量相应上升。
矿床、
煤层、
油田范围内以及矿坑中抽取的地下水质量较差。
地下水含有放射性物质氛，
一定范围
内具有医疗作用。
地下水按矿化度划分为四类
:
①

淡水，
矿化度小于
lg/L;
②微咸水，
矿化度
1
一
3g/L;
③半咸水，矿化度
3-5g/L;
④咸水，矿化度大于
5g/L
。

地下淡水分布区的面积约
810.65
万
km'
，占全国总面积的
85-39%o
。微咸水分布区，
主要分布在我国的河北、
山东、
江苏、
宁夏回族自治区、
新疆维吾尔自治区、
内蒙古自治区、
甘肃、山西、陕西和吉林的部分地区，地下微咸水分布区的面积约
53.92
万
km'
，占全国总
面积有的
5.68%o
。

半咸水、咸水分布区，主要分布在新疆维吾尔自治区的许多地区、
宁夏回族自治区、内
蒙古自治区、青海、甘肃的部分地区，以及天津、河北、山东、辽宁、上海、江苏、广东的
部分滨海地区
;
地下半咸水、咸水分布区面积约
84.73
万
km'
，占全国总面积的
8.93%.
六、海水

海水的盐分是由河流汇集，携带集聚而成的。海水的平均含盐量为
35g/kg (35.7g/L)
，
海水平均密度为
1.03g/cm3
，
海水的盐分浓度受蒸发和降水影响而有差异，
河流人口处海水
的盐分有降低。海水的冰点也随盐分变化，当海水的盐分在
24. 7%
时，点是一
1. 3320C
，
海水中总的有机物含量约
2mg/L
，
由于海洋中的溶解与沉淀平衡，
使海洋中的各种离子比例
成分相对恒定因此
pH
值在
8-8.3
之间，海水一般具有碱性，海水中约有
70
多种元素，但
主要的是
10
余种，见表
1-23.
由于生物的吸收，
钙在表层可能会相对地减少。
二氧化硅也是由于这种方式从表面的海
水中除去，
所以海水中
SiO2
的含量随探度而有规则地增加。
COZ
是控制海洋中
CaCO3
溶
解度的重要因素，它也取决于生物活动的性质和数量。

海水的化学特征为
Na>Mg>Ca, Cl>S04>CO3.
海水的含氯度是指
lkg
海水中所含氯离子的总质量。

海水的含盐度是指
lkg
海水中所溶解的固体物总量，两者

常用单位是
g/kg%
。

盐度
35%
。指
1kg
海水中溶解的固体物是
35g
，含盐度
%
。
= 1.806 6
含氯度
%
。

含盐量为
35000mg/L
的海水称为标准海水，这是因为世界上绝大多数的海水具有上述
的含盐量，其中的离子组成比例全世界也十分相近，但是实际总
TDS
变化范围很宽，波罗
的海的海水含盐量为
7000mg/L,
红海和波斯湾的海水含盐量为
45000mg/L
。由于土壤影响
和内陆水的渗入，近海岸井水的含盐量及组成变化极大。标准海水组成见表
1-24
海水利用的范围主要有以下几方面。

(1)
海水代替淡水直接作为工业用水。
工业冷却水占工业用水量的
80%
左右。
海水利用，
主要是代替淡水作为工业冷却水，利用海水有如下的优越性。

1)
水源稳定。海水自净能力强，水质比较稳定，采用量不受限制。

2)
水温适宜。工业生产利用海水冷却，带走生产过程中多余的热量。海水，尤其是深层
海水的温度较低，且水温较稳定，如大连海域全年海水温度在。
0-25
℃之间。

3)
动力消耗低。一般多采取近海取水，不需远距离输送。

4)
设备投资少，占地面积小。与淡水循环冷却相比，可省去回水设备、冷水塔等装备。

(2)
用海水作树脂再生还原剂和溶剂。在钠离子交换过程中，当软水的硬度超过规定标
准时，
即表明交换树脂已失去交换能力，
需用食盐溶液对交换树脂进行再生还原，
使其恢复
交换能力。在工业企业的低压锅炉软水处理工艺中，传统的方法是采用自来水配制
5%-g%

② 河流水质评价方法

有两大类，一类是以水质的物理化学参数的实测值为依据的评价方法；另一类是以水生物种群与水质的关系为依据的生物学评价方法。较多采用的是物理化学参数评价方法，其中又分：①单项参数评价法即用某一参数的实测浓度代表值与水质标准对比，判断水质的优劣或适用程度。②多项参数综合评价法即把选用的若干参数综合成一个概括的指数来评价水质，又称指数评价法。指数评价法用两种指数即参数权重评分叠加型指数和参数相对质量叠加型指数两种。参数权重评分叠加型指数的计算方法是，选定若干评价参数，按各项参数对水质影响的程度定出权系数，然后将各参数分成若干等级，按质量优劣评分，最后将各参数的评分相加，求出综合水质指数。数值大表示水质好，数值小表示水质差。用这种指数表示水质，方法简明，计算方便。参数相对质量叠加型指数的计算方法是，选定若干评价参数，把各参数的实际浓度与其相应的评价标准浓度相比，求出各参数的相对质量指数，然后求总和值。根据生物与环境条件相适应的原理建立起来的生物学评价方法，通过观测水生物的受害症状或种群组成，可以反映出水环境质量的综合状况，因而既可对水环境质量作回顾评价，又可对拟建工程的生态效应作影响评价，是物理化学参数评价方法的补充。缺点是难确定水污染物的性质和含量。

③ 地下水水化学类型分类方法，这个是根据什么规范分类的呢

地下水分高硬度水、低硬度水、矿泉水

④ 中学化学中有哪些检验水的方法

1、加入无水硫酸铜，观察白色粉末是否变成蓝色晶体。

⑤ 水质分析方法和指标有哪些

1、色度:饮用水的色度如大于15度时多数人即可察觉，大于30度时人感到厌恶。标准中规定饮用水的色度不应超过15度。
2、浑浊度:为水样光学性质的一种表达语，用以表示水的清澈和浑浊的程度，是衡量水质良好程度的最重要指标之一，也是考核水处理设备净化效率和评价水处理技术状态的重要依据。浑浊度的降低就意味着水体中的有机物、细菌、病毒等微生物含量减少，这不仅可提高消毒杀菌效果，又利于降低卤化有机物的生成量。
3、臭和味:水臭的产生主要是有机物的存在，可能是生物活性增加的表现或工业污染所致。公共供水正常臭味的改变可能是原水水质改变或水处理不充分的信号。
4、余氯:余氯是指水经加氯消毒，接触一定时间后，余留在水中的氯量。在水中具有持续的杀菌能力可防止供水管道的自身污染，保证供水水质。
5、化学需氧量:是指化学氧化剂氧化水中有机污染物时所需氧量。化学耗氧量越高，表示水中有机污染物越多。水中有机污染物主要来源于生活污水或工业废水的排放、动植物腐烂分解后流入水体产生的。
6、细菌总数:水中含有的细菌，来源于空气、土壤、污水、垃圾和动植物的尸体，水中细菌的种类是多种多样的，其包括病原菌。我国规定饮用水的标准为1ml水中的细菌总数不超过100个。
7、总大肠菌群:是一个粪便污染的指标菌，从中检出的情况可以表示水中有否粪便污染及其污染程度。在水的净化过程中，通过消毒处理后，总大肠菌群指数如能达到饮用水标准的要求，说明其他病原体原菌也基本被杀灭。标准是在检测中不超过3个/L。
8、耐热大肠菌群:它比大肠菌群更贴切地反应食品受人和动物粪便污染的程度，也是水体粪便污染的指示菌。 9、大肠埃希氏菌:大肠细菌(E. coli)为埃希氏菌属(Escherichia)代表菌。一般多不致病，为人和动物肠道中的常居菌，在一定条件下可引起肠道外感染。某些血清型菌株的致病性强，引起腹泻，统称病致病大肠杆菌。肠道杆菌是一群生物学性状相似的G-杆菌，多寄居于人和动物的肠道中。埃希菌属(Escherichia)是其中一类， 包括多种细菌，临床上以大肠埃希菌最为常见。大肠埃希菌(E.coli)通称大肠杆菌，是所有哺乳动物大肠中的正常寄生菌，一方面能合成维生素B及K供机体吸收利用。另一方面能抑制腐败菌及病原菌和真菌的过度增殖。但当它们离开肠道的寄生部位，进入到机体其他部位时，能引起感染发病。有些菌型有致病性，引起肠道或尿路感染性疾患。简而言之，大肠埃希菌=大肠杆菌
折叠检测标准
感官性状和一般化学指标
色度不超过15度，并不得呈现其他异色
浑浊度度 不超过3度，特殊情况不超过5度
嗅和味 不得有异臭、异味
肉眼可见物 不得含有
PH 6.5-8.5
总硬度以CzCO3,计mg/L 450
铁Femg/L 0.3
锰Mnmg/L 0.1
铜Cumg/L 1.0
锌Znmg/L 1.0
挥发性酚类以苯酚计mg/L 0.002
硫酸盐mg/L 250
氯化物mg/L 250
溶解性总固体mg/L 1000
毒理学指标
氟化物mg/L 1.0
氰化物mg/L 0.05
砷Asmg/L 0.05
硒Semg/L 0.01
汞Hgmg/L 0.001
镉Cdmg/L 0.01
铬六价Cr6+mg/L 0.05
铅Pbmg/L 0.05
银 0.05
硝酸盐以N计mg/L 20
氯仿μg/L 60
四氯化碳μg/L 3
苯并(a)芘μg/L 0.01
滴滴滴μg/L >1.0
六六六μg/L >5.0
细菌学指标
菌落总数cfu/mL 100
总大肠菌群(MPN/100mL) 3
游离余氯 在与水接触30min后应不低于0.3mg/L。
集中式给水除出厂水应符合上述要求外，管网末梢水不应低于0.05mg/L
放射性指标 总σ放射性Bq/L 0.1
总β放射性Bq/L 1.0
检验项目在一般情况下，细菌学指标和感官性状指标列为必检项目，其他指标可根据当地水质情况和需要选定。对水源水、出厂水和部分有代表性的管网末梢水，每月进行一次全分析。

⑥ 国外水质评价方法都有哪些

评价方法 有两大类
1.一类是以水质的物理化学参数的实测值为依据的评价方法
2.一类是以水生物种群与水质的关系为依据的生物学评价方

较多采用的是物理化学参数评价方法，其中又分：①单项参数评价法即用某一参数的实测浓度代表值与水质标准对比，判断水质的优劣或适用程度。②多项参数综合评价法即把选用的若干参数综合成一个概括的指数来评价水质，又称指数评价法。指数评价法用两种指数即参数权重评分叠加型指数和参数相对质量叠加型指数两种。参数权重评分叠加型指数的计算方法是，选定若干评价参数，按各项参数对水质影响的程度定出权系数，然后将各参数分成若干等级，按质量优劣评分，最后将各参数的评分相加，求出综合水质指数。数值大表示水质好，数值小表示水质差。用这种指数表示水质，方法简明，计算方便。参数相对质量叠加型指数的计算方法是，选定若干评价参数，把各参数的实际浓度与其相应的评价标准浓度相比，求出各参数的相对质量指数，然后求总和值。根据生物与环境条件相适应的原理建立起来的生物学评价方法，通过观测水生物的受害症状或种群组成，可以反映出水环境质量的综合状况，因而既可对水环境质量作回顾评价，又可对拟建工程的生态效应作影响评价，是物理化学参数评价方法的补充。缺点是难确定水污染物的性质和含量。

而水质标准是根据不同的评价类型，采用相应的水质标准。评价水环境质量，采用地面水环境质量标准；评价养殖水体的质量,要采用渔业用水水质标准;评价集中式生活饮用水取水点的水源水质,用地面水卫生标准;评价农田灌溉用水，采用农田灌溉水质标准等。一般都以国家或地方政府颁布的各类水质标准作为评价标准。在没有规定的水质标准情况下，可采用水质基准或本水系的水质背景值作为评价标准。

⑦ 检验水存在的两种常用化学方法

加入无色硫酸铜粉末观察是否变蓝
加入氧化钙观察是否少量溶解且放热
由于不确定是否是气体且不确定是否含有其他成分所以不可以用浓硫酸增重检验

⑧ 水化学方法分析水文地质条件

2.4.4.1 奥陶系灰岩水

矿区奥灰地下水补给来源为大气降水，其次为南洺河地表水，灰岩裸露补给区HCO^3－、Ca^2＋与Mg^2＋质量浓度小，呈现地表水水质，如矿区西万年以西、西南部南洺河灰岩裸露地段，且受季节性变化较明显。本区奥灰水处于氧化的地化环境，故水中NH^4＋质量浓度甚微；NO^3－质量浓度较高，因环境及污染问题日益严重，近年来有上升的趋势（8～30mg/L），而反映还原环境的NO^－₂基本不存在，全部小于0.01mg/L。奥灰受闪长岩侵蚀接触带生成铁矿，FeS₂在氧化环境下生成SO^2－₄，故本区奥灰水的SO^2－₄质量浓度较高。

图2.24 各主要离子的形成框图Fig.2.24 The formation map of the major ion

矿区奥灰水径流条件较好，矿区奥陶系灰岩水总硬度一般为16～19德度，pH为7.4～8.1，奥陶系灰岩水的HCO^－₃、Ca^2＋与Mg^2＋分别为：HCO^－₃质量浓度范围为204～283mg/mL；Ca^2＋质量浓度范围为83～99mg/mL，径流条件较好的地方偏低，如矿区南部及中部，尤其是矿区西南部，多80～90mg/mL，呈现浅部地下水的性质，矿化度及硬度较低，无负硬度出现；径流条件较差的地方偏高，如矿区北部，可达到100mg/mL以上，呈现深部地下水的性质；SO^2－₄质量浓度为76～116mg/mL，自西向东自南向北呈现逐渐上升的趋势；Ca^2＋与Mg^2＋质量浓度比值为3.0～5.0，自西向东自从南向北亦有上升趋势，均与该区地下水流向相符。由此可见，奥陶系石灰岩在井田西北部万年村以西接受大气降水和山区地表径流的补给，渗入地下后沿地势顺地层倾向由西向东径流，遇石炭纪—二叠纪地层阻挡后由南向北运动，于北部百泉泉域排泄。南洺河上游（磁山铁道桥以南），河床砂砾石直接覆盖在奥陶系石灰岩之上，雨季南洺河河水渗漏补给水，而后沿南洺河河谷向北运动。

天然条件下井田地下水通过南洺河河谷向北部百泉排泄。目前排泄方式主要为煤矿排水、周围铁矿疏排水、水源地供水和工农业开采等。

本区奥灰水耗氧量甚低，多在0.5mg/L以下，奥灰吃水孔因保持较好的排泄条件，耗氧量几乎为0。由于奥灰地层中存在极少的岩盐（NaCl），奥灰水中含有的Na^＋、Cl^－的含量很少，K^＋＋Na^＋质量浓度为10～25mg/L，Cl^－质量浓度为17～35mg/L。本区奥灰水为HCO₃SO₄－CaMg型岩溶地下水。矿化度为364～446mg/L，水中阳离子以Ca^2＋、Mg^2＋为主，含量分别为62.87％～63.86％和25.87％～26.30％；阴离子以HCO^－₃为主，含量为250.0～255.6mg/L。其库尔洛夫表达式为：

煤矿底板突水

式中：M为矿化度；T为水温。

本区地下水已达饮用天然矿泉水国家标准，属含Sr的低矿化度中性矿泉水。

2.4.4.2 石炭纪—二叠纪薄层灰岩水

根据水化学分析资料，可将本区大青灰岩水分为HCO₃SO₄－CaNa型和HCO₃SO₄－CaMg型两种类型；前者是原始的大青水，后者是通过断裂构造接受奥灰水大量补给后的大青水。

（1）HCO₃SO₄－CaNa型大青灰岩水：在未受奥灰水扰动时，本区大青灰岩地下水为HCO₃SO₄－CaNa型，其形成原因是：地下水循环条件较差，进入含水层的地下水难于得到充沛的补给，水中CO₂极少或无CO₂存在，难以构成碳酸盐的侵蚀性酸性溶滤，当围岩中含有Na₂CO₃、Na₂SiO₃等碱性物质时，水中可能出现OH^－，并使pH＞8，促使Ca^2＋、Mg^2＋等迅速沉淀，并使Na^＋大量集聚，水型演变为HCO₃SO₄－CaNa型。

HCO₃SO₄－CaNa型大青水的主要特征为：较高的pH（7.7～8.8），较高的Na^＋（Na^＋＋K^＋可达50～283mg/L）和HCO^－₃（280～602mg/L），较高的矿化度（＞600mg/L），一般不含或含有极微量的NO^－₃。

（2）HCO₃SO₄－CaMg型大青灰岩水：本区在大青灰岩水与奥灰水有密切水力联系的地段，当奥灰水经断裂构造补给本含水层且经过长期水循环、交替更换之后，大青灰岩地下水的水化学组成将演变为奥灰水的水质类型，即奥灰水所具有的HCO₃SO₄－CaMg水型。视混合交替程度不同，这种大青灰岩水有时可保存HCO₃SO₄－CaNa型水的一些痕迹，如pH及NH^＋₄质量浓度微有上升，CO₂、SiO₂质量浓度有较大的变化，出现微弱负硬度，Na^＋含量较奥灰水（10～25mg/L）偏高。NO^－₃出现并有较高的质量浓度，是大青灰岩水受奥灰水影响，从还原环境转向氧化环境的重要标志。完全接受奥灰水补给以致混合交替程度很高的大青灰岩水，其水化学组成将完全等同于奥灰水。从水化学变化的概念上来讲，这时“大青灰岩”水已不复存在，奥灰水已完全充储大青灰岩地层，因此奥灰水对它的补给关系十分明确。

大青灰岩含水层主要补给来源为大气降水及奥陶系灰岩水。大气降水补给途径为基岩裸露区直接入渗和南洺河的渗漏补给。奥灰水主要通过大的构造发育地带补给大青灰岩含水层，奥陶系灰岩与大青灰岩含水层间距约30m，本区断距大于30m的断层有29条，在这些区域均有奥灰水补给大青灰岩水的可能，故大青灰岩水的水化学组分受构造控制明显，水力联系程度具有明显的地区差异性。通过水化学组分背景值可见，大青灰岩含水层水样，部分已受到煤系地层水污染，部分与奥灰水特征值接近，如：D17大青观测孔。大青灰岩水化学异常点的分布受构造控制较明显，构造发育地带已接受奥灰水补给；通过大青灰岩水化学组分构成变化可见，在构造发育地带，两含水层联系密切，为矿井突水灾害的主要水源，其主体水型具奥陶系灰岩水特征明显，可见本层已接受奥陶系灰岩水补给，如万87及万5孔处有F₃、F₅号断层（断距均大于30m）发育，此处大青灰岩含水层水化学主体水型为HCO₃SO₄－CaMg，且两个含水层水位保持一致。

大青灰岩水的水化学组分受径流条件控制明显，水化学组分构成中SO^2－₄＋Cl^－毫克当量百分含量呈有规律的增高，自西向东自南向北，SO^2－₄＋Cl^－百分含量逐步增高，从52％到73％；12个大青水样中，K^＋＋Na^＋含量有两个水点超过其背景上限值，估计与煤系地层水污染有关；HCO^－₃仅一个水点略高于其背景上限值，为602.44mg/L，Ca^2＋、Mg^2＋含量较稳定，均无超过其背景上限值，大青灰岩水样部分与奥灰水特征值接近，如：D17大青观测孔，此大青灰岩水位于构造发育地带，大于30m断层两条，受构造控制较明显；Cl^－有一个水点超过其背景上限值，SO^2－₄有一个水点高于其背景上限值，均为矿区北部水点，受地下水径流条件控制明显。说明了该区地下水径流方向是自西向东自南向北径流。目前大青灰岩水排泄途径主要为人为排泄。

伏青野青灰岩水具有与大青同样的特征，在原始水型的基础上存在HCO₃SO₄—CaMg水型，且受断裂构造或人为影响，其与奥灰水的联系程度具有较大的地区差异性。石炭二叠系薄层灰岩水矿化度、硬度、Ca^＋、NO^－₃质量浓度有一定的变化，与奥灰水差异有大有小，这说明受断裂构造或人为影响，奥灰水与薄层灰岩水的水力联系程度有较大的地区差异。

2.4.4.3 涌水水源、通道分析

根据万年矿各含水层水化学组分的构成及水化学组分背景值，我们可以发现，各含水层水pH、总矿化度、7种主要离子（K^＋＋Na^＋、Ca^2＋、Mg^2＋、Cl^－、SO₄^2－、HCO^3－）的变化特征具有较明显的差别，这是由于各含水层水形成的地质环境和运、储等过程的不同，导致不同含水层中的地下水形成了与众不同的水化学特征。我们在对涌水点的地质及水文地质半经验型判别的基础上，对水质进行分析，与前面得出的各含水层水化学组分构成及背景值进行对比，看符合哪个含水层水的特征，可以相应的得到该涌水点的涌水水源。

本区构造发育，涌水通道最主要的为断层，断层是本区沟通上、下含水层及煤层涌水的主要通道，本区落差大于100m以上的断层有11条，落差30m以上断层有18条。落差100m以上断层使石炭纪—二叠纪地层与奥陶系石灰岩接触，落差30m以上断层可使煤层与下部含水层靠近甚至接触。根据万年矿突水资料统计，断层引起突水事故达12次（占48％），断层引起突水往往是使煤层工作面与单一或多个含水层沟通，涌水的水化学特征就具有了单一含水层或混合水的特征，断层尤其是奥灰补给其他含水层的主要通道，若为奥灰补给则水化学类型则为HCO₃SO₄－CaMg型水。基岩风化裂隙带其接受大气降水补给，主要通过中上部地段导水和充水，通过大的构造裂隙向深部径流，经风化围岩裂隙溶滤，具有围岩化学成分特征，矿化度往往较高，遇裂隙导致突水3次（占12％）。塌陷和扒裂可使得汛期河水通过卵石层沿扒缝可充入矿井，其水化学成分具有浅部潜水或地表水的水化学特征。

⑨ 水化学类型的划分

关于地下水的化学分类，不同的作者提出了不同的方法，其中大多数都在一定程度上利用了主要阴离子与主要阳离子间的对比关系。

1.舒卡列夫分类法

舒卡列夫分类根据地下水中6种主要离子（Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、

、

、Cl^—、K⁺合并于Na⁺）及矿化度划分。具体步骤如下：

第一步，根据水质分析结果，将6种主要离子中毫克当量百分数大于25%的阴离子和阳离子进行组合，可组合出49型水，并将每型用一个阿拉伯数字作为代号（表1—4）。

第二步，按矿化度的大小划分为4组。

A组 M≤1.5g/L；

B组 1.5＜M≤10g/L；

C组 10＜M≤40g/L；

D组 M＞40g/L。

第三步，将地下水化学类型用阿拉伯数字（1～49）与字母（A、B、C或D）组合在一起表示。

例如，1—A型，表示矿化度不大于1.5g/L的HCO₃—Ca型水，沉积岩地区典型的溶滤水；49—D型，表示矿化度大于40g/L的Cl—Na型水，该型水可能是与海水及海相沉积有关的地下水，或是大陆盐化潜水。

这种分类法的优点是简明易懂，可以利用此表系统整理水分析资料。其缺点是：以毫克当量大于25%作为划分类型的依据不充分，此外，划分出的49种水型是由组合方法得到，实际上有些水型在自然界中很少见到，也难以解释它的形成过程。

表1—4 舒卡列夫分类表

2.布罗德斯基分类法

布罗德斯基分类法与舒卡列夫分类法相似，都是考虑六种主要离子成分及矿化度，两者间所不同的是将阴、阳离子各取一对进行组合，便得出36种地下水类型，矿化度按图1—7进行分类。

图1—7 布罗德斯基分类法示意图

1—＜0.5g/L；2—0.5～1g/L；3—1～5g/L；4—5～30g/L；5—＞30g/L；6—沉积岩中循环水矿化作用的一般方向；7—火成岩中循环水矿化作用的一般方向

布罗德斯基分类法的优点：即可用来分析地下水形成的规律和循环条件。例如在典型的山前倾斜平原的地下水，其化学成分的形成和作用方向具有一定的规律；在径流带内，地下水运动比较强烈，岩石中的可溶性盐类大部分被溶解，剩下的只是钙、镁的碳酸盐，所以在这一带的地下水为淡水（矿化度小于1g/L），到了溢出带，地下水的矿化度逐渐增高，当地下水流至垂直交替带时，不仅运动缓慢，而且消耗于蒸发，故地下水矿化度极高。这种矿化度由低逐渐增高的作用，布罗德斯基称它为总矿化作用。

布罗德斯基分类法的缺点：当两种离子的含量差别不大时，这种主次划分就失去了意义，甚至可能将本来属于同一类的水划分为不同类型。此外，这种分类是不管成对离子含量多少，都要阴阳离子各取一对，如果水中仅有一种离子含量占优势，而另一种离子含量甚微时，分类中仍要表示出来，这样会导致在分析水化学成分形成规律时不能确定主导因素，可能会得出某些不正确的结论。

3.阿廖金分类法

阿廖金分类法是由俄国学者O.A.Aleken提出的，按水体中阴阳离子的优势成分和阴阳离子间的比例关系确定水质化学类型的一种方法。该方法的具体操作步骤如下：

第一步，列出各计算分区中具有代表性水样的

、

、Cl^—等3个阴离子和Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺等3个阳离子的浓度含量（均以毫克当量表示）。

第二步，根据各水样中含量最多的阴离子将这些水样分为三类：重碳酸类（以C表示）、硫酸类（以S表示）、氯化类（以Cl表示），它们的矿化度依次增加，水质变差。

第三步，在每类中再根据水样中含量最多的阳离子进一步分为钙质（Ca）、镁质（Mg）、钠质（Na，钾与钠合并）三组。

第四步，按各水样中阴阳离子含量的比例关系分为四种类型：

Ⅰ型

，在S类与Cl类的Ca及Mg组中均无此型；

Ⅱ型

，多数浅层地下水属于此型；

Ⅱ型

，或Cl^—＞Na⁺，此型为高矿化水；

Ⅳ型

。此型为酸性水，C类各组及S和Cl类的Na组中无此型。

阿廖金分类图解如图1—8所示。

图1—8 阿廖金分类图解

第Ⅰ型水的特点是

。该型水由火成岩地区溶滤作用形成，含有相当数量的钠和钾，它也可以由水中的钙同岩石中钠之间的交换作用形成。该型水是碱性的软水，矿化度低（在内陆湖中或某些油田水中，可以出现高矿化度）。

第Ⅱ型水的特点是

，硬度大于碱度。从成因上讲，该型水与各种沉积岩有关，主要是混合水。大多属低矿化度和中矿化度的河水。湖水和地下水属于这一类型（有

硬度）。

第Ⅲ型水的特点是

或者为Cl^—＞Na⁺。从成因上讲，该型水也是混合水，由于离子交换使水的成分剧烈变化。成因是天然水中的Na⁺被土壤底泥或含水层中的Ca²⁺或Mg²⁺交换。大洋水、海水、海湾水、残留水和许多高矿化度的地下水属于此种类型（有氯化物硬度）。

第Ⅳ型水的特点是

含量为0，即该型水为酸性水。在重碳酸类水中不包括此型，只有硫酸盐与氯化物类水中的Ca²⁺组与Mg²⁺组中才有这一型水。天然水中一般无此类型（pH＜4.0）。

上述类型的差异是水体所处自然地理环境造成的，一般来讲，它们有一定的地理分布规律。

第五步，按照阿廖金的分类，水的类别是用主要阴离子的化学符号（即C、S、Cl）表示，组别用主要阳离子的化学符号（即Ca、Mg、Na）表示，而型别用脚码表示。表达式以“类”为基号，以组为上脚号，以型为下脚号，如C类Ca组Ⅱ型可表示为

，又如Cl类Mg组Ⅳ型表示为

。此外，有时还可标上矿化度（精确度至0.1g/L），表达式为

。此分类法是兼顾了主要离子及离子间对比的划分原则，在一定程度上反映水质特点变化的规律性。如矿化度的变化，矿化度逐渐增大的方向是：[C]＜[S]＜[Cl]，Ca＜Mg＜Na，Ⅰ＜Ⅱ＜Ⅲ。

阿廖金分类法具有许多优点，它适用于绝大部分天然水，简明易于记忆，而且能将多数离子之间的对比恰当的结合，可以用来判断水的成因、化学性质及其质量。

复习思考题

1.地下水的化学组分有哪些？

2.论述地下水的形成作用有哪些？

3.掌握地下水水质的三类综合评价指标。

4.掌握地下水化学类型的分类方法。